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Entwurf und Analyse eingebetteter Netzwerke des Automobilbaus Übung 2 + 3 Kommunikationssysteme.

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Präsentation zum Thema: "Entwurf und Analyse eingebetteter Netzwerke des Automobilbaus Übung 2 + 3 Kommunikationssysteme."—  Präsentation transkript:

1 Entwurf und Analyse eingebetteter Netzwerke des Automobilbaus Übung Kommunikationssysteme

2 Anforderungen an Automotive Bussysteme ●Reaktionszeit, Latenz ●Determinismus ●Bandbreite ●Sicherheit ●Kosten ●Störanfälligkeit ●Redundanz ●… 2

3 LIN: Local Interconnect Network ●Medium: 12V Eindrahtbus ●Topologie: Linienbus mit typischerweise bis zu 16 Stationen ●Asynchron seriell Kommunikation ●Kodierung: UART-Zeichen ●Bandbreite max. 20 kBit/s ●Single Master, Multiple Slaves 3

4 LIN: Local Interconnect Network 4

5 ●Cheap ●Einsatz in Sensor-Aktuator-Subsystemen ●Zu jedem Zeitpunkt wird immer nur eine Botschaft übertragen ●Collision Detection nicht nötig ●Die zeitliche Reihenfolge der Botschaften ist in einer Schedule festgehalten ●Übertragungsfehler erkennen durch Parität und Prüfsummer ●Fehlerhafte Botschaften werden verworfen ●keine Fehlerbehandlung 5

6 CAN – Controller Area Network ●Ereignisgesteuert: Alle Knoten können zu jedem Zeitpunkt gleichberechtigt auf das Kommunikationsmedium zugreifen ●CSMA/CD - Carrier Sense Multiple Access / Collision Detection mit Methode zum Erkennen und Auflösen von Kollisione ● Senden können, sobald Bus frei ist (Carrier Sense), mehrere Knoten gleichzeitig (Multiple Access) ● Dabei werden mögliche Kollisionen erkannt (Collision Detection) und behoben ●Bandbreite max.1MBit/s 6

7 CAN – Controller Area Network ●Eindeutiger Identifier (Unique Identifier) ● Kein expliziter Empfänger ● Collision Resolution: höhere Priorität erhält Vorrang ● Identifier (ID): entspricht der Priorität ●CAN message format: ● 47 Kontroll-Bits ( 34 Bits aus Header und Tailer ) ● 0-64 Daten-Bits ● 0-19 Stopf-Bits (Stuffing Bits) 7

8 CAN: Rahmenformat 8

9 CAN: Realisierung bitweiser Arbitrierung 9 T1 T2 T3 ID

10 Bit Stuffing Um eine zeitliche Synchronisation zu gewährleisten, sind hin und wieder Flanken (Übergänge 0->1 oder 1->0) notwendig. Bei Folgen von 5 und mehr gleichen Bits wird vom Sender ein inverses Bit eingefügt (stuff bit), welches beim Empfänger wieder entfernt wird. 10

11 CAN: Fehlerbehandlung 11

12 LIN >>> CAN >>> ? ●Größere Bandbreite ●Garantierte Latenz ●Verbesserte Fehlertoleranz 12

13 FlexRay ●Synchrone und asynchrone Kommunikation ●TDMA- und Round-Robin-Arbitrierung ●254 Byte Datengröße ●Datenrate: 10 Mbps ●Single- oder Dual-Kanalbetrieb ●Redundanz durch parallelen Bus ●Globale Zeitbasis für TDMA ●Für X-by-Wire-Anwendungen 13

14 FlexRay: Zyklusaufbau 14 … …

15 FlexRay: Zyklusaufbau 15

16 FlexRay: Rahmenformat 16

17 FlexRay: Static Segment Frame Encoding 17

18 ●MOST ●Ethernet 18

19 MOST: Media Oriented Systems Transport ●für alle Multimediageräte ● Audio, Video, Navigation und Telekommunikation 19


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