Modellierung eines FlexRay-Kommunikationscontrollers zur Automatisierung von Signalintegritätsanalysen mittels VHDL-AMS

Modeling of a FlexRay communication controller for automation of signal integrity analysis using VHDL-AMS

  • Die steigenden Anforderungen an elektronische Systeme in Kraftfahrzeugen, speziell an die Fahrzeugsicherheit, lassen die Vorgaben in den Spezifikationen immer strenger werden. Die hohen Systemleistungen setzen hohe Übertragungsraten voraus, durch die sich besonders das immer mehr an Bedeutung gewinnende FlexRay-Bussystem auszeichnet. Dabei sind jedoch die Toleranzgrenzen niedrig und müssen unbedingt eingehalten werden. Bei sicherheitsrelevanten Anwendungen im Automobil können fehlerhaft übertragene Informatio-nen weit reichende Folgen haben. Das macht die Überprüfung der Signalintegrität, der vollständigen und fehlerfreien Übertragung analoger und digitaler Signale, die damit verbundene Erkennung von Fehlerstellen im System, deren Behebung und schließlich die Einhaltung der Toleranzgrenzen, zu einem wichtigen Meilenstein auf dem Weg zur flächende-ckenden Einführung des FlexRay-Bussystems im Kraftfahrzeug. Diese Prüfung findet meist bereits in der Entwicklungsphase statt und soll sicherstellen, dass die Vorgaben aus der Spezifikation erfüllt werden. Dabei werden alle Themen rund um das Schaltungsdesign sowie analoge Effekte, wie Reflexionen, Übersprechen oder Masseschwingungen, erfasst. Bei der Automatisierung werden künstliche Systeme eingesetzt, die zielorientiert programmiert sind. Im Fall der Überprüfung der Signalintegrität im FlexRay-Bussystem ist das Ziel die Erkennung von Beeinflussungen des Signals und deren Bewertung als Fehler innerhalb oder außerhalb der Toleranzgrenze. Diese Fehlersuche wird oftmals durch einen Soll-Ist-Vergleich realisiert. Beim visuellen Vergleich von Soll- und Ist-Signal können jedoch schnell Fehler unterlaufen, die Folgen der Grenzen der menschlichen Konzentrationsfähigkeit sind. Diese Fehler werden durch einen automatisierten Vergleich vermieden. Auch die Zeitersparnis spielt eine große Rolle, da elektronische Systeme nur Bruchteile der bisher benötigten Zeit verwenden. Das hat den Vorteil, dass die gesparte Zeit für andere Aufgaben genutzt werden kann und personelle Kosten für die Zeit dieser Tätigkeit eingespart werden können. Diese Automatisierung der Signalintegritätsanalysen soll nun mittels Modellierung umgesetzt werden. Dabei wird durch wissenschaftliche Methoden ein System mit Hilfe eines Modells beschrieben, wobei die Reduktion von Komplexität im Vordergrund steht. Die Methoden der Modellierung, nach denen auch im Rahmen dieser Diplomarbeit vorgegangen wird, sind Formulierung, Untersuchung und schließlich Validierung des Modells. Bei der Formulierung findet die Vereinfachung statt, was die eigentliche Modellbildung darstellt. Dazu ist es notwendig sich im Vorfeld intensiv mit dem FlexRay-Bussystem vertraut zu machen und speziell die Abläufe der Dekodierung der Informationen im Kommunikationscontroller durch einen Programmablaufplan zu beschreiben anhand dessen weiter vorgegangen wird. Mittels diesem kann die Untersuchung des Modells statt finden, bei der gänzlich vom reellen System abgesehen und das Modell mit Hilfe der Modellierungssprache VHDL-AMS umgesetzt wird. Und schließlich findet anhand ausgewählter Tests die Validierung statt, durch die die Eigenschaften des Systems bestätigt werden sollen. Auf diesem Weg soll nun ein Modell eines FlexRay-Kommunikationscontrollers entstehen, mit dem es möglich ist, die Signalintegrität bereits im Entwicklungsprozess von Bus-Netzwerken zu untersuchen und somit Aufwand, Kosten und Zeit einzusparen.

Export metadata

Additional Services

Metadaten
Author:Sandra Heymann
Advisor:Matthias RichterGND, Matthias Trebeck
Document Type:Diploma Thesis
Language:German
Name:FTZ - Forschungs- und Transferzentrum e.V.
Dr.-Friedrichs-Ring 2, 08056 Zwickau
Date of Publication (online):2012/12/10
Year of first Publication:2012
Date of final exam:2012/08/31
GND Keyword:FlexRay; Modellierung; VHDL-AMS
Page Number:137 Seiten, 47 Abb., 9 Tab., 12 Lit.
Faculty:Westsächsische Hochschule Zwickau / Elektrotechnik
Release Date:2012/12/10