3.5 Kommunikation
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werden, daher müssen die Kosten der Verdrahtung in diesem Fall besonders
beachtet werden.
• Feldbusse: Feldbusse sind den Sensor-Aktuator-Bussen ähnlich, sie unterstützen
jedoch im Allgemeinen höhere Datenraten. Beispiele für Feldbusse sind u.a.
folgende:
– Der CAN (Controller Area Network)-Bus: Dieser Bus wurde 1981 von Bosch
und Intel entwickelt, um Steuereinheiten und Peripherie zu verbinden. Er
ist insbesondere im Automobilbereich beliebt, da man mit dem CAN-Bus
eine große Anzahl von Leitungen durch einen einzigen Bus ersetzen kann.
Wegen der Größe des Automobilmarktes sind CAN-Komponenten verhältnismäßig preiswert und werden daher auch in anderen Bereichen, etwa zur
Heimautomatisierung und in Fabriksteuerungen eingesetzt. CAN basiert auf
einer differentiellen Signalübertragung und einer Arbitrierung mittels CSMA/CA. Die Kodierung der Signale erfolgt ähnlich wie bei der seriellen
RS-232-Übertragung früherer PCs mit Modifikationen für differentielle Signalübertragung. Die CSMA/CA-basierte Buszuteilung verhindert nicht das
Verhungern. Dies ist ein inhärentes Problem des CAN-Busses. Es gibt Erweiterungen.
– Das Time-Triggered-Protocol (TTP) für fehlertolerante Sicherheitssysteme,
z.B. Airbags in Autos [305].
– FlexRay ™ ist ein TDMA-Protokoll, das vom FlexRay-Konsortium (bestehend
aus BMW, Daimler-Chrysler, General Motors, Ford, Bosch, Motorola und
Philips Semiconductors) ausgearbeitet wurde und später zum ISO-Standard
ISO 17458-1:2013 [254] wurde.
Das FlexRay-Protokoll sieht statische und dynamische Buszuteilungsphasen
vor. Die statische Phase verwendet ein TDMA-ähnliches Schema. Sie kann
für echtzeitkritische Kommunikation eingesetzt werden und ist in der Lage,
Verhungern zu vermeiden. Die dynamische Phase stellt dagegen eine hohe
Bandbreite für nicht echtzeitkritische Kommunikation zur Verfügung.
Die levi-Simulation ermöglicht es, das Protokoll zu simulieren [495].
– LIN (Local Interconnect Network) ist ein preisgünstiger Kommunikationsstandard zur Verbindung von Sensoren und Aktuatoren im Automobilbereich
[347].
– MAP ist ein Bus, der für Automobilfabriken entworfen wurde.
– Der European Installation Bus (EIB) wurde für die Heimautomatisierung
entwickelt.
• Der Inter-Integrated Circuit (I 2 C) - Bus ist ein einfacher kostengünstiger Bus,
der für die Kommunikation über kurze Distanzen (Meter-Bereich) mit relativ
niedrigen Datenraten entworfen wurde. Der Bus benötigt nur vier Leitungen: je
eine für Masse, SCL (Takt), SDA (Daten) und die Betriebsspannung. Daten- und
Taktleitungen sind Open Collector-Leitungen (siehe Seite 99). Folglich können
verbundene Geräte diese Leitungen gegen Masse ziehen. Separate Widerstände
werden benötigt, um diese Leitungen ggf. mit einer schwachen 1 im Sinne
der CSA-Theorie (siehe Seite 98) zu verbinden. Die Standardgeschwindigkeit ist
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werden, daher müssen die Kosten der Verdrahtung in diesem Fall besonders
beachtet werden.
• Feldbusse: Feldbusse sind den Sensor-Aktuator-Bussen ähnlich, sie unterstützen
jedoch im Allgemeinen höhere Datenraten. Beispiele für Feldbusse sind u.a.
folgende:
– Der CAN (Controller Area Network)-Bus: Dieser Bus wurde 1981 von Bosch
und Intel entwickelt, um Steuereinheiten und Peripherie zu verbinden. Er
ist insbesondere im Automobilbereich beliebt, da man mit dem CAN-Bus
eine große Anzahl von Leitungen durch einen einzigen Bus ersetzen kann.
Wegen der Größe des Automobilmarktes sind CAN-Komponenten verhältnismäßig preiswert und werden daher auch in anderen Bereichen, etwa zur
Heimautomatisierung und in Fabriksteuerungen eingesetzt. CAN basiert auf
einer differentiellen Signalübertragung und einer Arbitrierung mittels CSMA/CA. Die Kodierung der Signale erfolgt ähnlich wie bei der seriellen
RS-232-Übertragung früherer PCs mit Modifikationen für differentielle Signalübertragung. Die CSMA/CA-basierte Buszuteilung verhindert nicht das
Verhungern. Dies ist ein inhärentes Problem des CAN-Busses. Es gibt Erweiterungen.
– Das Time-Triggered-Protocol (TTP) für fehlertolerante Sicherheitssysteme,
z.B. Airbags in Autos [305].
– FlexRay ™ ist ein TDMA-Protokoll, das vom FlexRay-Konsortium (bestehend
aus BMW, Daimler-Chrysler, General Motors, Ford, Bosch, Motorola und
Philips Semiconductors) ausgearbeitet wurde und später zum ISO-Standard
ISO 17458-1:2013 [254] wurde.
Das FlexRay-Protokoll sieht statische und dynamische Buszuteilungsphasen
vor. Die statische Phase verwendet ein TDMA-ähnliches Schema. Sie kann
für echtzeitkritische Kommunikation eingesetzt werden und ist in der Lage,
Verhungern zu vermeiden. Die dynamische Phase stellt dagegen eine hohe
Bandbreite für nicht echtzeitkritische Kommunikation zur Verfügung.
Die levi-Simulation ermöglicht es, das Protokoll zu simulieren [495].
– LIN (Local Interconnect Network) ist ein preisgünstiger Kommunikationsstandard zur Verbindung von Sensoren und Aktuatoren im Automobilbereich
[347].
– MAP ist ein Bus, der für Automobilfabriken entworfen wurde.
– Der European Installation Bus (EIB) wurde für die Heimautomatisierung
entwickelt.
• Der Inter-Integrated Circuit (I 2 C) - Bus ist ein einfacher kostengünstiger Bus,
der für die Kommunikation über kurze Distanzen (Meter-Bereich) mit relativ
niedrigen Datenraten entworfen wurde. Der Bus benötigt nur vier Leitungen: je
eine für Masse, SCL (Takt), SDA (Daten) und die Betriebsspannung. Daten- und
Taktleitungen sind Open Collector-Leitungen (siehe Seite 99). Folglich können
verbundene Geräte diese Leitungen gegen Masse ziehen. Separate Widerstände
werden benötigt, um diese Leitungen ggf. mit einer schwachen 1 im Sinne
der CSA-Theorie (siehe Seite 98) zu verbinden. Die Standardgeschwindigkeit ist