Modellbasierte Entwicklung und Konfiguration des zeitgesteuerten FlexRay Bussystems:
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Karlsruhe
KIT Scientific Publishing
2012
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IMAGE 1
INHALTSVERZEICHNIS
1. EINFUEHRUNG 1
1.1. KOMPLEXITAET V O N ELEKTRIK/ELEKTRONIK (EE) ARCHITEKTUREN 2
1.2. MOTIVATION 3
1.3. ZIELSETZUNG D E R ARBEIT 6
1.4. GLIEDERUNG D E R ARBEIT 6
1.5. NOTATION U N D BEGRIFFE 7
2. GRUNDLAGEN DATENUEBERTRAGUNG IM FAHRZEUG 9
2.1. DAS ISO-OSI SCHICHTENMODELL 9
2.1.1. ANWENDUNGSSCHICHT (APPLICATION LAYER) - 7 9
2.1.2. DARSTELLUNGSSCHICHT (PRESENTATION LAYER) - 6 10
2.1.3. SITZUNGSSCHICHT (SESSION LAYER) - 5 11
2.1.4. TRANSPORTSCHICHT (TRANSPORT LAYER) - 4 11
2.1.5. VERMITTLUNGSSCHICHT (NETWORK LAYER) - 3 11
2.1.6. SICHERUNGSSCHICHT (DATA LINK LAYER) - 2 11
2.1.7. BITUEBERTRAGUNGSSCHICHT (PHYSICAL LAYER) - 1 12
2.2. BETRIEBSSYSTEME 12
2.2.1. OSEK-OS 12
2.2.2. AUTOSAR 14
2.3. GATEWAYS 15
2.4. BUSSYSTEME IM AUTOMOBIL 15
2.4.1. CONTROLLER AREA N E T W O R K (CAN) 16
2.4.2. LOCAL INTERCONNECT N E T W O R K (LIN) 18
2.4.3. MEDIA ORIENTED SYSTEMS TRANSPORT (MOST) 18
2.4.4. TIME-TRIGGERED C A N (TTCAN) 19
2.4.5. TIME-TRIGGERED PROTOCOL (TTP) 20
2.4.6. BYTEFLIGHT 20
2.4.7. ETHERNET 21
2.4.8. ISO 9141/ISO 14230 K-LINE 22
2.4.9. SAEJ1850 23
2.5. TRANSPORTPROTOKOLLE 23
2.5.1. ISO-TP NACH ISO 15765-2 24
2.5.2. AUTOSAR TP FUER FLEXRAY 24
2.5.3. TP 2.0 NACH OSEK C O M 25
III
HTTP://D-NB.INFO/1025164083
IMAGE 2
INHALTSVERZEICHNIS
2.5.4. SAE J1939/21 FUER C A N 25
2.6. DIAGNOSEPROTOKOLLE 26
2.6.1. KWP2000 26
2.6.2. UNIFIED DIAGNOSTIC SERVICES (UDS) NACH ISO 14229 26
2.6.3. ON-BOARD-DIAGNOSE (OBD) 27
2.7. FIBEX 27
2.8. MODELLBASIERTE EE ARCHITEKTURENTWICKLUNG 28
2.8.1. WERKZEUGE 29
2.8.2. ARCHITEKTURENTWICKLUNGSWERKZEUG PREEVISION 30
2.9. ALGORITHMEN 39
2.9.1. LAUFZEITVERHALTEN 39
2.9.2. HEURISTIKEN 39
2.9.3. DETERMINISTISCH/STOCHASTISCH 40
2.9.4. KONSTRUKTIV/ITERATIV 40
2.9.5. GREEDY 41
2.10. EINFUEHRUNG GRAPHENTHEORIE 41
2.10.1. ADJAZENZLISTE 42
2.10.2. ADJAZENZMATRIX 42
2.10.3. BREITENSUCHE 43
2.10.4. TIEFENSUCHE 44
3. EINFUEHRUNG FLEXRAY 4 7
3.1. FLEXRAY BUSSYSTEM 47
3.1.1. KONSORTIUM U N D WEITERENTWICKLUNG 47
3.1.2. TECHNISCHE EIGENSCHAFTEN 48
3.1.3. EINORDNUNG IN D A S ISO-OSI SCHICHTENMODELL 50
3.1.4. AUFBAU EINES KOMMUNIKATIONSKNOTENS 51
3.1.5. TOPOLOGIE-STRUKTUREN 52
3.1.6. KOMMUNIKATIONSZYKLUS 53
3.1.7. KNOTENSYNCHRONISATION U N D ZEITBASIS 56
3.1.8. AUFBAU EINES FRAMES 57
3.1.9. KODIERUNG EINES FRAMES 58
3.1.10. PROTOKOLL-ZUSTANDSMASCHINE 59
3.2. FLEXRAY PROTOKOLLPARAMETER 61
3.2.1. GLOBALE PARAMETER 61
3.2.2. LOKALE PARAMETER 61
3.2.3. PROTOKOLLKONSTANTEN 63
3.3. FLEXRAY COMMUNICATION CONTROLLER 63
3.3.1. BOSCH E-RAY 63
3.3.2. FREESCALE MFR4310 68
IMAGE 3
INHALTSVERZEICHNIS
4. STAND DER TECHNIK UND FORSCHUNG 71
4.1. GRUPPIERUNG V O N STEUERGERAETEN U N D Z U W E I S U N G V O N
BUSSYSTEMEN 71 4.1.1. VERFAHREN Z U R LOESUNG DES
PARTITIONIERUNGSPROBLEMS . . . . 72
4.2. WERKZEUGE Z U R FLEXRAY-KONFIGURATION 76
4.2.1. ELEKTROBIT TRESOS DESIGNER FLEXRAY 76
4.2.2. VECTOR N E T W O R K DESIGNER FLEXRAY 76
4.2.3. TTTECH TTXPLAN 76
4.2.4. EBERSPAECHER FLEXCONFIG 77
4.3. ABGRENZUNG 77
4.4. ANFORDERUNGEN A N DIE AUTOMATISIERTE FLEXRAY KONFIGURATION . . . .
78 4.5. FORSCHUNGSARBEITEN I M UMFELD D E R KONFIGURATION DES STATISCHEN
FLEXRAY SEGMENTS 79
4.5.1. FRAME PACKING 79
4.5.2. MESSAGE SCHEDULING 79
4.6. FORSCHUNGSARBEITEN IM UMFELD D E R KONFIGURATION DES DYNAMISCHEN
FLEXRAY SEGMENTS 80
4.6.1. WORST-CASE-RESPONSE-TIME ANALYSE 82
4.6.2. VERZOEGERUNGSZEIT ALS OPTIMIERUNGSPROBLEM 88
4.6.3. EXAKTE U N D HEURISTISCHE LOESUNG 92
4.6.4. SCHEDULING ALGORITHMUS FUER D A S DYNAMISCHE SEGMENT . . . 95 4.7.
MODELLIERUNG V O N FLEXRAY-NETZWERKEN IN PREEVISION 98
4.7.1. KOMPONENTEN U N D NETZWERK 98
4.7.2. STEUERGERAETE-KOMMUNIKATION 99
4.7.3. SCHEDULING V O N NACHRICHTEN 100
5. STEUERGERAETEGRUPPIERUNG UND AUSWAHL V O N BUSSYSTEMEN 103
5.1. EINGANGSDATEN 104
5.2. EINSATZ DES HIERARCHICAL CLUSTERING 105
5.2.1. AUSWAHL D E R BUSSYSTEME I M HIERARCHICAL CLUSTERING BAUM 106
5.2.2. BESTIMMUNG D E R KOSTEN JEDER PARTITION 107
5.2.3. BERECHNUNG D E R GUENSTIGSTEN LOESUNG 107
5.2.4. NAEHEFUNKTION BEIM HIERARCHICAL CLUSTERING 109
5.3. VERSCHMELZEN V O N PARTITIONEN 113
5.4. FIDUCCIA MATTHEYSES (FM)-ALGORITHMUS 114
5.5. RUCKSACKPROBLEM 114
5.5.1. DYNAMISCHE PROGRAMMIERUNG 115
5.5.2. A N W E N D U N G 116
5.5.3. EXAKTER ALGORITHMUS 117
5.5.4. FAZIT 117
5.6. ERGEBNISSE 118
5.6.1. ENTWORFENE SOFTWAREUMGEBUNG 119
5.6.2. SOFTWARE-ARCHITEKTUR 119
V
IMAGE 4
INHALTSVERZEICHNIS
5.6.3. TEST 119
5.7. ZUSAMMENFASSUNG 121
6. KONFIGURATION UND UEBERPRUEFUNG V O N FLEXRAY PARAMETERN 123
6.1. KONFIGURATION DES STATISCHEN FLEXRAY SEGMENTS 123
6.1.1. PARAMETERABHAENGIGKEITEN U N D BERECHNUNGSREIHENFOLGE . . . 1 2 3
6.1.2. GRUPPIERUNG V O N SIGNALEN I M STATISCHEN SEGMENT 133
6.1.3. SCHEDULING I M STATISCHEN SEGMENT 138
6.1.4. BERECHNUNGSVERFAHREN U N D ALGORITHMEN 142
6.1.5. IMPLEMENTIERUNG D E R KONFIGURATIONS- U N D PARAMETERBERECH N U
N G FUER D A S STATISCHE SEGMENT 147
6.1.6. KONFIGURATIONS- U N D SCHEDULING-PLUGIN FUER PREEVISION . . 153
6.1.7. ERGEBNISSE 154
6.1.8. BEWERTUNG DES ERGEBNISSES 155
6.2. KONFIGURATION DES DYNAMISCHEN SEGMENTS 156
6.2.1. WORST-CASE-TIMING-ANALYSE 156
6.2.2. BERECHNUNGSVERFAHREN 159
6.2.3. SCHEDULING-ALGORITHMUS 160
6.2.4. TIMING-ANALYSE MIT ZUFAELLIGEN NACHRICHTEN 161
6.2.5. DER PROGRAMMABLAUF 163
6.2.6. IMPLEMENTIERUNG ALS PREEVISION PLUGIN 166
6.2.7. ERGEBNISSE 167
6.2.8. ZUSAMMENFASSUNG 169
6.3. PARAMETER KONFIGURATION AUF BASIS V O N BENUTZERVORGABEN 169 6.3.1.
ABHAENGIGKEITEN ZWISCHEN PARAMETERN 170
6.3.2. ALGORITHMUS Z U R BERECHNUNG UNBEKANNTER PARAMETER . . . . 173
6.3.3. ALGORITHMUS Z U R UEBERPRUEFUNG D E R BERECHNETEN PARAMETER . 175
6.3.4. BERECHNUNG D E R PARAMETER 176
6.3.5. IMPLEMENTIERUNG D E R BERECHNUNGSSOFTWARE 180
6.3.6. ZUSAMMENFASSUNG 180
6.4. EINHALTUNG V O N TOPOLOGIE RANDBEDINGUNGEN 182
6.4.1. UEBERPRUEFUNG D E R FLEXRAY TOPOLOGIE 182
6.4.2. UEBERPRUEFUNGSMETHODE 185
6.4.3. ABFRAGE V O N TOPOLOGIESEGMENTEN U N D UEBERPRUEFUNG D E R STRUKTUR
187
6.4.4. ZUSAMMENFASSUNG 193
6.5. PARAMETER EXTRAKTION 193
6.5.1. ARCHITEKTUR DES ANALYSE-SYSTEMS 194
6.5.2. KONZEPTION DES ANALYSEMODULS 194
6.5.3. KONZEPT DES NIOS II SYSTEMS 208
6.5.4. NIOS II SOFTWARE MODULE 209
6.5.5. TEST DES SYSTEMS 211
VI
IMAGE 5
INHALTSVERZEICHNIS
6.5.6. ZUSAMMENFASSUNG 211
7. UNTERSUCHUNGEN ZUM EINSATZ V O N FLEXRAY FUER INDUSTRIELLE A N W E N D
U N G E N 213
7.1. KOMMUNIKATION A U F BASIS V O N FLEXRAY 213
7.2. PROTOTYPISCHE REALISIERUNG 215
7.3. AUSWIRKUNGEN D E R KABELLAENGE A U F DIE UEBERTRAGUNG 216
7.4. ZUSAMMENFASSUNG 218
8. ZUSAMMENFASSUNG UND AUSBLICK 2 1 9
A. ANHANG 223
A.L. DIMENSIONIERUNG FLEXRAY PROTOKOLL PARAMETER 223
A . L . L . GLOBALE PARAMETER 223
A.1.2. LOKALE PARAMETER 242
VERZEICHNISSE 267
ABBILDUNGSVERZEICHNIS 267
TABELLENVERZEICHNIS 271
LITERATUR- UND QUELLENNACHWEISE 275
BETREUTE STUDENTISCHE ARBEITEN 285
KONFERENZBEITRAEGE 289
VII |
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| spelling | Heinz, Matthes Verfasser aut Modellbasierte Entwicklung und Konfiguration des zeitgesteuerten FlexRay Bussystems von Matthias Heinz Karlsruhe KIT Scientific Publishing 2012 XI, 290 S. txt rdacontent n rdamedia nc rdacarrier Steinbuch series on advances in information technology 5 Auch als elektronische Ressource vorhanden. - Unterschiede zwischen dem gedruckten Dokument und der elektronischen Ressource können nicht ausgeschlossen werden Zugl.: Karlsruhe, KIT, Diss., 2012 Modellgetriebene Entwicklung (DE-588)4832365-2 gnd rswk-swf FlexRay (DE-588)7515451-1 gnd rswk-swf (DE-588)4113937-9 Hochschulschrift gnd-content FlexRay (DE-588)7515451-1 s Modellgetriebene Entwicklung (DE-588)4832365-2 s DE-604 Steinbuch series on advances in information technology 5 (DE-604)BV048420905 5 DE-601 pdf/application http://www.gbv.de/dms/tib-ub-hannover/721888771.pdf Inhaltsverzeichnis DE-601 text/html http://paperc.de/31477-modellbasierte-entwicklung-und-konfiguration-des-zeitgesteuerten-flexray-bussystems-9783866448162 Volltext application/pdf http://d-nb.info/1025164083/04 Inhaltsverzeichnis text/html http://deposit.dnb.de/cgi-bin/dokserv?id=4100983&prov=M&dok_var=1&dok_ext=htm Inhaltstext DNB Datenaustausch application/pdf http://bvbr.bib-bvb.de:8991/F?func=service&doc_library=BVB01&local_base=BVB01&doc_number=026744027&sequence=000001&line_number=0001&func_code=DB_RECORDS&service_type=MEDIA Inhaltsverzeichnis |
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