FlexRay™ findet in der Automobilindustrie immer mehr an Beachtung. Die Zahl derer, die sich mit der noch recht jungen Bustechnologie befassen, nimmt zu, umso wesentlicher ist aufgrund der hohen Komplexität von FlexRay™ ein möglichst einfacher Einstieg in die Thematik für den Neueinsteiger.
Die Zeit, die investiert werden muss, um erstes Wissen und Erfahrungen in einer unbekannten Bustechnologie zu sammeln, ist unter anderem von der verwendeten Entwicklungsplattform abhängig. Idealerweise bietet sich eine Komplettlösung an, die leicht verständlich ist und eine schnelle Einarbeitung ermöglicht. Dieses Paket sollte alle benötigten Komponenten enthalten, mit der die ersten Schritte erfolgreich absolviert werden können. Speziell bei FlexRay™ ist für das Erlernen der Technologie ein klar strukturiertes Einsteigerkonzept sehr wichtig, um die verschiedenen Komponenten beherrschen zu können.
Beim Einstieg in die FlexRay™-Netzwerk-Technologie möchte der Entwicklungsingenieur nach ersten theoretischen Betrachtungenmöglichst schnell ein einfaches Beispielnetzwerk aufbauen und damit erste einfache Kommunikationsbeispiele ausprobieren können – dabei hat er jedoch eine Fülle von Hürden zu überwinden: Er benötigt zunächst mindestens zwei geeignete Hardwareplattformen, die als FlexRay™-Knoten dienen. Ebenso einen Compiler, Programmierhardware und einen Debugger, um mit der gewählten Plattform arbeiten zu können.
Größtes Hindernis beim FlexRay™-Einstieg ist jedoch die Konfiguration des FlexRay™-Controllers. Um den FlexRay™-Bus zu konfigurieren, muss schon im Vorfeld klar sein, zu welchem Zeitpunkt eine Nachricht versendet oder empfangen werden soll. Dieses zeitgesteuerte Verhalten erfordert eine ausführli-che Planungsphase, in der für jeden Busteilnehmer ein Parametersatz festgelegt werden muss. Ohne die Hilfe spezieller Konfigurationsprogramme ist diese Aufgabe kaum zu bewältigen. Außerdem muss sich der Entwickler intensiv in die vorhandene Hardware-Plattform einarbeiten, da ein Programm, das den FlexRay™-Controller der Hardware ansteuert, im Regelfall nicht mitgeliefert wird.
Abhilfe schaffen die Produkte des Göppinger Steinbeis-Transferzentrums Mikroelektronik (TZM) auf Basis der FlexDevel-Plattform. Diese Low Cost-Plattform basiert auf dem MPC5567 Prozessor von Freescale und verfügt über eine Vielzahl von Schnittstellen. Für die zwei vorhandenen FlexRay™- und CAN HS-Kanäle sowie für die LIN-, Ethernet-und RS232-Schnittstelle sind die jeweiligen Bustreiber schon auf dem Board integriert. Zwei H-Brücken ermöglichen den Anschluss zweier Gleichstrommotoren, die über einen separaten Spannungsversorgungsanschluss betrieben werden können. Über eine auf dem FlexDevel-Board vorhandene Schnittstelle kann ein LCD-Modul angeschlossen werden, das es optional als Zubehör gibt. Jeder Flex-Devel-Plattform liegt eine umfangreiche ANSI C Software-Bibliothek bei, die für jede Schnittstelle des Prozessors Low-Level-Funktionen zur Verfügung stellt, um die Schnittstelle schnell und unkompliziert in Betrieb zu nehmen. Da die Bibliothek als Sourcecode mitgeliefert wird, kann sie vom Anwender individuell an seine Bedürfnisse angepasst werden.
Für jedes dieser Bibliothek-Module werden Beispielprogramme mitgeliefert, die anhand einfacher Anwendungen zeigen, wie die Module verwendet werden können. Um etwa die FlexRay™-Schnittstelle in Betrieb zu nehmen, stehen zwei Beispielprogramme zur Verfügung, die auf dem mitgelieferten FlexRay™-Bibliotheksmodul basieren. Die Beispielprogramme werden mit dem mitgelieferten Programmieradapter auf die beiden FlexDevel-Plattformen aufgespielt, die FlexRay™-Kommunikation startet direkt.
Über die serielle Schnittstelle kann verfolgt werden, welche Daten übertragen werden. Basierend auf diesen Beispielprogrammen können dann sehr schnell eigene Anwendungen implementiert werden. Das User Manual gliedert sich in einen Hardware- und Software-Bereich. Im Hardware-Bereich werden ausführlich die vorhandenen Schnittstellen sowie die nötigen Schritte, um die FlexDevel-Plattform in Betrieb zu nehmen, erläutert. Der Software-Bereich erläutert ausführlich die Vorgehensweise zur Installation der benötigten Software, die in einem Installer gekapselt ist (Eclipse, GNU compiler, P&E debugger, manuals, datasheets, Library, examples).
Das TZM bietet zwei verschiedene FlexDevel-Einsteiger-Pakete an. Das „FlexDevel Kit“ beinhaltet zwei FlexDevel-Karten inklusive zweier FlexRay™-Verbindungskabel, mit denen ein einfaches FlexRay™-Netzwerk aufgebaut werden kann. Zur Konfiguration eines solchen Netzwerks liegt dem Paket die FlexConfig Demo-Software bei. Mit Hilfe dieses Tools werden für die zeitgesteuerte FlexRay™-Kommunikation die busspezifischen Parameter definiert. Hilfreiche Features, wie Plausibilitätsüberprüfungen oder Grenzwertbetrachtungen der gewählten Parameter, vereinfachen die erfolgreiche Spezifizierung des Systems. Mit den erstellten Konfigurationssets können die Busteilnehmer konfiguriert werden, indem die generierten Konfigurationsdateien in die Software-Applikation miteingebunden werden.
Das „FlexDevel Starter-Kit“ bietet außer den Bestandteilen des „FlexDevel Kits“ noch zusätzlich eine Businterface-Karte, die „Flex-Card Cyclone II“ mit Software. Mit Hilfe dieser Hardware kann die FlexRay™-Kommunikation am PC analysiert werden. Die mitgelieferte Analysesoftware „FlexAlyzer basic“ ermöglicht ein asynchrones oder synchrones Monitoring des Datenstroms. Weitere Funktionen, wie die Generierung von verschiedenen Triggersignalen oder auch Filterfunktionen, stehen dem Anwender ebenso zur Verfügung. Auf Wunsch können Daten aufgezeichnet (Datalogging) und in einer Datei abgespeichert werden. Abgerundet wird das „FlexDevel Starter-Kit“ mit einem zweitägigen FlexRay™-Schulungskurs, bei dem theoretische sowie praktische Erfahrungen mit der Bustechnologie gesammelt werden können.
Thorsten Kopp
Steffen Gugenhan
Steinbeis-Transferzentrum Mikroelektronik (Göppingen)
su0130@stw.de