Elektronifizierung

Im Zuge der zunehmenden Elektronifizierung des Automobils nimmt die Quantität und Komplexität der Software rasant zu. Fahrzeuge der Oberklasse verfügen bereits über 1000 Software-Funktionen. Mehr als 70 elektronische Steuergeräte (Electronic Control Units – ECU) verrichten in mehreren Bussystemen ihren Dienst. Ein elektronisches Steuergerät, welches in einem CAN-Netzwerk seine Aufgaben verrichtet, bezeichnet man als CAN-Knoten.

Steigende Komplexität

Zu Beginn der Steuergerätevernetzung genügte ein einfacher CAN-Treiber, der eine weitgehend einfache hardwareunabhängige Schnittstelle für die Applikation bereitstellte, sowie ein CAN-Controller und ein CAN-Transceiver für die Realisierung der CAN-Schnittstelle. Heute kommt man ohne Betriebssystem und Funktionen des Netzwerkmanagements sowie der Diagnose nicht mehr aus. Die mittlerweile enorme Softwarekomplexität macht es nötig, die Steuergeräteinfrastruktur zu vereinheitlichen.

Vereinheitlichung der Software

Eine einheitliche Software reduziert den Entwicklungsaufwand und erleichtert die Wartung. Sie trägt auch zur Steigerung des Wiederverwendungsgrads bzw. der Austauschbarkeit von Software-Komponenten zwischen verschiedenen Fahrzeugplattformen sowie zwischen OEMs (Original Equipment Manufacturer) und Zulieferern bei.

AUTOSAR

Mit AUTOSAR (AUTomotive Open System ARchitecture) steht eine Referenzarchitektur für die Steuergerätesoftware bereit. Im Mittelpunkt dieser Referenzarchitektur steht das AUTOSAR Runtime Environment (RTE), welches das Netzwerk vollständig von den Software-Komponenten der Applikation entkoppelt. Hierzu bietet das Runtime Environment den Software-Komponenten einheitliche Dienste in Form der Basis-Software an. Diese setzt sich von unten nach oben aus drei Ebenen zusammen: Microcontroller Abstraction Layer, ECU Abstraction Layer, Service Layer.

Aufbau eines CAN-Knotens

Die Grafik „CAN-Knoten“ gibt den Aufbau eines modernen CAN-Knotens wieder. Von hohem Interesse ist der Bereich „Communication Services“. AUTOSAR COM (Communication) stellt Standardkommunikationsdienste, Diagnosedienste (Diagnostic COM Manager) und Netzwerkmanagementdienste (Generic NM/CAN NM) bereit. Der PDU Router (PDU: Protocol Data Unit) behandelt die knoteninterne Kommunikation zwischen den einzelnen Kommunikationsschichten und sorgt für die Koordination der Kommunikation zwischen AUTOSAR COM, Diagnostic COM Manager und CAN TP (Transportprotokoll).