20 | 07 | 2024
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automotive bussysteme

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LIN-BUS

Der LIN-BUS (Local Internet Network) trägt auch den Namen Subbus und wird eingesetzt falls die CAN-Bus Technologie zu teuer ist, da es auf kostengünstigen Standards von Komponenten aufbaut. In der Topologie ist es ein Master/Slave System. Erbesitzt die maximale empfohlene Geschwindigkeit von 19.200 bit/s

Als ungeschrirmter Eindrahtbus besitzt er die selbe Spannung wie das Bordnetz. Das zeitgesteuerete Sytem arbeitet als Master/Slave. Das System orientiert sich an Bytes und die Übertragung der Daten ist asynchron. Die Paketdaten werden wie beim CAN-Bus mit Identfier gehandelt.

Anwendungsgebiete sind der Scheibenwischermotor, Regen- und Lichtsensor. Die weitere Verbindung auf den CAN-BUS erfolgt über ein Gateway (Steuergerät).

Einsatz sind u.a. die geregelten Elektronikkomponenten der Karosserie, wie z.B. Klimaanlage, Rückspiegel, elektr. Fensterheber, elektr. Öffnen des Kofferraumes oder auch die Elektrik der Sitze.

MOST-Bus

CAN-Bus

FLEXRAY-Bus

AUTOMOTIVE-ETHERNET

User Rating:  / 2

Can-Bus

Entwicklung ca. 1983 durch Bosch. Erste Vorstellung im Jahr 1985 durch Intel und Bosch. In der Automobilbranche sollte Gewicht durch reduzierte Kabellängen und dadurch Ausgaben reduziert werden. Das Controller Area Network (CAN) verbindet mehrere gleichberechtigte Teillehmer über einen 2-Draht Bus (Twisted Pair) miteinander. Der Zugriff ist eventgesteuert und erfolgt nach Priorität. Ereignisse hoher Priorität können eine niedrigere Priorität hinten anstellen. Die Übertragung per Frame erfolgt mit maximal 8 Bytet. Die Steuergeräte können autag und unabhängig voneinander Daten senden und empfangen. Deshalb werden viele Feldgeräte wie z.B. Sensoren und Messfühler, Anrtriebseinheitenn mit  Steueungsgeräten gekoppelt. Die Übertragung erfolgt in Echtzeit und bietet ein hohes Maß an Sicherheit. Bei Inaktivität stehen bei beiden Leitungen 2,5 Volt Spannung an. Bei Datenübertragung steigt der CAN H (CAN High) auf 3,75 Volt Spannung und der CAN L (CAN Low) sinkt auf 1,25 Volt und erzeugt dabei ein 2,5 Volt Spannungpotential. Aufgrund diese Spannungspotentials ist dieses Bussystem nicht anfällig gegen induktive Spannungsspitzen, Brummspannungen und elektrische Felder. Das Protokoll des CANBus ist  in „Schichten“ (Layers) aufgeteilt. Hier wird der Zusammenhang zwischen Hardware (Stecker, Signale, etc.) und Software (Priorität, Bitverarbeitung, Datenverteilung, etc.) beschrieben..Der Bus kann Prioritäten unterscheiden da eine Nachricht in 7 Frames der OSI Schicht (Layer, Kennfelder) unterteilt ist. Die maximale Datenrate beträgt 1 MBit.

Einsatz sind u.a Bremsysteme wie ABS, ESP, Getriebe, Übertragung der Kraft und Airbags.

 

Vorteile:

- Systemsicherheit

- großer Bedienkomfort

- gute Diagnose des Systems

- Kosteneinsprung durch effizienteren Kabelbaum

- vereinfachtere Softwareanpassungen

LIN-Bus

MOST-Bus

FLEXRAY-Bus

AUTOMOTIVE-ETHERNET

User Rating:  / 4

FLEXRAY-Bus

Dieser offener Standard bzw. dieses Protokoll wurde ab dem Jahr 2000 durch Daimler, BMW, Motorola und Philips ins Leben gerufen bzw. entwickelt. Im Jahr 2010 wurda das Konsortium wiederaufgelöst.

FLEXRAY ist echtzeitfähig. Bei Sicherheit wie den Bremsen kommt FLEXRAY zu Einsatz. Die FLEXRAY Topologie kann in Strukturen wie Busform, Sternform aber auch gemischt eingesetzt werden. Die Technologie dieses Systems ist seriell und besitzt keine Arbitrierung. Die Datenrate beträgt 10 MBit und bei zwei Kanälen 20 MBit. Ein Frame kann bis 256 Byte enthalten Redudanz und Fehlererkennung sorgt für einen kollesionsfreien Buszugriff. Das Prinzip des Zugriffes ist zeitgesteuert. Ein Node (Knoten) setzt sich aus Bus-Guardian und Bus-Driver zusammen. Der Datenaustausch wird in Zyklen realisiert. Die Zyklen werden wiederum in Statik und Dynamik unterteilt. Das Sytem sendet Nachrichten im statischen Segment in vorhersehbaren Slots (Zeitschlitzen). Um die *deterministische Datenübertragung zu gewährleisten, arbeitet Flexray mit verschiedenen Korrekturverfahren.

Der Einsatz findet sich in sicherheitsrelevanten Baugruppen wie z.B. Abstandsregeltempomat, Lenkung, Drive-by-Wire (DbW) inkl. Brake-by-Wire (BbW) und Steer-by-Wire (SbW).

 

*Determinismus

Das Nomen hat seinen Ursprung in der lateinischen Sprache "determinare", was soviel bedeutet wie beeinflussen, feststellen oder bestimmen.In einem detreministischen Übertragungsweg sind alle Zustände zu jeder Zeit reproduzierbar und berechenbar.

Eine mögliche Definition könnte so lauten: Wenn in einem Ablauf jederzeit die "Ist-Situation" und die nachfolgende Situation eindeutig bestimmt und festgelegt ist.

LIN-Bus

MOST-Bus

CAN-Bus

AUTOMOTIVE-ETHERNET

User Rating:  / 6

Automotive-Ethernet

ethernet-autoDieses Protokoll ist seit vielen Jahren in der IT getestet und besitzt keine Kinderkrankheiten mehr. BroadR-Reach wurde von der Firma Broadcom entwickelt. Nach der Gründung mit Broadcom, NXP, Freescale und Harman der "OPEN (One-Pair Ether-Net) Alliance Special Interest Group (SIG)" wurde der der BroadR-Reach-Ethernet-Standard für Automobile im Dezember des Jahres 2011 verabschiedet. One Twisted Pair Ethernet bezeichnet man auch als Open Alliance BroadR-Reach (OABR). Neben den günstigen Kosten und der hohen Bandbreite kann es das Fahrzeug mit Hilfe von Switchen zu einem Netzwerk ausbauen. Damit entsehen auch keine Arbitrierungsverluste im Gegensatz mit der Nutzung von CSMA. Die Datenübertragung erfolgt mit maximal 100 MBit/s über 2 verdrillte Adern (UTP: Unshielded Twisted Pair). Auch die EMV-Verträglichkeit soll hiermit erfüllt werden. Da Ethernet keine Echzeitfähigkeiten besitzt, wurde das Protokoll modifiziert. Aufgesetzt wurden AVB (Audio Video Bridging) für das Streaming von Videos und Time-Triggered-Ethernet (TTE) um die Echtzeit zu simulieren. Geignet für Enter- und Infotainment, Human Machine Interface (HMI), als auch für Autoassistent Systeme und On-Board Diagnostics. Das Backbone Netzwerk fungierende Time-Triggered Ethernet (TTEthernet) verbinden CAN und FLEXRAY mit Hilfe von Gateaways um eine Symbiose für das Realtime Ethernet zu etablieren. Audio Video Bridging (AVB) ist ein IEEE-Gruppenstandard für Audio/Video Netzwerke. Es baut auf den IEEE 802 Ethernet Standard aufund ist momentan bei IEEE802.3. Das AVB-Netz trennt seine Datenpakete vom Ethernet-Netzwerk um seine Performance auszuspielen.

Ein Automotive Marktführer setzt seit 2008 auf Automotive- Ethernet. Die bekannten Automobile-Busse werden weiterhin über viele Jahre parallel eingesetzt werden. In Bezug auf das Internet of Vehicles (IoV) und V2V (vehicle to vehicle communications) ist dieser Standard für das ADAS nicht mehr wegzudenken. Power over Ethernet (PoE) soll im Jahr 2015 als Standard eingeführt werden.

Das Ethernet für Automobile wird wahrscheinlich der nächste Bus der Zukunft werden.

 

Vorteile:

- Einsparung von Kosten (Netzwerk, Kabel)

- Gewichtseinsparung der Kabel

- hohe Datenübertragungsrate

 

 

LIN-Bus

 

MOST-Bus

 

CAN-Bus

 

FLEXRAY-Bus

 

 

 

User Rating:  / 8

Übersicht der Bussysteme im KFZ

bus-anschlussSeit 1980 hat die Elektronik im KFZ sehr stark zugenommen.1993 wollte die Automobilindustrie neben bereits eingeführten Hardware-Standards auch Software Standards einzuführen. Einsparung von Kosten und Standardisierung waren die Beweggründe die Initiative "Offene Systeme und deren Schnittstellen für die Elektronik im Kraftfahrzeug", auch OSEK genannt. Gründer waren u.a. Daimler-Benz, BMW, VW, Opel und die Automobil Zulieferer Bosch und Siemens.Eine Fusion mit der "Initiative Vehicle Distributed Executive", kurz VDX genannt , führte zu dem Namen OSEK/VDX. Er ist ein offener Industie Standard. Entwickelt wurde das Betriebssystem OSEK/VDX-OS für einen einzelnen Prozessor (single processor).2005 wurde OSEK-OS-Standard als internationaler Standard unter ISO 17356-3 eingeführt. Im Jahr 2003 wurde AUTOSAR (Automotive Open System Architecture) ins Leben gerufen. Ziel waren eine weitere Reduzierung von Kosten die hauptsächlich durch Steuergeräte verursacht wurden. Eine Reduzierung mit verbesserter Software waren angestrebt.

Früher einzelne arbeitende und unabhängige Steuergeräte sollen in Zukunft reduziert werden und mehr Daten und Informationen untereinander austauschen. Dies erfordert eine höhere Bandbreite und Technologie der Technik. Hier kommt jetzt die Sicherheit und Zuverlässigkeit Ihres Autos ins Spiel. Dies ist eine hohe Herrausforderung für die Automobilhersteller.

 

LIN-Bus

MOST-Bus

CAN-Bus

FLEXRAY-Bus

AUTOMOTIVE-ETHERNET

Sensoren im Automobil

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MOST-Bus

Initatoren waren BMW und Daimler-Chrysler. 1998 wurde die MOST Cooperation (MOSTCO) gegründet. Der MOST-Bus (Media Oriented System Transport) ist ein Feldbus (seriell und optisch) der in der Automobilindustrie für das Entertainment eingesetzt wird. Lichtleiter (plastic optical fiber oder polimere optische Fasern (POF)) stellen die Basis für diesen Bus bereit. Die Topologie ist ringförmig und es können bis zu 64 Endgeräte (devices) verwaltet werden. Die ISO/OSI stellen die Grundlage dar.

Er wurde erst für Audio entwickelt, unter anderem für die Vernetzung von Tunern, Radio, Sracheingabe, TV, Navigation, CD-Playern und DVD Playern. Da der Bus eine sehr große Datenübertragungsrate besitzt, kann er auch für Video, Digital-TV und andere Anwendungen auf einer Multimedia Konsole verwendet werden.

Fehler können durch einen Ringbruch entstehen. Sie werden durch einen schadhaften optischen Leiter, fehlende Versorgungsspannung oder Ausfall von Sender- oder Empfängersteuergerät verursacht.

Vorteile:

- Echtzeit

- Plug and Play

- EMV- Sicherheit

- Fehler können erkannt werden

Für den MOST-Bus existieren 3 Geschwindigkeitsstandarts.:

MOST25

Es besitzt eine Bandbreite von 23 megabaud. Die effektive Übertragungsrate liegt bei 10 kB/s. Die 60 Kanäle können jeweils mit 4 Bits angesprochen bzw.konfiguriert werden.

MOST50

Doppelte Bandbreite als MOST25.

MOST150

6-mal schneller als MOST25 und 3-mal schneller als MOST50.

Außerdem wird ein frei abstimmbarer Ethernet Channel mit 3 weiteren Kanälen (Kontrollkanal, synchroner Kanal für Streaming und asynchroner Kanal für Datenpakete) bereitgestellt.

LIN-Bus

CAN-Bus

FLEXRAY-Bus

AUTOMOTIVE-ETHERNET

 

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