By Werner Zimmermann
Dieses Fachbuch gibt einen Überblick über die in der Kfz-Elektronik verbreiteten Bussysteme wie CAN, FlexRay, LIN oder such a lot, deren Protokolle und die Softwarearchitektur moderner Steuergeräte. Die Beschreibung erfolgt aus der Sicht von Ingenieuren, die diese Systeme in der Praxis einsetzen und in Fahrzeuge integrieren müssen. Ausführlich wird auf die höheren Schichten der ISO, SAE und ASAM-Transport- und Diagnoseprotokolle sowie deren Anwendung eingegangen. Neben der Kommunikation wird die Softwarearchitektur der Steuergeräte mit Betriebssystem und Basissoftware vorgestellt, wie sie im Rahmen von AUTOSAR, OSEK/VDX und HIS definiert werden.
Neu in dieser Auflage wurden CAN FD, automobile Ethernet, OTX und WWH-OBD aufgenommen.
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Im Gegensatz zu einer Punkt-zu-Punkt-Verbindung sind bei einem echten Bus mehrere Steuergeräteausgänge an dieselbe Leitung angeschlossen. Die Signalverknüpfung erfolgt dabei nach dem Wired-OR-Grundprinzip, wie es im Abb. 5 für eine Ein-DrahtBusleitung dargestellt ist. Wenn beide Steuergeräte ein High-Signal oder gar kein Signal senden wollen, sperren sie den jeweiligen Treibertransistor. Durch die so genannten Pull-Up-Widerstände wird die Busleitung dann auf den Pegel der Versorgungsspannung U B gezogen.
TreiberTransistor Bus Signal Abb. 4 Linien-Bus Bei einer l = 20 m langen Verbindungsleitung, wie sie in einer LKW-Zugmaschine mit Auflieger oder einem Omnibus durchaus denkbar ist, beträgt die Signallaufzeit auf der Leitung in einfacher Richtung I Td = = . . ns . c Zusätzliche Verzögerungen entstehen in den Leitungstreibern und -empfängern in den Steuergeräten. Für T d > 0,1 ⋅ T bit treten in der Praxis bereits deutliche Welleneffekte auf (Reflexionen an den Leitungsenden und an Stoßstellen wie Abzweigungen und Steckverbindern), welche die Übertragungssicherheit beeinträchtigen.
Inter Character Break, IFB . . Inter Frame Break) von maximal fDaten = fbit ⋅ erreichen. Durch die Pausenzeiten zwischen den Zeichen und Botschaften wird die Nutzdatenrate nochmals verringert. Bei der Bitstrom-basierten Übertragung (Abb. 16, andere Bezeichnung: synchrone Übertragung) werden alle zu einer Botschaft gehörenden Daten inklusive Header und Trailer ohne Pause als ein zusammengehörender Block (Frame) im Bittakt übertragen (so genannter Bitstrom). Die Pause zwischen den Frames T IFB (Inter Frame Break) wird im Protokoll wieder mit Minimal- und Maximalwerten vorgegeben.
