dSPACE FlexRay Configuration Package

Konfigurieren von dSPACE Systemen in FlexRay-Netzwerken

Das dSPACE FlexRay Configuration Package wird für die Integration von dSPACE Hardware als Simulations- oder Monitoring-Knoten in einem FlexRay-Netzwerk eingesetzt.

Anwendungsbereiche

Das dSPACE FlexRay Configuration Package wird für die Integration von dSPACE Hardware als Simulations- oder Monitoring-Knoten in einem FlexRay-Netzwerk eingesetzt. Knoten werden gemäß einer Kommunikationsmatrix mit dem dSPACE FlexRay Configuration Tool konfiguriert, die Scheduling-Informationen für die per FlexRay-Bus übertragenen Signale und Frames enthält. Die Kommunikationsinformationen sind durch das FlexRay Configuration Blockset mit einem MATLAB ® /Simulink ® -Modell verbunden. Die resultierende FlexRay-Anwendung kann auf einem dSPACE System ausgeführt werden.

Vorteile

Das dSPACE FlexRay Configuration Package ist eine umfassende Lösung für den FlexRay-Einsatz in dSPACE Echtzeitsystemen und besteht aus zwei Komponenten: dem dSPACE FlexRay Configuration Tool und dem RTI FlexRay Configuration Blockset. Das Paket vereinfacht FlexRay-Konfigurationen und lässt dabei die Komplexität von FlexRay weitestgehend außen vor. Die Konfigurationseinstellungen werden als Projektdateien gespeichert, die auch ausgetauscht werden können. Neben der komfortablen grafischen Benutzeroberfläche steht Ihnen eine Automatisierungsschnittstelle (XML-Datei-Import) zur Verfügung, mit der Sie zahlreiche Konfigurationseinstellungen auf höchst effiziente Weise vornehmen können.

dSPACE FlexRay Configuration Tool

Mit dem dSPACE FlexRay Configuration Tool können Sie ein dSPACE System als Simulationsknoten in einem FlexRay-Netzwerk konfigurieren. Es basiert auf den Netzwerk- und Scheduling-Daten im FIBEX- und AUTOSAR-XML-Format. Beim Import der Kommunikationsbeschreibung werden zahlreiche Konsistenzprüfungen durchgeführt. Verschiedene Ansichten sorgen für leichtes Handling der FlexRay-Konfiguration. Das Tool generiert den Kommunikationscode und die Controller-Konfiguration.

RTI FlexRay Configuration Blockset

Anwendungsspezifische Simulink-Modelle können basierend auf dem RTI FlexRay Configuration Blockset erstellt werden. Die Blockattribute enthalten die vom dSPACE FlexRay Configuration Tool generierten Daten. Das Blockset besteht aus zusätzlichen Blöcken zur Steuerung der Task-Ausführung, für Interrupt- und Fehler-Handling, für Status-Informationen und zum Zurücksetzen des Controllers. Das RTI FlexRay Configuration Blockset erlaubt das Senden und Empfangen von Protocol Data Units (PDUs), die auch in AUTOSAR verwendet werden. Zu diesen Units gehören mehrere Signale, die sich im Modell mit nur einem Simulink-Block pro PDU verwalten lassen.

Arbeiten mit Werkzeugen von dSPACE

dSPACE Hardware-Systeme – von der MicroAutoBox bis zur SCALEXIO-Hardware  – kommen in zahlreichen FlexRay-Anwendungsbereichen zum Einsatz. Die Systeme bieten Steckplätze für Module, die über einen FlexRay-Kommunikationscontroller verfügen. Die Anwendungsmodelle werden in MATLAB ® /Simulink ® zusammen mit dSPACE RTI-Blocksets erstellt. Die Ausführung der Modelle erfolgt auf der Hardware in Echtzeit. Modellausführung und Buszugriff sind synchronisiert. Die Ergebnisse können in einer Experimentumgebung wie ControlDesk visualisiert werden.

Auswählen von Signalen, PDUs und Frames

Das dSPACE FlexRay Configuration Tool schließt die Lücke zwischen der Netzwerk- oder Systemebenensicht und der knoten- oder steuergerätespezifischen Sicht. Nach dem Import einer Kommunikationsmatrix oder einer Netzwerkbeschreibungsdatei werden die Daten für die FlexRay-Netzwerkbeschreibung und für das Scheduling in einer übersichtlichen Hierarchieansicht angezeigt. Dies wird mit zusätzlichen Anzeige- und Sortiermöglichkeiten kombiniert. Außerdem können Sie ganz einfach alle PDUs (Protocol Data Units) auswählen, die Sie in Ihrer Simulation verwenden möchten. Wenn Sie eine Restbussimulation für ein einzelnes Steuergerät eingerichten wollen, müssen Sie nur das Steuergerät auswählen und das Werkzeug sucht nach allen PDUs, die an dieses Steuergerät gesendet werden.

Automatisierungsschnittstelle

Die leistungsstarke Automatisierungsschnittstelle erlaubt es dem Anwender, alle wichtigen Konfigurationseinstellungen automatisiert vorzunehmen und ermöglicht so ein hocheffizientes Arbeiten. Sie können die Konfigurationsdatei entweder aus einem bestehenden Projekt exportieren, um sie in neuen Projekten wiederzuverwenden, oder die Konfigurationsdatei anhand der Dokumentation manuell erstellen. Es ist auch möglich, Konfigurationsdateien mit Hilfe Ihres kundenspezifischen Tools automatisch zu erstellen. Wenn das dSPACE FlexRay Configuration Tool (automatisch) gestartet wird, werden die Konfigurationsinformationen in Form von Parametern bereitgestellt. Auf diese Weise kann das gesamte Tooling automatisiert werden.

Erstellen eines Task-Schedules

Sie können einen Task Schedule erstellen, indem Sie Signale, Frames für FIBEX 2.x und PDUs für FIBEX 3.x und AUTOSAR auswählen. Der Schedule enthält sowohl für statische als auch für dynamische Teile des Kommunikationszyklus Kommunikationsroutinen zum Senden und Empfangen von FlexRay-Frames. Zudem umfasst er Anwendungstasks für Ihre funktionalen oder Restbussimulationsmodelle. Der Task-Schedule kann automatisch gemäß einem festen Schema zur Positionierung von Kommunikationsroutinen abgeleitet werden. Alternativ können Sie auch manuell einen Schedule definieren. Bei der Definition eines Schedules per Hand finden im Hintergrund zahlreiche Prüfungen statt, um die Konsistenz des erstellten Task-Schedules zu gewährleisten. In der dritten und letzten Task-Kategorie befinden sich die Tasks für die Synchronisation. Diese werden am Ende jedes Anwendungszyklus ausgeführt, um die Task-Ausführung an die globale Zeit auf dem FlexRay-Bus anzupassen.

Code-Generierung

Dem Konfigurationswerkzeug stehen alle Informationen zur Generierung des tatsächlichen Kommunikationscodes sowie die Einstellungen zur Initialisierung des FlexRay-Controllers zur Verfügung. Das Werkzeug berechnet zudem die notwendige Anzahl an FlexRay-Controllern und berücksichtigt die Anzahl der verfügbaren Kommunikationspuffer sowie das Startup- und Synchronisationsverhalten. Der Code-Generator ist für die Unterstützung von NXP (Freescale)- und Bosch-E-Ray-Controller-Implementierungen für FlexRay 1) vorbereitet.

Erstellen des FlexRay-Modells

Mit den Ergebnissen des Konfigurationswerkzeugs, das als eine Art Präprozessorwerkzeug fungiert, können Sie nun im üblichen modellbasierten Entwurfsprozess fortfahren. Wenn ein FlexRay-Modell zum ersten Mal erstellt wird, werden Blöcke aus der RTI-FlexRay-Configuration-Blockset-Bibliothek in das Modell kopiert und ihre Parameterwerte werden automatisch entsprechend den zuvor generierten Konfigurationsdaten gesetzt. Der resultierende Modell-Frame stellt eine vollständige Schnittstelle zum FlexRay-Netzwerk sowie einen lokalen Task-Schedule dar. Der Frame kann durch die eigentlichen Funktions- oder Restbussimulationsmodelle und weitere Blöcke aus der Bibliothek ergänzt werden, zum Beispiel für den Empfang von Statusinformationen oder für den Umgang mit Fehlern.

Modifizieren des Modells

Zu einem späteren Zeitpunkt werden Sie höchstwahrscheinlich mit Änderungen an der Kommunikationsbeschreibungsdatei konfrontiert werden, die neue Integrationsstufen im Fahrzeugprojekt darstellen. Um die bereits erzielten Modellierungsergebnisse beizubehalten, enthält das RTI FlexRay Configuration Blockset einen Aktualisierungsmechanismus für die Verarbeitung von Änderungen an den Konfigurationsdaten wie beispielsweise das Hinzufügen neuer Signal- und PDU-Blöcke oder das Verwerfen veralteter Blöcke. Das resultierende FlexRay-Anwendungsmodell wird für die Ausführung auf einem dSPACE-Hardware-System kompiliert. Der Treiber- und Initialisierungscode des Konfigurationswerkzeugs wird während dieses Build-Prozesses integriert. Der generierte Code wird auf die dSPACE-Hardware heruntergeladen und fungiert als vollwertiger Knoten im FlexRay-Netzwerk, der FlexRay-Frames in Echtzeit sendet und empfängt.

Ausgewählte Methoden der Fehlersimulation

  • Ausfall und Neustart eines FlexRay-Controllers
  • Aktivieren/Deaktivieren der Übertragung eines statischen Frames
  • Aktivieren/Deaktivieren der Übertragung eines zyklischen dynamischen FlexRay-Frames
  • Aktivieren/Deaktivieren aller ereignisbasierten dynamischen FlexRay-Frames
  • Aktivieren/Deaktivieren aller zyklischen FlexRay-Frames (es wird ein Null-Frame oder ein alter Wert gesendet)
  • Alive-Counter-Manipulation über TRC-Datei
  • CRC-Algorithmen zur Laufzeit ändern
  • Senden und Empfangen ungültiger Signale
  • Ausfall des Synchronisationsdienstes simulieren
  • Simulation des Ausfalls der zeitgesteuerten Task-Ausführung mit optionalem Neustart bei korrekter Synchronisierung

1) Weitere Informationen zu unterstützten Controllern erhalten Sie von dSPACE.

Functionality Description
Importing communication descriptions
  • Reads communication descriptions for FlexRay and validates via plausibility checks
  • Ignores irrelevant data
  • Support of various AUTOSAR System Template versions 1)
  • Support of various FIBEX versions 1)
Handling
  • Hierarchical view of the communication description
  • Visualizes parameters
  • Filter and view options, as well as search masks for handling larger descriptions
  • Generates a report for the present configuration
  • Automation interface (XML file import)
Signal and frame selection
  • Select signals, PDUs and frames for creating blocks with the RTI FlexRay Configuration Blockset (for use in simulation)
  • All the frames sent to a real ECU are automatically identified and configured for simulation (restbus simulation)
PDU handling
  • PDU update bit manipulation
  • Alive counter for PDUs
  • CRC check for PDUs by user CRC C-code file
  • Raw data access for PDUs
Frame handling
  • Raw data access for frames with or without signals
  • CRC check for frames by user CRC C-code file
  • Enable/disable static frames via software: A null frame or old value (CHI Code option) is sent
  • Enable/disable buffers of static slots via hardware: There is no bus activity in the slots
  • RX time stamp support
Task configuration
  • Generate and configure communication tasks automatically or manually and according to the selected signals, PDUs and frames
  • Consistency checks for eliminating invalid configurations in tasks
  • Configure dSPACE hardware, including the connected FlexRay communication controllers
Support of AUTOSAR functions
  • Container IPDU
  • End-to-end protection
  • Secure onboard communication
  • Global time synchronization
Model generation
  • Generates MATLAB/Simulink blocks for FlexRay communication
  • Combine the model frames with application models, for example, for function prototyping or restbus simulation
  • Blocks for FlexRay controllers, tasks, and synchronization settings
  • Trigger blocks for dynamic frames
  • Blocks for sending and receiving protocol data units (PDUs)
Simulation stage
  • Use a dSPACE platform as a monitoring or simulation node in a FlexRay communication system
1) Klicken Sie hier , um weitere Informationen zu den von dSPACE unterstützten Kommunikationsstandards und den entsprechenden Versionen zu erhalten.

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