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Elektrotechnische Grundlagen Bussysteme

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Nach­fol­gend fin­den Sie einen Über­blick über die wich­tigs­ten elek­tro­tech­ni­schen Grund­la­gen von Bus­sys­te­men in der Fahr­zeug­tech­nik. Der Abschnitt ist wie folgt geglie­dert:

Ver­bin­dungs­ty­pen

Bei Kraft­fahr­zeug-Bus­sys­te­men haben wir in der Regel eine bitse­ri­el­le Über­tra­gung, die meist als Halb-Duplex-Ver­bin­dung aus­ge­stat­tet ist. Halb-Duplex-Ver­bin­dung heißt, dass sich bei zwei Kom­mu­ni­ka­ti­ons­part­nern zwar bei­de mitein­an­der unter­hal­ten kön­nen, aber immer nur so, dass einer sen­det und der ande­re zuhört und umge­kehrt. Eine Voll-Duplex-Ver­bin­dung, bei der bei­de Steu­er­ge­rä­te gleich­zei­tig sen­den könn­ten, ist deut­lich auf­wen­di­ger und wird des­halb aus Kos­ten­grün­den im Kraft­fahr­zeug nicht ein­ge­setzt.

Verbindung: meist Halb-DuplexVer­bin­dung: meist Halb-Duplex

Bei nied­ri­gen Bitra­ten, zum Bei­spiel bei LIN, sind die Lei­tungs­ver­bin­dun­gen übli­cher­wei­se Ein-Draht-Ver­bin­dun­gen. Bei allen Bus­sys­te­men, die eine höhe­re Bitra­te ver­wen­den – also CAN und Flex­Ray – haben wir Zwei-Draht-Ver­bin­dun­gen, bei denen über das Dif­fe­renz­si­gnal der bei­den Lei­tun­gen die Daten über­tra­gen wer­den. In der Regel sind die­se zwei Dräh­te dann auch noch mitein­an­der ver­drillt. Man spricht von einer so genann­ten „Twis­ted-Pair“-Lei­tung.

Leitung: meist 2 Draht Twisted-PairLei­tung: meist 2 Draht Twis­ted-Pair

Der Bot­schafts­ver­sand vom Sen­der zu einem oder meh­re­ren Emp­fän­gern fin­det in Form eines Broad­casts statt. Das heißt, der Sen­der sen­det ein­fach sei­ne Daten auf die Bus­lei­tung – in der Art wie beim Rund­funk- oder Fern­seh­emp­fang – und alle inter­es­sier­ten Teil­neh­mer kön­nen die Bot­schaft emp­fan­gen.

Topo­lo­gie

Die Topo­lo­gie des Bus­sys­tems im Fahr­zeug ist für die Gestal­tung des Kabel­baums eine wesent­li­che Fra­ge. Hier haben wir ver­schie­de­ne Aus­füh­rungs­for­men: CAN oder auch LIN ver­wen­den die sog. Lini­en­to­po­lo­gie, bei der die ver­schie­de­nen Steu­er­ge­rä­te über mehr oder weni­ger kur­ze Stich­lei­tun­gen an eine Lei­tung ange­schlos­sen sind, die die Steu­er­ge­rä­te mitein­an­der ver­bin­det. Die Län­ge die­ser Stich­lei­tun­gen ist abhän­gig von der gewünsch­ten Bitra­te. Je höher die Bitra­te, desto kür­zer die zuläs­si­ge Län­ge der Stich­lei­tun­gen.

Verschiedene Bus-Topologien (Linie, Stern und Ring)Ver­schie­de­ne Bus-Topo­lo­gien (Linie, Stern und Ring)

Das Bus­sys­tem Flex­Ray kann man eben­falls als Lini­en­bus kon­fi­gu­rie­ren. Die Stan­dard­kon­fi­gu­ra­tion von Flex­Ray ist aber der Stern, bei der es einen, in der Regel akti­ven Stern­punkt gibt und alle Steu­er­ge­rä­te an die­sen Stern­punkt ange­schlos­sen sind.

MOST, das Bus­sys­tem, das opti­sche und nicht elek­tri­sche Ver­bin­dun­gen ver­wen­det, setzt eine Ringstruk­tur ein, bei der die Steu­er­ge­rä­te in Form eines Rings mitein­an­der ver­bun­den sind.

Kopp­lung

Zur Kopp­lung der Steu­er­ge­rä­te an das Bus­sys­tem ver­wen­det man in der Regel einen Bus-Con­trol­ler. Der Bus-Con­trol­ler ist meist bereits im Mikro­con­trol­ler des Steu­er­ge­räts ent­hal­ten. Er ver­packt die Bits in die ein­zel­nen Fra­mes und küm­mert sich um das gesam­te Bus-Mana­ge­ment. Zur Signal­an­pas­sung zwi­schen Con­trol­ler und Bus benö­tigt man noch einen Tran­scei­ver. Bei man­chen Bus­sys­te­men, z. B. Flex­Ray, haben wir im Stern­punkt so genann­te Repea­ter, die das Bus­si­gnal nur elek­trisch neu auf­fri­schen. Sie ver­grö­ßern die Ampli­tu­de und fil­tern die Signa­le etwas. Dies erlaubt län­ge­re Signal­lei­tun­gen und ver­bes­sert die Signal­qua­li­tät. An den Stel­len, an denen unter­schied­li­che Bus­sys­te­me, ent­we­der mit unter­schied­li­cher Bitra­te (z. B. Low- und High-Speed-Can) oder mit unter­schied­li­chen Bus- Pro­to­kol­len (z. B. CAN und MOST) mitein­an­der gekop­pelt wer­den müs­sen, setzt man so genann­te Gate­ways ein. Gate­ways sind Steu­er­ge­rä­te, deren Haupt­auf­ga­be darin besteht, die Bot­schaf­ten von einem Bus­sys­tem zu emp­fan­gen und auf die Bot­schaf­ten eines ande­ren Bus­sys­tems umzu­set­zen.

Bit­ko­die­rung und Lei­tungs­län­ge

Für die Bit­ko­die­rung der Signa­le auf den Bus­lei­tun­gen ver­wen­det man in der Regel die so genann­te NRZ-Kodie­rung (Non-Return-to-Zero). Wäh­rend eines Bit­tak­tes ist dabei der Signal­pe­gel auf der Lei­tung ent­we­der kon­stant auf Mas­se oder einer posi­ti­ven Span­nung. Somit wer­den eine logi­sche 0 und eine logi­sche 1 kodiert.

BitkodierungBit­ko­die­rung

Ande­re Kodie­rungs­ver­fah­ren wie bei­spiels­wei­se die Man­che­s­ter-Kodie­rung, wie sie von Ether­net bekannt ist, wer­den im Kraft­fahr­zeug der­zeit noch nicht ein­ge­setzt. Bei SAE J1850 fin­den sich noch die in der Fahr­zeug­tech­nik exo­ti­sche PWM-Kodie­rung. Die Kodie­rung der Signa­le erfolgt hier über die Puls­brei­te.

Ein wich­ti­ger Aspekt für die Über­tra­gungs­si­cher­heit ist der Zusam­men­hang zwi­schen Wel­len­län­ge auf der einen Sei­te und Bitra­te der Signa­le auf der ande­ren Sei­te. Aus den elek­tro­tech­ni­schen Gesetz­mä­ßig­kei­ten ergibt sich, dass man immer dann mit wel­len­tech­ni­schen Pro­ble­men zu tun hat, wenn die Lei­tungs­län­ge ca. ein Zehn­tel der Wel­len­län­ge der Signa­le auf den Bus­lei­tun­gen ist, sie­he For­mel:

Berechnung der Leitungslänge

Bei einer Bitra­te (Signal­grund­fre­quenz) von 1 Mbit/s ergibt sich also, dass bei Lei­tungs­län­gen ab ca. 30 m mit Wel­len­ef­fek­ten zu rech­nen ist. Um in die­sem Bereich Reflek­tio­nen und damit eine deut­li­che Ver­schlech­te­rung der Über­tra­gungs­qua­li­tät zu ver­mei­den, müs­sen die Lei­tun­gen mit einem pas­sen­den Wider­stand abge­schlos­sen wer­den.

Daten­über­tra­gung

Wie wer­den nun die ein­zel­nen Bits zu gan­zen Bot­schaf­ten zusam­men­ge­setzt? Wir unter­schei­den die soge­nann­te zei­chen­ba­sier­te und die bit­strom­ba­sier­te Über­tra­gung.

Bei der zei­chen­ba­sier­ten Über­tra­gung wer­den eini­ge, in der Regel 8 Bits, zu einem Zei­chen zusam­men­ge­fasst. Vor den 8 Bits wird ein wei­te­res Bit, das so genann­te Start­bit, und am Ende ein wei­te­res Bit, das so genann­te Stopp­bit, gesen­det. Die­se die­nen der Syn­chro­ni­sa­tion zwi­schen Sen­der und Emp­fän­ger. Dann gibt es eine klei­ne Pau­se. Anschlie­ßend folgt das nächs­te Zei­chen. Die Anzahl der auf die­se Wei­se über­tra­ge­nen Zei­chen ent­spricht der Län­ge einer Bot­schaft. Danach bleibt das Über­tra­gungs­sys­tem so lan­ge in Ruhe, bis die nächs­te Bot­schaft über­tra­gen wird. Die­se Pau­sen, auf der einen Sei­te zwi­schen den ein­zel­nen Zei­chen und auf der ande­ren Sei­te zwi­schen den ein­zel­nen Bot­schaf­ten, redu­zie­ren natür­lich die Nutz­da­ten­ra­te des Bus­sys­tems.

Zeichenbasierte ÜbertragungZei­chen­ba­sier­te Über­tra­gung

Bei Bus­sys­te­men mit höhe­rer Bitra­te ist die­ses zei­chen­ba­sier­te Über­tra­gungs­ver­fah­ren, das wir bei K-Line oder LIN vor­fin­den, unüb­lich. Dort ver­sucht man die Pau­sen so klein wie mög­lich zu hal­ten und ver­wen­det die bit­strom­ba­sier­te Über­tra­gung. Es wer­den ein­fach alle Bits einer Bot­schaft ohne Pau­se hin­ter­ein­an­der gesen­det und erst dann, wenn die Bot­schaft been­det ist, gibt es eine mehr oder weni­ger große Pau­se bis die nächs­te Bot­schaft ver­sen­det wer­den kann.

Bitstrombasierte ÜbertragungBit­strom­ba­sier­te Über­tra­gung

Wie fin­den die Bot­schaf­ten nun ihren Emp­fän­ger? Hier unter­schei­den wir zwei ver­schie­de­ne Ver­fah­ren: Als ers­tes die gerä­te­ba­sier­te Adres­sie­rung. Bei ihr hat jedes Steu­er­ge­rät – also Sen­der und Emp­fän­ger – eine eige­ne, indi­vi­du­el­le und ein­deu­ti­ge Adres­se. Die­ses Adres­sie­rungs­ver­fah­ren ist typisch für Pro­to­kol­le auf der Layer 7-Schicht des OSI Modells (Anwen­dungs­ebe­ne) ins­be­son­de­re im Dia­gno­se­be­reich. Als zwei­tes haben wir die inhalts­ba­sier­te Adres­sie­rung. Die­se fin­den wir bei Bus­sys­te­men im Auto­mo­bil auf der Ebe­ne des Data-Link Layers (Layer 2). Inhalts­ba­sier­te Adres­sie­rung bedeu­tet, die Bot­schaft bekommt kei­ne Adres­se, die kenn­zeich­net, wer der Emp­fän­ger der Bot­schaft ist. Sie hat viel­mehr eine Ken­nung, den soge­nann­ten Mes­sa­ge-Iden­ti­fier, der den Inhalt der Bot­schaft kenn­zeich­net. Jeder, der sich für des­sen Inhalt inter­es­siert, kann die Bot­schaf­ten emp­fan­gen.

Zusätz­lich zu den eigent­li­chen Nutz­da­ten wer­den bei den Bot­schaf­ten typi­scher­wei­se Infor­ma­tio­nen für die Feh­ler­er­ken­nung und ggf. die Feh­ler­kor­rek­tur mit­ver­sen­det. Im ein­fachs­ten Fall ist das bei den zei­chen­ba­sier­ten Über­tra­gun­gen ein ein­zel­nes Bit pro Zei­chen, das so genann­te Pari­täts­bit. Bei den bit­strom­ba­sier­ten Über­tra­gungs­ver­fah­ren und auch bei den zei­chen­ba­sier­ten Ver­fah­ren auf Bot­schaft­sebe­ne gibt meist eine Prüf­sum­me, die so genann­te CRC-Sum­me (Cyclic Red­un­dan­cy Check). Ent­spre­chend über­wa­chen auch Sen­der und Emp­fän­ger über Timeouts die Über­tra­gung: Bei einer zei­chen­ba­sier­ten Über­tra­gung die maxi­ma­le Län­ge der Abstän­de zwi­schen den Zei­chen und bei einer bit­strom­ba­sier­ten Über­tra­gung die mini­ma­len oder maxi­ma­len Abstän­de bzw. Pau­sen. In vie­len Fäl­len muss der Emp­fän­ger durch ein so genann­tes Ack­now­led­ge den posi­ti­ven Emp­fang einer Bot­schaft bestä­ti­gen. Falls ein Feh­ler fest­ge­stellt oder ein Emp­fang nicht bestä­tigt wird, kommt es zu einer Wie­der­ho­lung der Über­tra­gung.

Bei der Über­tra­gung von Daten spielt die Lauf­zeit eine wesent­li­che Rol­le. Meist denkt man hier­bei zuer­st an die eigent­li­che Über­tra­gungs­dau­er auf dem Bus­sys­tem. Die­se abhän­gig von der Bitra­te und der Anzahl der über­tra­ge­nen Daten. Es darf aber nicht ver­ges­sen wer­den, dass auch für die Bereit­stel­lung der Bot­schaft Zeit benö­tigt wird, sie­he Abbil­dung. Die Bot­schaft wird in der Regel auf der Anwen­dungs­ebe­ne bereit­ge­stellt, muss dann in meh­re­ren Schrit­ten per Soft­wa­re ver­ar­bei­tet wer­den, um die tat­säch­lich zu ver­sen­den­de Bot­schaft zu erzeu­gen. Dann muss gewar­tet wer­den bis das Bus­sys­tem frei ist. Erst jetzt kann die Bot­schaft ver­sen­det wer­den. Auf der Emp­fän­ger­sei­te gibt es dann den umge­kehr­ten Weg: Die Bot­schaft muss aus­ge­packt und es müs­sen Umrech­nun­gen durch­ge­führt wer­den, bis die Daten auf der Anwen­dungs­ebe­ne des Emp­fän­gers ver­füg­bar sind. Die Gesamt­über­tra­gungs­dau­er wird als Latenz bezeich­net und soll­te natür­lich mög­lichst kurz sein. Auf jeden Fall kür­zer, als es die Anwen­dung erfor­dert. Für Steu­er- und Rege­l­auf­ga­ben ist jedoch der so genann­te Jit­ter noch wich­ti­ger als die Latenz. Als Jit­ter wird die Schwan­kung der Latenz im lau­fen­den Betrieb bezeich­net.

Latenz und JitterLatenz und Jit­ter

Bus­zu­griffs­ver­fah­ren

Wie wir gese­hen haben, kann bei einem Bus­sys­tem zwar gleich­zei­tig von meh­re­ren Steu­er­ge­rä­ten emp­fan­gen wer­den, aber es darf immer nur ein Steu­er­ge­rät sen­den. Wer zu wel­chem Zeit­punkt sen­den darf, wird durch das Bus­zu­griffs­ver­fah­ren gere­gelt. Hier­in unter­schei­den sich die ein­zel­nen Bus­sys­te­me. Dies ist zusam­men mit der Bitra­te oft das ent­schei­den­de Kri­te­ri­um für die Aus­wahl der ein­zel­nen Bus­sys­te­me.

BuszugriffsverfahrenBus­zu­griffs­ver­fah­ren

Wir haben hier auf der einen Sei­te kon­trol­lier­te und auf der ande­ren Sei­te unkon­trol­lier­te Zugriffs­ver­fah­ren, sie­he Abbil­dung. Bei den kon­trol­lier­ten Zugriffs­ver­fah­ren unter­schei­den wir zwi­schen zen­tral gesteu­er­ten und dezen­tral gesteu­er­ten Sys­te­men. Ein Bei­spiel für ein zen­tral gesteu­er­tes Sys­tem ist LIN, dort gibt es ein Mas­ter-Steu­er­ge­rät. Die­ses Mas­ter-Steu­er­ge­rät teilt den Sla­ve-Steu­er­ge­rä­ten nach­ein­an­der die Sen­de­be­rech­ti­gung zu. Wer vom Mas­ter kei­ne Berech­ti­gung erhält, darf nicht sen­den.

Alter­na­tiv dazu haben wir dezen­tral gesteu­er­te Sys­te­me, wie Flex­Ray, TTCAN (Time Trig­ge­red CAN) oder das im Fahr­zeug nicht zum Ein­satz kom­men­de TTP (Time Trig­ge­red Pro­to­col). Sie ver­wen­den ein so genann­tes Zeit­schlitz­ver­fah­ren oder auch Time-Divi­sion-Mul­ti­ple-Access Ver­fah­ren. Alle Steu­er­ge­rä­te haben dabei eine gemein­sa­me Zeit­ba­sis. Sie arbei­ten also syn­chron. Auf Grund­la­ge die­ser Zeit­ba­sis wer­den Zeit­fens­ter defi­niert und jedem Steu­er­ge­rät wer­den ein oder meh­re­re ein­deu­ti­ge Zeit­fens­ter zuge­ord­net, in denen es sen­den darf.

Ein wesent­li­ches Merk­mal aller zeit­ge­steu­er­ten Ver­fah­ren ist, dass im Gegen­satz zu den ereig­nis­ge­steu­er­ten Sys­te­men, die Fra­ge, wann ein Steu­er­ge­rät sen­den darf, bereits in der Ent­wick­lungs­pha­se fest­ge­legt wer­den muss.

Bei den Bus­zu­griffs­ver­fah­ren mit unkon­trol­lier­tem Bus­zu­griff gibt es die Vari­an­te mit Kol­li­si­ons­er­ken­nung und die Vari­an­te mit Kol­li­si­ons­auf­lö­sung. Auch hier ist der Bus­zu­griff nicht voll­stän­dig unkon­trol­liert. Alle die­se Ver­fah­ren benut­zen ein so genann­tes Car­rier-Sen­se-Mul­ti­ple-Access Ver­fah­ren. Das bedeu­tet, dass zwar im Prin­zip jeder sen­den kann, wann er will, aber nur dann, wenn das Bus­sys­tem gera­de frei ist. Das Sen­den erfolgt so asyn­chron oder auch ereig­nis­ge­steu­ert. Beim Sen­de­ver­such eines Steu­er­ge­räts prüft dies zuer­st, ob der Bus gera­de frei ist. Ist dies der Fall, fängt das Steu­er­ge­rät an zu sen­den. Fall zwei Steu­er­ge­rä­te gleich­zei­tig begin­nen soll­ten, kann es zu einer Kol­li­sion kom­men.

Nun gibt es zwei Mög­lich­kei­ten, die Kol­li­sion zu behan­deln. Die eine Mög­lich­keit ist die Kol­li­si­ons­er­ken­nung oder auch Col­li­sion-Detect (z. B. bei Ether­net üblich). Dort über­wa­chen die Steu­er­ge­rä­te beim Sen­den die Bus­lei­tun­gen, ver­glei­chen die gesen­de­ten mit den tat­säch­lich gemes­se­nen Daten und kön­nen so eine Kol­li­sion ermit­teln. Bei einer Kol­li­sion zie­hen sich bei­de Steu­er­ge­rä­te zurück und ver­su­chen es nach einer Zeit wie­der. Da die War­te­zeit in einem bestimm­ten Rah­men zufäl­lig gewählt wird, sinkt die Wahr­schein­lich­keit einer erneu­ten Kol­li­sion deut­lich.

Der Nach­teil die­ses Ver­fah­rens ist, dass es nicht deter­mi­nis­tisch ist. Man weiß nie, ob es zu Kol­li­sio­nen kommt und es ist nicht sicher, dass eine Bot­schaft tat­säch­lich sofort über­tra­gen wer­den kann. Ein etwas bes­se­res Sys­tem ver­wen­det daher zusätz­lich zu einer Kol­li­si­ons­er­ken­nung auch eine Kol­li­si­ons­auf­lö­sung. Bei die­sen Sys­te­men, mit CAN als Haupt­ver­tre­ter, kommt es eben­falls zu Kol­li­sio­nen. Auch hier müs­sen alle Sen­der eine Kol­li­sion erken­nen. Aber zie­hen sich dort bei einer Kol­li­sion nicht bei­de Sen­der zurück, son­dern der Sen­der mit der höhe­ren Prio­ri­tät „gewinnt“ und setzt sei­ne Über­tra­gung fort. Die­ses Prin­zip bezeich­net man als Arbi­trie­rung. Nur der, wel­cher die Arbi­trie­rung „ver­lier­t“, zieht sich zurück. Der ande­re sen­det unver­än­dert und ohne, dass er über­haupt einen Feh­ler fest­ge­stellt hat, wei­ter.

Bus­an­schluss – Wired-OR

Wie die Kol­li­si­ons­er­ken­nung und die Kol­li­si­ons­auf­lö­sung funk­tio­nie­ren, soll an einem klei­nen Schal­tungs­bei­spiel demons­triert wer­den, sie­he Abbil­dung:

Wired-ORWired-OR

Sie sehen hier rechts oben den Bus­an­schluss eines LIN Bus­sys­tems mit zwei Steu­er­ge­rä­ten, ECU1 und ECU2. Der Bus­an­schluss besteht, ver­ein­facht gesagt, jeweils aus einem Pull-Up Wider­stand, der die Bus­lei­tung mit der Ver­sor­gungs­span­nung +UB ver­bin­det sowie den Tran­sis­to­ren T1 und T2, mit denen die Bus­lei­tung auf Mas­se geschal­tet wer­den kann.

Im Ruhe­zu­stand sind die bei­den Tran­sis­to­ren aus­ge­schal­tet und die Bus­lei­tung befin­det sich damit auf dem Pegel der Ver­sor­gungs­span­nung +UB. Wenn das Steu­er­ge­rät 1 nun eine logi­sche 0 (Low) sen­den will und das Steu­er­ge­rät 2 ist in Ruhe, dann schal­tet das Steu­er­ge­rät 1 ein­fach sei­nen Tran­sis­tor T1 ein, der deut­lich nie­de­roh­mi­ger ist, als die bei­den Pull-Up Wider­stän­de und die Bus­lei­tung wird auf Mas­se gezo­gen, sie­he auch Tabel­le.

Zustände bei der KollisionsauflösungZustän­de bei der Kol­li­si­ons­auf­lö­sung

Wenn das Steu­er­ge­rät 1 dage­gen eine logi­sche 1 (High) sen­den will und das Steu­er­ge­rät 2 sei wei­ter­hin in Ruhe, dann lässt das Steu­er­ge­rät 1 sei­nen Tran­sis­tor T1 ein­fach abge­schal­tet. Damit liegt die Bus­lei­tung wei­ter­hin über bei­de Pull-Up Wider­stän­de auf +UB. Auf der Bus­lei­tung fin­den wir also ein posi­ti­ves Signal (High).

Neh­men wir nun an, dass wäh­rend das Steu­er­ge­rät 1 die­se logi­sche 1 (High) sen­det, das Steu­er­ge­rät 2 eben­falls ver­sucht zu sen­den, nur eine logi­sche 0 (Low). Dann schal­tet das Steu­er­ge­rät 2 sei­nen Tran­sis­tor T2 ein und zieht so die Bus­lei­tung über den nie­de­roh­mi­gen Tran­sis­tor T2 auf Mas­se. Dies ent­spricht einer logi­schen 0 (Low). Das heißt, dass Steu­er­ge­rät 2 domi­niert das Signal. Es gewinnt somit die Kol­li­sion und kann sen­den. Wenn nun bei­de Steu­er­ge­rä­te die Signa­le der Bus­lei­tung mit­le­sen und mit dem ver­glei­chen, was sie eigent­lich sen­den woll­ten, dann wür­de in die­sem Fall Steu­er­ge­rät 2 kein Pro­blem fest­stel­len. Es woll­te eine 0 sen­den und auf der Bus­lei­tung war tat­säch­lich eine 0 zu sehen. Steu­er­ge­rät 1 dage­gen wür­de fest­stel­len, dass es zu einer Kol­li­sion kam, da es eine 1 sen­den wol­len, jedoch eine 0 gele­sen hat. Wenn sich die­ses Steu­er­ge­rät nun sofort vom wei­te­ren Sen­den zurück­zieht, kann das Steu­er­ge­rät 2 pro­blem­los wei­ter sen­den. Es merkt nicht ein­mal, dass es über­haupt eine Kol­li­sion gege­ben hat. Die Kol­li­sion wur­de somit auf­ge­löst.

Nach­fol­gend sind die wich­tigs­ten Vor- und Nach­tei­le der ver­schie­de­nen Bus­zu­griffs­ver­fah­ren noch ein­mal stich­wort­ar­tig zusam­men­ge­stellt:

  • Mas­ter-Sla­ve:

    • Ein­fa­che Rea­li­sier­bar­keit (+)
    • Sicher­ge­stell­te maxi­ma­le Zeit, deter­mi­nis­tisch (+)
    • Maxi­ma­le Latenz­zeit pro­por­tio­nal zur Anzahl der Bus­teil­neh­mer (-)
    • Aus­fall des Mas­ters Aus­fall des Gesamt­sys­tems (-)
    • Red­un­danz bei zykli­scher Über­tra­gung (-)
  • Time Divi­sion Mul­ti­ple Access TDMA:

    • Hohe zeit­li­che Genau­ig­keit (+)
    • Hohe Pro­to­kollef­fi­zi­enz (+)
    • Streng deter­mi­nis­tisch (+)
    • Zeit­li­che Syn­chro­ni­sie­rung der Teil­neh­mer not­wen­dig (-)
    • Begrenz­te Anzahl von Teil­neh­mern (-)
    • Begrenz­te Anzahl von Nach­rich­ten (-)
    • Über­tra­gung red­un­dan­ter Daten (-)
  • CSMA/CD (Col­li­sion Detect):

    • Sehr vie­le Teil­neh­mer mög­lich (+)
    • Nied­ri­ge Bus­last (+)
    • Teil­neh­mer kann ohne Bus-Rekon­fi­gu­ra­tion hin­zu­ge­fügt oder ent­fernt wer­den (+)
    • Nicht deter­mi­nis­tisch (-)
    • Lan­ge War­te­zei­ten bei Hoch­last (-)
  • CSMA/CA (Col­li­sion Avoi­dan­ce):

    • Vie­le Teil­neh­mer mög­lich (+)
    • Teil­neh­mer kann ohne Bus-Rekon­fi­gu­ra­tion hin­zu­ge­fügt oder ent­fernt wer­den (+)
    • Kaum Effi­zi­enzein­bruch bei Hoch­last (+)
    • Für hoch­prio­re Bot­schaf­ten deter­mi­nis­tisch (+)
    • Maxi­ma­le Latenz­zei­ten hoch­prio­rer Nach­rich­ten (-)
  • Erstellt
    05. April 2011
  • Version
    9
  • Geändert
    05. April 2011
  • Zugriffe
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