Der Einzug von Ethernet in Automobilanwendungen

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Micrel Inc.

Kein dynamisches Ring-Management in Kfz erforderlich

Anders als bei MOST-Netzwerken lässt sich Ethernet nicht als echten Ring konfigurieren. Jegliche Schleifen innerhalb eines Ethernet-Netzwerks resultieren in duplizierten Datenpaketen, die in Endlosschleifen weitergereicht werden und schnell die Bandbreite und die Wirksamkeit des Netzwerks verringern.

Könnte dies einer der wichtigsten Vorteile von MOST im Vergleich mit einem Ethernet-Netzwerk sein? Die Antwort lautet nein, denn Ethernet kann als Ring konfiguriert werden, der einem MOST-Netzwerk gleicht.

Automobilnetzwerke werden bei ihrer Konzeption definiert. Daher ist kein dynamisches Ring-Management für den Betrieb im Fahrzeug erforderlich – es sei denn, es wird zum Schutz von betriebsentscheidenden Anwendungen eingesetzt.

Konfiguration und Verwaltung mittels VLAN

Eine Ethernet-Ringtopologie, die der Ringtopologie von MOST-Netzwerken ähnelt, muss sicherstellen, dass Datenpakete gefiltert und abgelegt werden, wenn sie zur Zielquelle zurückkehren, was die Entstehung von Endlosschleifen verhindert. Dies kann mithilfe von Tag-basiertem VLAN (Virtual LAN) und dem Support einer Filteroption in verwalteten Ethernet-Switches erreicht werden.

Mit VLAN lassen sich unabhängige logische Netzwerke innerhalb eines physikalischen Netzwerks schaffen. Durch das Blockieren spezifischer Ports oder das Wechseln von Pfaden kann VLAN Ethernet-Ringnetzwerke konfigurieren und verwalten, mit minimalem Softwaresupport.

Ein VLAN-Tag wird durch den Standard IEEE 802.1q als 4-Byte-Tag definiert, der eine 12-Bit-VLAN-ID (VID) enthält, die jedem Datenpaket hinzugefügt wird (siehe Bild 5). Per programmierter VLAN-Tabelle vergleicht der Switch die Port-Mitglieder mit jedem gültigen VID.

Diese Ringkonfiguration hat sich unter Nutzung eines Netzwerks von 16 3-Port-Ethernet-Switches KSZ8893MQL von Micrel bewährt (Bild 6).

Potenzielle Endlosschleifen treten in den folgenden Szenarien auf:

• Unicast-Datenpaket mit unbekannter Zieladresse (DA)
• Broadcast- oder Multicast-Pakete

Mit dieser Methode kann Ingress-VLAN-Filtering wirksam eingesetzt werden, um solche Datenpakete anhand des VLAN-Tags zu identifizieren und fallen zu lassen, sobald sie eine einzelne Schleife durchlaufen haben und wieder bei der Quelle ankommen.

Den vollständigen Artikel finden Sie im Internet Durch Eingabe der unten stehenden InfoClick-Nummer.

Teil Zwei wird die Zukunft des Ethernets in Automobilanwendungen als Lösung für multimediale Echtzeitnetzwerke näher betrachten.

*Mike Jones und Eberhard Haug sind Senior FAEs bei Micrel

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