Wie Sie Kfz-Steuergeräte in nicht vollständig zur Verfügung stehenden FlexRay-Bordnetzen testen

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Die hohen Anforderungen von FlexRay an eine Restbussimulation

FlexRay hat höhere Übertragungsraten als frühere Bussysteme und bietet dank des zeitgesteuerten Zugriffsprinzips (Daten werden in vorher definierten Zeitschlitzen gesendet) vor allem eine harte Echtzeitfähigkeit. Dies stellt jedoch deutlich höhere Ansprüche an die Entwicklung und den Aufbau eines FlexRay-Netzwerkes. Hiervon ist auch die Restbussimulation betroffen. Bei einer Restbussimulation mit FlexRay müssen Nachrichten zu fest definierten Zeiten gesendet werden und vorab konfiguriert sein. Voraussetzung hierfür ist ein echtzeitfähiges Scheduling.

Was bei der FlexRay-RBS alles berücksichtigt werden muss

Damit ein FlexRay-Steuergerät überhaupt Daten sendet, müssen verschiedene Randbedingungen erfüllt sein. Hierzu zählen z.B. das Vorhandensein von mindestens zwei Startup-Knoten, korrekt berechnete CRC-Algorithmen, originalgetreu gesendete Netzwerkmanagement-Botschaften und Message(Alive)-Counter. All dies muss von einer FlexRay-RBS jetzt in Echtzeit berücksichtigt bzw. implementiert werden.

Eine echtzeitfähige Hardwareplattform für die Restbussimulation

Anders als bei CAN ist es deshalb bei FlexRay deutlich sinnvoller, eine Restbussimulation auf einer dedizierten Hardware laufen zu lassen. Erst mit solch einer RBS auf einer echtzeitfähigen Hardwareplattform ist sichergestellt, dass FlexRay-Botschaften in ihrem vorgesehenen Zeitschlitz gesendet werden. Beispiel für so eine Hardware ist das FlexXCon midget von Eberspächer Electronics. Durch seine reichhaltigen Anschlussmöglichkeiten (z.B. CAN, FlexRay, Ethernet, USB) ist diese Hardware in vielen Anwendungsgebieten einsetzbar. Beispielsweise können bestehende Messeinrichtungen beibehalten und die Daten eines FlexRay-Steuergerätes nach CAN geroutet werden.

Netzwerkbeschreibungsdatei mit allen Informationen über das Netz

Jedes Steuergerät gehört zu einem Verbund von Steuergeräten, die ein gesamtes Netz darstellen (Cluster). Der Sinn einer Restbussimulation ist es nun die benötigten, jedoch nicht zur Verfügung stehenden Steuergeräte zu simulieren. Sämtliche Informationen über das Netzwerk sind in der spezifischen Netzwerkbeschreibungsdatei (normalerweise FIBEX aber auch AUTOSAR XML) enthalten. Diese wird von dem Fahrzeughersteller entwickelt und dem Zulieferer mit der nötigen Informationstiefe zur Verfügung gestellt. Mit Hilfe dieser Informationen kann nun die Restbussimulation generiert werden. Die aus der Datenbank generierte RBS versendet lediglich leere Nachrichten (Nachrichtenpakete ohne Nutzdateninhalt), entsprechend der Timing Informationen aus der Konfigurationsdatei.

Steuergeräte erwarten korrekt implementierte Signale

Um ein FlexRay-Netzwerk betreiben zu können erwarten jedoch aktuelle Steuergeräte gewisse korrekt implementiert Signale. Ansonsten schalten sie sich in einen entsprechenden fehlersicheren Zustand. Die folgenden, sogenannten Standard-Signale, haben sich etabliert:

CRC,
Message(Alive)-Counter,
Netzwerk-Management.

Berechnungs-Algorithmen in Restbussimulation integrieren

Für diese Signale gibt es für das entsprechende Netzwerk definierte Berechnungs-Algorithmen, die als C-Code vorliegen. Diese müssen in die Restbussimulation integriert werden. Das FlexConfig-Modul RBS von Eberspächer Electronics bietet eine definierte Schnittstelle, über die dieser Code einfach und schnell in das Projekt eingebunden werden kann. Der Code wird hierbei direkt auf der Hardware generiert und muss nicht erst zeitaufwendig interpretiert werden. Die Vorkonfiguration für das entsprechende Netzwerk ist somit abgeschlossen. Diese Vorlagen-Projekte können unter FlexConfig-Modul RBS nun abgespeichert werden, um diese für verschiedene konkrete Restbussimulationen zu nutzen. Es ist somit einfach, von einem Fach-Ingenieur entsprechende Restbussimulation vorzubereiten, die von anderen Personen mit leichten, für sie spezifischen Abwandlungen dann generiert und in den Testaufbau integriert werden.

Restbussimulation für nur ein Steuergerät

Mit „Make RBS for selected ECU“ werden automatisch alle benötigten Botschaften selektiert (Archiv: Vogel Business Media)

Ein einfacher und gängiger Fall ist, dass eine Restbussimulation für lediglich ein vorhandenes Steuergerät erstellt wird. Der Nutzer kann problemlos ein Steuergerät auswählen, für das eine Restbussimulation erstellt werden soll. Alle für das vorhandene Steuergerät benötigten Nachrichten werden durch die RBS nachgebildet. Für den versierten Anwender gibt es selbstverständlich auch eine botschaftenorientierte Ansicht, in der beliebige Botschaften des Netzwerkes simuliert werden können.

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