Ethernet für Multimediadienste im Automobil

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Micrel Inc.

Vier Prioritätswarteschlangen für den Datenverkehr

IEEE 802.1p wird typischerweise mithilfe einer Reihe von Egress-Port-Warteschlangen implementiert. So unterstützen zum Beispiel die 3-Port-Ethernet-Switches KSZ8893MQL AM und KSZ8842-PMBL AM von Micrel in Automobilanwendungen vier Prioritätswarteschlangen pro abgehendem Port für die Einteilung von Datenverkehr nach Serviceklassen: Warteschlange 3 hat die höchste Priorität und Warteschlange 0 die niedrigste. Es ist möglich, entweder immer erst die Pakete mit höchster Priorität weiterzuleiten oder ein Warteschlangenschema für die vier Prioritäten-Schlangen zu verwenden, um die gewünschte Servicequalität zu erreichen.

Obwohl IEEE 802.1p bereits eine gewisse Servicequalität in veralteten Netzwerken sicherstellt, ist dies nur ein Versuch ohne echte Garantien.

Ethernet AVB (Audio-/Video-Bridging)

Um die Servicequalität zeitkritischer Dienste wie digitales Audio/Video und Spielen über drahtloses Ethernet garantieren zu können, hat IEEE eine Arbeitsgruppe für Audio/Video-Bridging (AVB) als Teil des Standards 802.1 gebildet.

Die ursprüngliche Arbeit an der AVB-Spezifikation wurde von der Residential Ethernet Study Group übernommen, die sich mit der Untersuchung des Digital Home Networking der nächsten Generation befasste. Interessanterweise ist es dieser AVB-Standard, der nicht nur seitens des Multimedia-Verbrauchermarkts, sondern auch seitens der Automobilbranche ein echtes Interesse erweckt. Durch die Nutzung der Technologie und der großen Stückzahlen, die durch den digitalen Unterhaltungsmarkt bereitgestellt werden, wird die Automobilbranche die Möglichkeit haben, die modernsten digitalen Multimediadienste zum geringstmöglichen Preis anbieten zu können. Dieser AVB-Standard wird den Automobillieferanten als Basis für zukünftige Multimedianetzwerke über Ethernet in Fahrzeugen dienen.

Das AV-Bridging-System basiert auf drei Spezifikationen:

• IEEE 802.1as Zeitsynchronization
• IEEE 802.1Qat Stream-Reservierung
• IEEE 802.1Qav Warteschlangenbehandlung und Weiterleitung für AV-Brücken

Auf Basis dieser Standards kann ein einzelnes Ethernet-Standardnetzwerk (802.3 and 802.3), Multimediaanwendungen sowie nicht zeitkritischen Datenverkehr durch Erzeugen einer „AVB-Wolke“ im Netzwerk weiterleiten. Zeitkritischer Datenverkehr ist auf den Bereich innerhalb der AVB-Wolke beschränkt, wobei alle Geräte die AVB-Fähigkeit unterstützen müssen (Bild 2).

Um eine Verbindung zwischen zwei AVB-Geräten herzustellen, wird nach Abschluss einer automatischen Überprüfung, die sicherstellt, dass beide Geräte AVB unterstützen, ein erweitertes LLDP (Link Layer Discovery Protocol) gestartet. Daraufhin wird 802.1 als Precision Time Protocol (PTP) verwendet, um sicherzustellen, dass die Verbindungsverzögerung weniger als 2 μs beträgt.

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