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Einteilung der Anwendungen und Bussysteme im Auto.
Überblick über das FlexRay-Konsortium, das hauptsächlich von deutschen Automobilherstellern ins Leben gerufen wurde.
Im Jahr 2000 gründeten die Autohersteller BMW und Daimler-Chrysler sowie die Halbleiterunternehmen Motorola und Philips als Partner das FlexRay-Konsortium. Als Anforderungen an das zu entwickelnde Kommunikationssystem wurden damals festgelegt: ein zuverlässiges Datenübertragungssystem mit hoher Bandbreite, fehlertolerante und echtzeitfähige Datenübertragung sowie eine anpassungsfähige Auslegung der Topologie. Das Ziel war es, verteilte Anwendungen möglichst flexibel vernetzen zu können. Das Protokoll und Bussystem FlexRay bietet gegenüber dem bisher eingesetzten Datenbus CAN eine deutlich höhere Übertragungsrate von 10 MBit/s. Mit bis zu 254 Byte ist auch die mögliche Größe einer einzelnen Nachricht gewachsen und Redundanz gewährleistet eine sichere Kommunikation zwischen den Steuergeräten. Die Busarchitektur sieht eine zweikanalige Übertragung vor, die etwa bei nicht sicherheitskritischen Anwendungen auch für eine Verdopplung des Datendurchsatzes genutzt wird. Der größte Vorteil des neuen Systems jedoch ist seine Echtzeitfähigkeit: Die Deterministik garantiert eine genau definierte, kalkulierbare Reaktionszeit. Aufgrund seiner Flexibilität und seines Reservierungsansatzes erfordert die Auslegung eines FlexRay-Systems eine applikationsspezifische Anpassung.
FlexRay - Stecker und Buchsen für den Einsatz im Fahrzeug.
Das 1994 international standardisierte Controller Area Network (CAN) ist das meistverbreitete serielle Bussystem, von dem sich in einem Fahrzeug gleich mehrere befinden: ein eher langsames CAN-Bussystem zur Vernetzung von Komfort-Steuergeräten mit einer maximalen Übertragungsrate von 125 kBit/s (CAN-Low-Speed) und ein schnelles CAN-Bussystem zur Vernetzung von Steuergeräten des Antriebs und Fahrwerks mit einer maximalen Übertragungsrate von 1 MBit/s (CAN-High-Speed). LIN (Local Interconnected Network) wird für die kostengünstige und einfache Datenübertragung im Sensor-Bereich eingesetzt. Die Datenrate ist auf 20 kBit/s beschränkt, was aber zur Übertragung von Sensor- und Aktorsignalen völlig ausreicht. Da CAN als serielles Bussystem bei steigender Buslast die Echtzeitfähigkeit immer weniger garantieren kann, bedarf es für kritische Anwendungen im Auto eines Bussystems, welches unabhängig von der Last Echtzeit garantiert. FlexRay ist die Lösung, die viele Auto-Hersteller derzeit favorisieren: Bei einer maximalen Datenrate von 20 MBit/s und aufgrund einer garantierten Datenübertragung stellt es deterministische Zeitverhältnisse sicher. Ein zweiter Kommunikationskanal ermöglicht redundante Datenübertragung. Falls die Daten auf einem Kanal gestört werden, stehen sie immer noch über den zweiten Kanal zur Verfügung. Infotainment-Geräte, wie Navigation, Radio und Telefon, benötigen eine verhältnismäßig hohe Bandbreite, da nicht nur Steuer-, sondern auch Video- und Audiosignale übertragen werden. Für eine Multimedia-Vernetzung im Auto kommt daher MOST (Media Oriented System Transport) zum Einsatz. MOST stellt eine hohe Bandbreite zur Verfügung, ausgehend von einer Abtastfrequenz mit 48 kHz sind es 23 MBit/s.
