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Kommunikationsbordnetze

Ziele

Moderne Kfz-Bussysteme arbeiten mit vergleichsweise hohen Datenraten, aber sehr einfachen Leitungen als Übertragungsmedium. Die Sicherstellung einer zuverlässigen Datenübertragung ist besonders bei ausgedehnten Netzwerken eine komplexe Aufgabe. Die Simulation ist hierfür ein wichtiges Hilfsmittel. Präzise Modelle für Kfz-Bussystem-Komponenten wie Busleitungen, Transceiver und passive Strukturen sind notwendig.

Methoden

Das Arbeitsgebiet Bordsysteme beschäftigt sich im Bereich der Kfz-Bussysteme mit den folgenden Schwerpunkten: 

Modellierung und Simulation von Busleitungen

Bei der Modellierung von ungeschirmten und geschirmten Busleitungen ist der differentiellen Datenübertragung, die bei CAN oder FlexRay üblich ist, besondere Aufmerksamkeit zu widmen. Besonders bei längeren Leitungen müssen auch frequenzabhängige Verluste - wie durch den Skin-Effekt oder Abstrahlung - machgebildet werden. Modelle für Mehrleitersysteme wurden entwickelt und werden kontinuierlich optimiert. Die folgenden Punkte stehen im Vordergrund:

  • Skin-Effekt im Zeitbereich
  • Störfestigkeit
  • Störaussendung
  • Schirmung

 

Modellierung und Simulation von Bustransceivern

Die verhaltensbasierte Modellierung ermöglicht eine schnelle und gleichzeitig genaue Nachbildung relevanter Eigenschaften von Transceivern. Dabei ist eine genaue Kenntnis der inneren Struktur des Bauteils nicht notwendig. Ein bekannter und verbreiteter Standard zur verhaltensbasierten Modellierung ist IBIS. Die zugrundeliegenden Ideen wurden aufgegriffen und erweitert. Für verschiedene Transceiver wurden Modelle erstellt, die kontinuierlich verbessert werden.

 

Untersuchung der Signalintegrität in Bussystemen (LIN, CAN, FlexRay ...)

Die Übertragung von Signalen auf dem Physical Layer von Bussystemen wird von vielen Faktoren beeinflusst. Schwankungen von Bauteileparametern oder verschiedene Konfigurationen können die Zuverlässigkeit erheblich beeinflussen. Der Nachweis der zuverlässigen Funktion ist ein Forschungsschwerpunkt am Arbeitsgebiet Bordsysteme. Für eine sichere Aussage muss eine große Zahl an Parameterkombinationen untersucht und automatisiert ausgewertet werden, was nur durch Simulation möglich ist. Der Einsatz von modernen Optimierungsverfahren erweist sich hier als hilfreich.

Modellierungssprachen wie VHDL-AMS oder Saber werden eingesetzt.

Weiterführende Informationen

Simulationsbasierte Absicherung der Störfestigkeit und Signalintegrität von Kfz-Bussystemen unter Berücksichtigung von Parametertoleranzen realer Bauteile 

Modeling of Frequency Dependent Losses of Transmission Lines with VHDL-AMS in Time Domain

Multiconductor Transmission Line Modeling with VHDL-AMS for EMC Applications

Modellierung der Einstrahlung elektromagnetischer Felder in Mehrleitersysteme mit VHDL-AMS

Modelle für Mehrleitersysteme im Kraftfahrzeug mit VHDL-AMS und Modelica

 
bussystem_schema
Bussysteme_Platine


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Kontakt

Prof. Dr.-Ing. Stephan Frei
Leiter Arbeitsgebiet
Tel.: 0231 755-5980