Ethernet für Multimediadienste im Automobil

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Sicherstellen der Echtzeitleistung

Echtzeitleistung wird durch Zeitmultiplexing der Kommunikation in der AVB-Wolke des Netzwerks erzielt. 802.1as bietet eine synchronisierte 8-kHz-Uhr für jeden Knoten, der zur Schaffung eines 250-μs-Rahmens verwendet wird (2 x 8-kHz-Zeitraum).

Kritische isochrone Datenübertragungen werden zu Beginn des Zeitfensters vorgenommen, gefolgt von nicht kritischem TCP/IP-Verkehr, wenn dies zu keiner Verzögerung beim Starten des nächsten Rahmens führt. Ein Rahmen von 250 μs wird anstelle eines einzelnen 125-μs-Zeitraums benutzt, da die max. zugelassenen Ethernet-Pakete (1518 Bytes) eine Weiterleitungsverzögerung von mehr als 120 μs hervorrufen.

AVB-Streaming wird normalerweise eher den Datenverkehr in eine Reihe kleinerer Pakete in jedem Zyklus einteilen, als weniger Pakete zu verwenden, da dies einen unerwünscht diskontinuierlichen Verkehr zur Folge hätte. Die Latenz-Jitter werden auf ein Minimum reduziert, wenn diese Methode des Zeitfenstermultiplexing eingesetzt wird. Durch die Warteschlangenverzögerung in einem Zyklus hervorgerufener Jitter wird durch Umplanung im folgenden Zyklus entfernt. Ein Beispiel für 802.1Qav Weiterleitung und Wartenschlangenbildung von isochronem und asynchronem Verkehr wird in Bild 6 dargestellt.

Es ist üblich, die Berechnung des isochronen Datenverkehrs auf nicht mehr als drei Viertel der verfügbaren Bandbreite zu limitieren, sodass das Netzwerk nicht für asynchrone Datenübertragung blockiert ist. Dies stellt sicher, dass eine AVB-Wolke ohne eine feststellbare Herabsetzung übertragener Standard-TCP/IP-Daten transparent und nahtlos in einem 802.3 Ethernet-Netzwerk funktionieren kann.

Verlängerte Lebensdauer und Support

Bei der Entscheidung für eine neue Technologie stellen für die Automobilbranche die Lebensdauer eines Produkts sowie der Produktsupport die wichtigsten Anliegen dar. Ein Fahrzeug befindet sich normalerweise mehrere Jahre in Produktion und benötigt einige anschließende Jahre Support und Wartung. Man geht daher von einer Lebensdauer von 10 bis 15 Jahren aus. Dies ist weit entfernt von der Konsumgüterindustrie. Dies lässt bei der Erwägung hinsichtlich des Übergangs zum Ethernet zunächst größere Bedenken aufkommen. Eine solche Vorstellung über das Ethernet ist jedoch unbegründet, wenn man eines der Grundprinzipien des Standards versteht – die Rückwärtskompatibilität.

Während sich der Ethernet-Standard weiterentwickelt, um höhere Datenraten und zusätzliche Funktionen einzubeziehen, hat der IEEE-Standard jederzeit die Rückwärtskompatibilität mit bestehenden Geräten sichergestellt. Dies wird auch in Zukunft so bleiben.

Dies ist einer der wichtigsten Gründe für den Erfolg und die Dominanz des Ethernet: Aktuelle Gigabit-Ethernetgeräte können problemlos an die ursprünglichen Ethernet-Repeater-Hubs mit 10 MBit/s angeschlossen und mit diesen betrieben werden. Auf funktionaler Ebene sollte es daher keine Probleme hinsichtlich der Lebensdauer geben.

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