Fahrzeugnetze – Entwickeln oder Testen

Auf den ersten Blick ist es zwar günstiger, bestehende Fahrzeugnetzwerke wiederzuverwenden, häufig lassen sich diese dann jedoch schwerer optimieren. Der Hersteller kann sich nicht darauf konzentrieren, hohe Leistung bei geringen Kosten zu liefern, sondern muss großen Aufwand für den Funktionstest des Netzwerks treiben. Das liegt auch an der Komplexität von Busarchitekturen wie CAN. Die Folgen kleiner Änderungen der Konfiguration sind oft schwer vorhersagbar und können signifikante Auswirkungen haben. Mit der Einführung von AUTOSAR wird sich das Netzwerkdesign noch schwieriger gestalten.

Auf den ersten Blick ist es zwar günstiger, bestehende Fahrzeugnetzwerke wiederzuverwenden, häufig lassen sich diese dann jedoch schwerer optimieren. Der Hersteller kann sich nicht darauf konzentrieren, hohe Leistung bei geringen Kosten zu liefern, sondern muss großen Aufwand für den Funktionstest des Netzwerks treiben. Das liegt auch an der Komplexität von Busarchitekturen wie CAN. Die Folgen kleiner Änderungen der Konfiguration sind oft schwer vorhersagbar und können signifikante Auswirkungen haben. Mit der Einführung von AUTOSAR wird sich das Netzwerkdesign noch schwieriger gestalten.

Die Komponenten eines verteilten Steuerungssystems in einem Automobil werden oftmals ähnlich wie mechanische Bauteile entwickelt und zwar auf Basis der Komponentenspezifikation und weniger im Kontext mit dem gesamten System. Bei wenig Interaktion zwischen diesen Komponenten funktioniert das auch relativ gut. Trotz der Einführung gemultiplexter Busse und zunehmender Netzwerkkommunikation hat sich prinzipiell wenig am Designprozess geändert. Allerdings muss man deutlich mehr Aufwand für die Validierung betreiben, ohne die zuverlässige Funktionsweise wirklich unter allen Bedingungen gewährleisten zu können.

Diese Probleme verstärken sich angesichts der Einführung von AUTOSAR. Einerseits unterstützt dieser Standard die Verwendung von Softwaremodulen durch die Einführung von Standardschnittstellen zwischen den Modulen. Andererseits führt dieser auch das Konzept eines »Virtual Functional Bus« ein, also eine Abstraktionsebene für die Kommunikation zwischen verschiedenen Funktionen. Damit lässt sich die Applikationssoftware innerhalb des AUTOSAR-Systems flexibler verteilen. So kann der Datenaustausch zwischen zwei Softwaremodulen über das lokale RAM eines Mikrocontrollers oder mittels Netzwerkkommunikation über CAN, LIN oder FlexRay erfolgen. Das hat wesentliche Auswirkungen auf die Validierung des Netzwerks.

Das Fahrzeugnetzwerk ist ein gemeinsam genutztes Medium für Interaktionen aller verbundenen Komponenten. Manche Interaktionen sind dabei gewünscht, andere jedoch nicht. Bild 1 zeigt beispielsweise die Komponenten für eine Zentralverriegelung.

Betätigt der Autobesitzer die zentrale Verriegelungsfunktion, dann erhält das DDM (Driver Door Module) diese Anforderung und übersetzt sie in Nachrichten für die Türmodule auf der Fahrerund Beifahrerseite. Die Anforderung auf der Fahrerseite wird über einen LINBus (DDMLIN) übertragen, während die Anforderung für die Beifahrerseite über einen CAN-Bus (MSCAN) und dann über PDMLIN gehen muss. Die zusätzliche Verzögerung durch den Transfer von einem Bus zum anderen über ein Gateway ist normalerweise für den Fahrer nicht auffällig. Wenn allerdings andere Systeme als die Zentralverriegelung großen Datenverkehr mit höherer Priorität erzeugen, dann kann das zu einer signifikanten Verzögerung führen, welche der Fahrer durchaus bemerkt.