Datenlogger als Datenspion - HANSER automotive

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Bild 2: Schnittstellen und Übertragung.
Bild 3: Kommunikation zwischen den Steuergeräten.
MESSEN UND TESTENl AUTOMOTIVE
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zur Verfügung zu stellen. Mit Schwerpunkt auf Infotainmentsystemen
besitzt er je nach Variante bis zu zehn
Schnittstellen zu CAN, vier Schnittstellen zu LIN, zwei
Schnittstellen zu FlexRay und eine MOST-Schnittstelle
(25/150). Für die internen Debugdaten der Steuergeräte
sind vier serielle Schnittstellen (Typ RS232/RS422) und bis
zu vier Ethernetschnittstellen vorhanden. Die aufgezeichneten
Interfaces werden im Datenlogger gespeichert und
später zu einem Laptop via Ethernet übertragen.
Während die Aufgabe der Aufzeichnung von Daten
zunächst einfach erscheint, erweisen sich die essentiellen
Qualitätsmerkmale als anspruchsvoll. Eines dieser Merkmale
ist die Synchronität der Daten, ohne die die Aufzeichnungen
der verschiedenen Busse nicht zeitlich verglichen
werden können. Dazu befindet sich im blue PiraT
eine zentrale Echtzeituhr mit 100 μs Genauigkeit. Die Aufzeichnung
der Busse ist auf diese zentrale Uhr aufsynchronisiert,
so dass alle aufgezeichneten Daten mit synchronen
Zeitstempeln versehen werden.
Eine weitere Notwendigkeit ist eine möglichst geringe
Beeinflussung des Netzwerks der Steuergeräte durch den
Datenlogger. Für CAN und die seriellen Schnittstellen ist
dies einfach umzusetzen, da der entsprechende Transceiver
die elektrischen Signale einfach abgreift und nicht maßgeblich
beeinflusst, solange keine Daten gesendet werden.
Auf dem optischen MOST-Bus wickeln die verfügbaren
Controllerbausteine allerdings automatisch ein Busprotokoll
ab, d. h. sie treten als
Netzwerkknoten auf und
beeinflussen so das Busverhalten.
Es gibt zwar
eine Möglichkeit, den Controller
in eine Art „Lauschmodus“,
auch „Spymodus“
genannt, zu versetzen,
diese Möglichkeit
ist aber nicht dokumentiert.
Daher geht der blue
PiraT einen anderen Weg –
die eingehenden MOST-
Signale werden direkt
abgegriffen und von einer
programmierbaren Logik
auf der Transportschicht
dekodiert. Dadurch stehen
die kompletten MOST-Frames
zur Verfügung, aus
denen alle gewünschten
Daten extrahiert werden
können.
Entwickelt für
den Betrieb im
Fahrzeug
Um einen Datenlogger für
Tests im Fahrzeug zu verwenden,
reicht es nicht,
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ihn einfach ins Fahrzeug
einzubauen und anzuschließen.
Vielmehr muss schon beim Design eines Loggers
das spätere Umfeld in Betracht gezogen werden.
Daher wurde der blue PiraT speziell mit Blick auf die Anforderungen
in der Automobilindustrie entwickelt. Hierzu zählen
neben dem Temperaturbereich, der aufgrund der
Beschränkungen der Festplatte zwischen -20 °C und +70
°C liegt, die elektromagnetische Verträglichkeit (EMV), die
Vibrationsresistenz und eine stabile Bauweise.
Neben den Umweltbedingungen muss ein Datenlogger
auch mit einer eingeschränkten Stromversorgung auskommen.
Beim durchgehenden Betrieb an der Autobatterie
würde diese nach wenigen Tagen aufgebraucht sein.
Daher steuert ein automatisches Power Management die
Stromaufnahme des blue PiraT. Sobald über einen konfigurierbaren
Zeitraum keine Daten mehr empfangen werden,
schaltet der Datenlogger in den Standby-Zustand um.
In diesem Zustand fällt die Stromaufnahme unter 1 mA, so
dass die Autobatterie auch nach längerer Zeit nicht entleert
wird. Sobald wieder Daten gesendet werden aktiviert das
Gerät den Aufzeichnungsmodus. Dank optimierter Software
ist dieser schon nach weniger als 15 ms verfügbar,
wodurch Fehler, die z. B. schon beim Öffnen des Fahrzeugs
mit der Funkfernbedienung passieren, dem blue PiraT nicht
entgehen. Als angenehmen Nebeneffekt muss sich der
Testfahrer nicht um den Betriebszustand des Datenloggers
kümmern, also nicht manuell die Datenaufnahme starten
und stoppen.