By Werner Zimmermann
ISBN-10: 3658024186
ISBN-13: 9783658024185
ISBN-10: 3658024194
ISBN-13: 9783658024192
Dieses Fachbuch gibt einen Überblick über die in der Kfz-Elektronik verbreiteten Bussysteme wie CAN, FlexRay, LIN oder such a lot, deren Protokolle und die Softwarearchitektur moderner Steuergeräte. Die Beschreibung erfolgt aus der Sicht von Ingenieuren, die diese Systeme in der Praxis einsetzen und in Fahrzeuge integrieren müssen. Ausführlich wird auf die höheren Schichten der ISO, SAE und ASAM-Transport- und Diagnoseprotokolle sowie deren Anwendung eingegangen. Neben der Kommunikation wird die Softwarearchitektur der Steuergeräte mit Betriebssystem und Basissoftware vorgestellt, wie sie im Rahmen von AUTOSAR, OSEK/VDX und HIS definiert werden.
Neu in dieser Auflage wurden CAN FD, automobile Ethernet, OTX und WWH-OBD aufgenommen.
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Derartige Verbindungen sind anfällig für die Ein- und Abstrahlung elektromagnetischer Störungen. Daher muss mit relativ großen Signalpegeln, im Kfz häufig mit Batteriespannungspegel, und niedrigen Bitraten gearbeitet werden. Üblich ist dies z. B. bei LIN oder ISO 9141 mit einer bidirektionalen Ein-Draht-Leitung (K-Line bei ISO 9141) als Halb-Duplex-Verbindung, seltener mit zwei unidirektionalen Ein-Draht-Leitungen als Voll-Duplex-Verbindung. Zwei-Draht-Leitungen, deren Adern oft noch zusätzlich verdrillt werden (Twisted Pair) sind weniger anfällig für EMV-Probleme (Elektromagnetische Verträglichkeit).
Bei Class D-Netzen (z. B. FlexRay) werden heute bis zu 10 Mbit/s, d. h. T bit = 100 ns, verwendet und im Infotainmentbereich (z. B. MOST) sind schon heute 25 Mbit/s, d. h. T bit = 40 ns, im Einsatz, zukünftig 150 Mbit/s. Ebenfalls aus EMV-Gründen versucht man, die Steilheit (Slew Rate) der Signalflanken durch entsprechende Treiberschaltungen so langsam zu machen wie für eine gegebene Bitrate gerade noch zulässig. Die Ausbreitung der Signale auf den Leitungen erfolgt mit Lichtgeschwindigkeit. Aufgrund der dielektrischen Eigenschaften des Kabelmaterials reduziert sich diese gegenüber der Lichtgeschwindigkeit im Vakuum etwa um den Faktor 2 .
Für die übrigen Botschaftskennungen, die ebenfalls empfangen werden sollen, muss eine Multicast-Kennung eingerichtet werden, für die die Akzeptanzfilterung dann softwaremäßig erfolgt. Während der Sender bei Broadcast-Kommunikation in der Regel keine Bestätigung der Empfänger erhält (Unacknowledged Communication), erwartet der Sender bei UnicastSendungen oft eine positive Bestätigung (Acknowledged Communication) des Empfängers, dass die Botschaft korrekt empfangen wurde (Abb. 12). Verzichtet man, um das Bussystem zu entlasten, auf die positive Bestätigung, so wird zumindest eine Fehlermeldung (Not Acknowledged) erwartet, wenn einer der Empfänger einen Übertragungsfehler erkannt hat.
Bussysteme in der Fahrzeugtechnik: Protokolle, Standards und Softwarearchitektur by Werner Zimmermann
by Steven
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