Der Einzug von Ethernet in Automobilanwendungen

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Kombination von Ring- und Sterntopologien

Obwohl die Kabellänge nie an die maximalen 100 m herankommen würde, bietet die reduzierte Verkabelung eines Ethernet-Ringnetzwerks einen Vorteil für die Automobil- und Raumfahrtindustrie: Weniger Kabel bedeutet einfachere Installation sowie geringeres Gewicht, was den Kraftstoffverbrauch und somit die Gesamtkosten direkt beeinflusst.

Die Einführung von Ethernet in Automobilanwendungen wird voraussichtlich zu einer Kombination von Ring- und Sterntopologien führen. Bild 4 zeigt ein Beispiel für ein mögliches Automobil-Ethernet-Netzwerk: Jede physikalische Medienschnittstelle kann unabhängig mithilfe von Kupferkabeln oder POF implementiert werden. Ein zentraler Gateway wird hier mit einem On-Board-Diagnostik-Port (OBD) oder anderen verfügbaren Netzwerken im Fahrzeug wie MOST oder FlexRay verbunden. Die Gateway-Einheit kann als Brücke zur Kontrolleinheit fungieren und andere Systeme wie die Navigation, den Fahrzeugcomputer und das Rücksitzunterhaltungssystem über eine Ringtopologie zusätzlich verbinden.

BMW nutzt ab 2009 Ethernet in der 7er-Reihe

BMW wird als erste Automobilhersteller Ethernet standardmäßig zur Datenübertragung einführen, angefangen mit der 7er-Reihe ab dem Jahr 2009. Anfangs werden die Ethernet-Anwendungen im Fahrzeug nur bei abgeschaltetem Motor aktiv sein. Zwei wichtige Aufgaben werden zunächst über den OBD-Port angeboten: Diagnostik und Software-Download für interne statische Speicher und Festplatten der ECU (Engine Control Unit).

Unter Verwendung von CAT5-Standardkabeln für die Verbindung an den OBD-Port können Servicezentren so eine Verbindung zu einem Laptop oder ihrem Intranet herstellen, um eine Fahrzeugmanagementdiagnose vorzunehmen. Speicher-Downloads für Software-Aktualisierungen profitieren ebenfalls von der Vollduplex-Bandbreite im Netzwerk mit 100 oder gar 1000 MBit/s bei GBit-Ethernet.

Verfügbare Bandbreite ist für Speicher-Downloads wesentlich: Mit steigendem Bedarf nach einer erhöhten prozessorintensiven Funktionalität in einem Fahrzeug steigt auch der Umfang des hierfür notwendigen Speichers.

Speichergröße muss alle fünf Jahre erhöht werden

Aktuelle Studien von Daimler haben gezeigt, dass ein Anstieg des statischen Speichers eines Fahrzeugs einem ähnlichen Trend folgt wie dem Mooreschen Gesetz: Die Speichergröße muss alle fünf Jahre um das Zehnfache erhöht werden.

Sollte die bestehende Methode weiterhin angewendet werden, werden die Software-Downloadzeiten beachtlich ansteigen. Standzeiten resultieren in direkten zusätzlichen Wartungskosten, da dem Besitzer zeitweilig ein Ersatzfahrzeug zur Verfügung gestellt werden muss.

Die Implementierung von Ethernet im OBD-Port ermöglicht zudem eine Verbindung des Fahrzeugs ans Internet, was neue Möglichkeiten eröffnet: So zum Beispiel kann der Port auf einfache Weise per Funkübertragung zur Ferndiagnose oder zum Herunterladen in Fahrzeugnavigationssystemen und von Videos oder Musik verwendet werden – bequem von Zuhause aus.

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