Was sind Eigenschaften von FlexRay? (5)
- Datenrate 2 x 10 MBit/s
- synchronisierte global time base mit Precision zwischen 0.5µs und 10µs
- bekannte Nachrichtenverzögerung mit garantierter Variabilität auf der Grundlage eines time-triggered Kommunikationsplans
- skalierbare Redundanz unterstützt redundante Übertragung individueller Nachrichten
- Flexibilität
Was umfasst eine FlexRay Node? (3)
- Microcontroller (called Host)
- FlexRay Controller
- Bus Driver
Welche Topologien gibt es? (5)
- Single Channel Bus Topology
- Single Channel Star Topology
- Dual Channel Bus Topology
- Dual Channel Star Topology
- Hybrid Topology and Cascading
Wie sieht der Communication Cycle aus (was umfasst er)? (4)
- Static Segment: Media access nutzt TDMA for periodic messages
- Dynamic Segment: Media access nutzt mini-slotting for sporadic messages
- Symbol Window: reserved for symbols
- Network idle time (NIT): keine Kommunikation zwischen Nodes, reserviert für protocolinternal Prozesse
Was ist das dynamische Segment?
- das dynamische Segement ist in mini-slots gleicher Größe unterteilt
- Dynamic Slot: enthält einen oder mehrere mini-slots, nummeriert in aufsteigender Reihenfolge
- der Node sendet einen Frame, wenn die Frame-ID gleich der dynamischen Slot-ID ist
• dynamische Slots mit variabler Größe:
– nach dem Sendestart eines Rahmens wird die dynamische Slotgröße um Minislots erweitert, bis der Rahmen endet.
– wenn ein Frame nicht übertragen wird, wird der Slot-Zähler von allen Nodes nach einem Minislot erhöht.
• Slot-ID am Ende des dynamischen Segments variiert
• Frames mit hohen IDs haben eine niedrige Priorität und werden möglicherweise nicht
gesendet
Wie funktioniert das Cluster Startup?
- Leading Cold Starter sendet Collision Avoidance Symbol (CAS) gefolgt von Nachrichten in den zugewiesenen Slots der Node
- Following Cold Starters empfangen Nachrichten von Leading Cold Starter um Clock zu synchronisieren
- Regular Nodes warten bis zwei Cold Starter miteinander kommunizieren
Wie funktionier das simultane Starten zweier Nodes?
- Übertragung des CAS von zwei Nodes (mit einer Zeitdifferenz von ein paar Bits)
- beide Nodes werden Leading Coldstarter
- Node mit früherem Slot im statischen Segement gewinnt, die andere Node zieht sich zurück und wird Following Coldstarter
Welche Faults können beim Startup beim Receiver auftreten?
- fehlerhafte Regular Nodes ohne Effekt auf das Cluster (kein Effekt auf Startup)
- fehlerhafter Following Coldstarter stoppt Startup nach konfigurierter Anzahl nicht erfolgreicher Cycle
• fehlerhafter Leader Coldstarter:
– defekte Node zieht sich nach drei Startversuchen zurück
– ein weiterer nachfolgender Coldstarter kann sich auf den defekten Coldstarter synchronisieren und stoppt den Startvorgang nach dem Rückzug der defekten Node
– zwei Coldstarter können sich auf den defekten Coldstarter synchronisieren und der Startvorgang wird erfolgreich abgeschlossen
Welche Faults können beim Startup beim Sender auftreten?
• fehlerhafte Regular Node oder Following Coldstarter:
– synchronisiert sich mit Colstarter
– fehlerhafte Übertragung während eines Zeitfensters im statischen Segment ohne Auswirkungen auf andere Nodes
– ein inkonsistenter Ausfall im dynamischen Segment kann sich auf den Slot Counter auswirken, wodurch das dynamische Segment im Zyklus verloren geht
• fehlerhafter Leader Coldstarter:
– ein falscher Sender kann die Übertragung anderer Coldstarter beeinträchtigen
– ein dritter Coldstarter kann nach Zurücknahme des falschen Senders erforderlich sein
Was ist ein Action Point?
- Der Action point bezeichnet den Beginn der Übertragung innerhalb eines statischen Slots
- begrenzte Genauigkeit der globalen Zeit trotz Uhrensynchronisation
- der Parameter gdActionPointOffset bezeichnet den zeitlichen Abstand des action points vom Slot-Start
Welche Einschränkungen gibt es beim Static Slot? (3)
- der Abstand des Action Points vom slot start muss größer sein als die Precision
- static slot muss um propagation delay vergößert werden
- static slot muss um idle detection time (11 Bits) vergrößert werden
Was ist beim Dynamic Slot und Action Point zu beachten?
- Dynamic Slot besteht aus einer variablen Anzahl von Minislots (je nach Rahmengröße)
- jeder Minislot besteht aus einer festen Anzahl Macroticks
- Action Point: potenzielle Startzeit für eine Frame Übertragung, potenzielle Endzeit für eine Frame Übertragung
- Frames enden auch an einem Action Point
Was bestimmt die Mindestzeit vom Beginn des Minislots bis zum Action Point? (2)
- Precision of global time
* Propagation Delay
Was bestimmt die Zeit vom Action Point bis zum Ende des Minislots? (3)
- Precision global time
- Propagation Delay
- Reduction of TSS by star couplers
Wie funktioniert External Clock Synchronization bei FlexRay?
- Cluster synchronisiert zu einem anderen Cluster (time master)
- Messung des Zeitversatzes mit zeitgesteuerten Messages
- die Ratenkorrektur reduziert die Abweichung der Zykluslänge
- die Offsetkorrektur verringert die Abweichung der Zyklusstartzeit
- Gateway-Node sendet Nachrichten an andere Nodes im Cluster.
Was ist ein Wakeup?
Sleep Mode mit eingeschränkter Fähigkeit, auf Ereignisse zu reagieren.
Welche Techniken gibt es für Wakeup? (3)
- Zentralisierte Steuerung der Stromversorgung (verhindert alle Knotenfunktionen)
- separate Leitung
- Wakeup über Kommunikationskanal
Weches Wakeup Muster verwendet FlexRay?
Mindestens zwei aufeinanderfolgende Wakeup Signale.
Was ist ein Star Coupler?
- Ist eine Verbindung zu einer Node oder einem anderen Star Coupler
- ist für Umlenkung und Verstärkung von Signalen zuständig
Welche Zustände hat ein Star Coupler? (3)
- Branch idle
- Branch active
- Branch failt silent
Warum wird ein Bus Guardian benötigt?
- die zeitgesteuerte Planung legt Kommunikationssequenzen ohne Kollisionen fest.
- eine fehlerhafte Kommunikationssteuerung (z. B. ohne korrekte Clock Synchronisation) kann zu Kollisionen führen
- ein fehlerhafter Knoten kann die Kommunikation des restlichen Clusters beeinträchtigen
Was macht ein Bus Guardian?
- erlaubt oder verweigert die Übertragung von Nachrichten durch den Kommunikationscontroller
- hat keine Möglichkeit, selbst Daten zu senden
Was ist ein Local Guardian?
- eigener Guardian für jede Node
* benötigt Kommunikationsplan der Node
Was ist ein Central Guardian?
- benötigt Kommunikationsplan für alle Nodes
- ermöglicht eine Signal Verzweigung zu einem bestimmten Zeitpunkt
- nimmt an Synchronisierung der Clock teil
- Regeneration von Bits zum Schutz vor asymmetrischen Failures
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01 - Introduction to Embedded Systems34
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02 - Modelling of Embedded Real-Time Systems45
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03 - Real-Time Operating Systems39
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04 - Real-Time Communication32
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05 - Clock Synchronization37
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06 - Fault Tolerance34
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07 - CAN (Controller Area Network)20
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08 - FlexRay24
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09 - LIN (Local Interconnect Network)11
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Vergangene Prüfungsfragen14
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unwichtigere Fragen aus verschiedenen Kapiteln11
