FlexRay: Datenbus mit Zukunft
Bosch-Forscher arbeiten in einem internationalen Konsortium an der Entwicklung des Datenbusses FlexRay mit, der bald mit hoher Geschwindigkeit und mit hoher Zuverlässigkeit die elektronischen Komponenten im Fahrzeug verbinden soll.
Wären digitale Daten auf einer Datenleitung nicht tonlos, so müsste man sich ein Auto als eine Quasselbude vorstellen. Dutzende von Sensoren, Aktoren und Steuergeräte würden ununterbrochen miteinander kommunizieren, Aufmerksamkeit suchen, Wichtiges zurufen. Doch da nur dann Verständnis herrscht, wenn die Kommunikation geregelt abläuft, bringen die Forscher Ordnung in den Kommunikationsdrang. Beim etablierten CAN-Datenbus (CAN steht für Controller Area Network) geschieht dies folgendermaßen: Ein Gerät hört auf den Datenbus, der die elektronischen Geräte miteinander verbindet; ist dort gerade Ruhe, so kann es senden. Wer zuerst kommt, mahlt zuerst. Versuchen mehrere Steuergeräte gleichzeitig zu senden, entscheidet ein Prioritätsmechanismus, wer zuerst an der Reihe ist. Auf diese Weise können äußerst geringe Verzögerungszeiten erreicht werden. Erst wenn der Bus sehr stark ausgelastet ist und viele Steuergeräte gleichzeitig senden wollen, blockieren sich die Steuergeräte gegenseitig und es gibt Datenstau. Nach dem CAN-Verfahren ist allerdings nicht klar, wann genau welches Signal über den Bus läuft, da mitunter Übertragungen anderer Steuergeräte abgewartet werden müssen.
Für zukünftige sicherheitsrelevante Funktionen ist es jedoch von entscheidender Bedeutung, genau vorhersagen zu können, wann und mit welcher Verzögerung eine Nachricht übertragen wird. Ein Beispiel sind die “X-by-Wire” Funktionen. Das Bremspedal oder die Lenkung werden elektronisch abgetastet, und der Brems- beziehungsweise Lenkwunsch des Fahrers werden über ein Bussystem zu den ausführenden Aktoren gesendet, die dann das Auto abbremsen oder die Vorderräder entsprechend lenken. Gemeinsam mit industriellen Partnern treiben Bosch-Forscher daher das FlexRay-Bussystem voran. Bei FlexRay wird jedem Teilnehmer am Bus ein genau definiertes Zeitfenster im Bustakt zugeordnet. So ist festgelegt, dass innerhalb von normalerweise einige Millisekunden dauernden Zyklen die Steuergeräte in genau definierter Reihenfolge senden und empfangen können. Hat das Fahrdynamiksteuergerät gerade nichts zu sagen, so bleibt sein Zeitfenster leer. Müssen jedoch Daten oder Kommandos übertragen werden, so ist der Sendezeitpunkt über den Bustakt genau festgelegt: Der zeitliche Ablauf der Übertragungen ist vorhersagbar. Die Forscher sprechen hier auch von einem deterministischen Kommunikationssystem und der Echtzeit-Fähigkeit des Datenbusses: In genau festgelegten Zeitintervallen sind Informationen über bestimmte Fahrzeugzustände garantiert.
Darüber hinaus können bei FlexRay 10 MBit/s übertragen werden. Dadurch ist sichergestellt, dass auch in zukünftigen hochvernetzen Systemen ausreichend Platz auf dem Bus ist.
Für zukünftige sicherheitsrelevante Funktionen ist es jedoch von entscheidender Bedeutung, genau vorhersagen zu können, wann und mit welcher Verzögerung eine Nachricht übertragen wird. Ein Beispiel sind die “X-by-Wire” Funktionen. Das Bremspedal oder die Lenkung werden elektronisch abgetastet, und der Brems- beziehungsweise Lenkwunsch des Fahrers werden über ein Bussystem zu den ausführenden Aktoren gesendet, die dann das Auto abbremsen oder die Vorderräder entsprechend lenken. Gemeinsam mit industriellen Partnern treiben Bosch-Forscher daher das FlexRay-Bussystem voran. Bei FlexRay wird jedem Teilnehmer am Bus ein genau definiertes Zeitfenster im Bustakt zugeordnet. So ist festgelegt, dass innerhalb von normalerweise einige Millisekunden dauernden Zyklen die Steuergeräte in genau definierter Reihenfolge senden und empfangen können. Hat das Fahrdynamiksteuergerät gerade nichts zu sagen, so bleibt sein Zeitfenster leer. Müssen jedoch Daten oder Kommandos übertragen werden, so ist der Sendezeitpunkt über den Bustakt genau festgelegt: Der zeitliche Ablauf der Übertragungen ist vorhersagbar. Die Forscher sprechen hier auch von einem deterministischen Kommunikationssystem und der Echtzeit-Fähigkeit des Datenbusses: In genau festgelegten Zeitintervallen sind Informationen über bestimmte Fahrzeugzustände garantiert.
Darüber hinaus können bei FlexRay 10 MBit/s übertragen werden. Dadurch ist sichergestellt, dass auch in zukünftigen hochvernetzen Systemen ausreichend Platz auf dem Bus ist.
