Automotive Ethernet - Vorteile des Bus Systems
Was ist Automotive Ethernet (100 Base-T1)?
Automotive Ethernet ist eine Kommunikationsstruktur für die Automotive-Technik. Bedingt durch die steigende Anzahl an Einzelsystemen wie dem Bordnetz, den Fahrerassistenzsystemen, den Systemen für das Infotainment und die Navigation, kurz gesagt, bedingt durch den zunehmenden Einsatz von Computer-basierten Systemen und Anwendungen mit geringsten Latenzzeiten, sind Konzepte gefordert mit denen diese Forderungen realisiert werden können.
Der Can Bus vs Automotive Ethernet Bus?
Da nicht jedes Kommando im Auto die gleiche Wichtigkeit hat (Motordaten sind z.B. wesentlich wichtiger als die Klimaanlage), werden verschiedene Geschwindigkeiten bei der Datenübertragung genutzt. Der CAN-Bus betreibt also genau genommen kein Multitasking, sondern regelt alles schön der Reihe nach. Bei den neuesten Entwicklungen im Fahrzeugbau (und mit den neuen Anforderungen der Videotechnik) stößt er deshalb auch allmählich an seine Grenzen. Der Automotive Ethernet Bus ermöglicht einen höheren simulatenen Datendurchsatz, der eine breite Palette von zuküntigen Anwendungen ermöglicht.
Wo wird der Automotive Ethernet Bus bereits eingesetzt?
Die Ethernet-Technologie wird im Fahrzeug bereits in vielen Bereichen eingesetzt: für die fahrzeuginterne Kommunikation, das Messen und Kalibrieren, die Diagnose über DoIP und die Kommunikation zwischen Elektrofahrzeugen und Ladestationen. Auch ADAS-Funktionen für das automatisierte und autonome Fahren und Anwendungsfälle im Infotainment-Bereich setzen auf Ethernet. Weiterhin kommt Ethernet als Daten-Backbone zum Einsatz und verbindet so die verschiedenen Kommunikationsdomänen einer E / E-Architektur.
Die Fahrzeughersteller und Zulieferer sind mit einer Vielzahl von Herausforderungen konfrontiert, z.B. mit der Einführung einer serviceorientierten Kommunikation. Ebenso spielen Security-Aspekte eine wichtige Rolle. Vector unterstützt Sie mit professionellen Tools, Basissoftware, Schulungen und Dienstleistungen.
Die Vorteile des Automotive Ethernet Busses
Der wesentliche Unterschied ist, dass sich die 150 MBit/s von MOST auf das gesamte Netzwerk in der sogenannten Ringtopologie aufteilt, wogegen jeder Automotive-Ethernet-Link die volle Bandbreite von 100 MBit/s bietet. Somit erreicht Automotive-Ethernet eine höhere Bandbreite als die meisten im Automobilbereich eingesetzten seriellen Datenstandards. Da man außerdem mit ungeschirmten Twisted-Pair-Leitungen auskommen muss, bieten sich kostengünstige Verkabelungsvarianten an. Das Gewicht der Verkabelung ist ungefähr 30 Prozent geringer verglichen mit abgeschirmten Leitungen. Das bedeutet gleichzeitig eine Kostenersparnis von ungefähr 80 Prozent. Automotive-Ethernet erfüllt sowohl die strengen EMV- und EMI-Anforderungen, als auch die Anforderungen an den im Automobilbereich benötigten Temperaturen. Ein weiterer Vorteil des Ethernet für Automobil ist, dass alle Softwareschnittstellen der oberen Ebenen des Ethernet Stacks exakt die gleichen wie bei Standard-Ethernet sind. Wer zuvor bereits mit Ethernet zu tun hatte, verfügt wahrscheinlich schon über die benötigten Tools und Software.
Werkzeuge für das Testen von Automotive Ethernet Designs
Aufgrund der immer besser ausgestatteten ADAS Systeme erhöht sich der Bedarf an einen Hochgeschwindigkeits-Datenbus. Automotive-Ethernet ist flexibel erweiterbar und damit für die derzeitigen und zukünftigen Anforderungen an die Übertragungsgeschwindigkeit im Fahrzeug sehr gut geeignet. Die Zweidraht-Vollduplex-Signalisierung 100BASE-T1 (PAM 3) des Automotiv Ethernets ist jedoch auf der physikalischen Schicht für die Protokollanalyse nur schwer verlustfrei zugänglich. Aktives Tapping des 100BASE-T1-Bus führt zu einer Einschränkung der Latenzzeit und der Pufferung und liefert möglicherweise keine realen Timing- und Protokollschicht-Informationen zur Behebung der Designprobleme. Oszilloskop-basierte Protokoll-Dekodier Lösungen haben Einschränkungen bei der Puffergröße und erschweren aufgrund der geringen Auslastung des 100BASE-T1-Busses den Einsatz in realen Anwendungen.
Protocol Analyzer für Automotive Ethernet
Der 100BASE-T1 Automotive Ethernet Protocol Analyzer von Prodigy Technovations bietet eine branchenweit erste Lösung für den nicht-intrusiven passiven Abgriff des 100BASE-T1-Busses auf der physikalischen Ebene und gewährleistet eine latenzfreie und genaue Erfassung der Protokolldaten. Leistungsstarke Basis- und mehrstufige Layer-2- bis Layer-7-Protokoll-Triggerfunktionen ermöglichen es dem Entwicklungsingenieur, Protokollaktivitäten bei einem bestimmten Ereignis zu erfassen. PGY-100BASE-T1-PA unterstützt kontinuierliches Streaming der erfassten Protokolldaten auf die Festplatte des Host-Computers SSD/HDD und ermöglicht so die Erfassung über lange Zeiträume.