Nederland proeftuin voor slim verkeer
Nederland proeftuin voor slim verkeer Nederland proeftuin voor slim verkeer
38 | 3 Achtergrond De hoeveelheid elektronica in een auto neemt snel toe dankzij de wensen van automobilisten voor steeds meer comfort, zoals car entertainment, navigatie en Bluetooth, maar ook door de technische mogelijkheden om rijden veiliger te maken, zoals met adaptieve cruisecontrol en stabilisatieprogramma’s. Daarnaast speelt de wens van overheden om CO 2 -emissies van voertuigen te verminderen een grote rol bij het toepassen van steeds meer elektronica. Vaak is de belasting hoger voor auto’s die veel uitstoten en zijn fabrikanten steeds meer gericht op manieren om milieuvriendelijker te produceren. Elektricatie van mechanische systemen zorgt voor een plaats- en gewichtsbesparing in het voertuig en slimme elektronica kan het brandstofverbruik terugdringen. Op dit moment heeft een moderne highend auto tot wel honderd ECU’s (elektronische controle-units) aan boord, die via een slim netwerk data met elkaar uitwisselen. Die gegevens zijn nodig zijn voor allerlei toepassingen, bijvoorbeeld het activeren van ABS bij een noodstop, het openen van de ramen, het bedienen van de remmen, het optimaliseren van de brandstoftoevoer naar de motor en het regelen van de temperatuur. Als een bestuurder bijvoorbeeld op de knop drukt om het raam te openen, dan wordt dit signaal eerst door een transceiver omgezet naar een analoog signaal en via het netwerk verzonden naar de ECU van de raammodule, die het weer omzet naar een digitaal signaal en uiteindelijk een servomotor aanstuurt om het raam te laten zakken. In een auto liggen vaak verschillende datanetwerken. Dat heeft twee redenen. De eerste betreft de kosten. Een Lin-netwerk heeft bijvoorbeeld heel lage kosten per knooppunt vanwege de hoge productievolumes en de Onder de motorkap Auto hongert naar bandbreedte Een auto bevat momenteel gemiddeld een kilometer aan koperen draadjes om de verschillende elektronica met elkaar te laten communiceren. Met de toename aan intelligentie groeit ook de behoefte aan bandbreedte. Om deze datastromen het hoofd te bieden, wordt momenteel de nieuwe Flexray-standaard ingezet naast de bestaande oudere bussen, terwijl Ethernet al in de startblokken staat. Rob Hoeben van NXP geeft een overzichtje van de stand van zaken. Rob Hoeben relatief simpele implementatie. De datarate blijft wel beperkt, maar voor applicaties als elektrische ramen en centrale portiervergrendeling voldoet het prima. De tweede reden is historisch. De innovaties in de auto zijn evolutionair van aard, dus als een technologie eenmaal haar intrede heeft gedaan, duurt het vele jaren voor zij echt verdwenen is. In totaal ligt er gemiddeld een kilometer aan koperen kabels per auto om gemiddeld vijftig ECU’s met elkaar verbinden. Dit is een aanzienlijk gewicht en de toenemende vraag naar meer bandbreedte leidt dan ook tot de inzet van netwerken met een hogere capaciteit, zoals Flexray en Ethernet. Tien keer sneller Een ECU bestaat op zijn beurt uit een microcontroller en een zendontvanger op een PCB. Het ligt voor de hand om die twee te integreren, maar de transceiverfunctionaliteit wordt typisch gerealiseerd in een highvoltage mixed-signal proces, terwijl de MCU doorgaans in een standaard geavanceerd CMos-proces wordt uitgevoerd. De microcontroller vormt het hart van de ECU. Hij leest de sensoren uit en stuurt de actuato- Toepassing Lin Can Flexray Stuurbekrachtiging + + + Stop/start + + + Terugwinnen remenergie + + + Transmissie + + + Body-elektronica + + volgende generatie ABS/ESP + Chassis (luchtvering) + Motorbeheer + + Elektronisch throttle-beheer + Toepassingsgebieden voor automotivenetwerken ren aan. Ook beschikt de MCU over een controller voor een van de communicatieprotocollen, zoals Lin, Can, Flexray of Ethernet. De transceiver zorgt voor het verzenden van de signalen over het netwerk. Hij functioneert als busdriver, verzorgt signaalconditionering tussen bus en MCU, zorgt voor ESD-afscherming van de ECU en regelt het herkennen en terugkoppelen naar de MCU van busfouten. Niet alle modules zullen permanent aanstaan, slaapstand of standbymodus is ook mogelijk. Essentieel voor een betrouwbaar netwerk is dat een opdracht gegarandeerd direct wordt uitgevoerd als een van de modules die verstuurt, zeker als het gaat om de veiligheid van de inzittenden. Als de ABS geactiveerd moet worden, dan moet dit ook onmiddellijk gebeuren. Oudere communicatienetwerken voor auto’s zoals Can en Lin zijn hiervoor minder geschikt en bovendien zijn ze vrij traag. In 2000 voorzag de auto-industrie de groeiende behoefte aan meer bandbreedte en deterministisch gedrag. Op basis hiervan is toen een consortium opgericht met als doel een opvolger voor de Can-specicatie vorm te geven, genaamd Flexray. NXP heeft actief bijgedragen bij deze standaardisatie. In een Flexray-netwerk krijgt elke toepassing zijn eigen tijdslot op het netwerk zodat exact bekend is wanneer het signaal kan worden verzonden en aan zal komen. Dit garandeert dat een applicatie zijn informatie altijd via het netwerk kan verzenden. Het betekent wel dat er enige vertraging optreedt in het netwerk, want de applicaties moeten op hun beurt wachten. Omdat Flexray echter tien keer sneller is dan Can, is deze vertraging echter te verwaarlozen. Door deze snelheid reduceert Flexray ook de hoeveelheid benodigde koperen kabels in de auto en bespaart daarmee gewicht.
NXP nam in 2006 de eerste Flexraytransceiver in volumeproductie, de TJA1080A. De BMW X5 (E70) is de eerste auto die Flexray-technologie toepaste, met een zestal van deze NXP-chips. Ondertussen heeft NXP een compleet transceiverportfolio. De volgende stap naar nog snellere netwerken is ook al gezet: Ethernet, met zijn bandbreedte tot 100 Mb/s. In eerste instantie zal Ethernet worden gebruikt voor cameragebaseerde veiligheidsapplicaties. Denk aan de achteruitrijcamera, zodat de bestuurder objecten en personen kan zien die zich direct achter de auto bevinden. Of aan de zogenoemde bird view-applicatie waarmee de bestuurder ‘om de hoek’ kan kijken, bijvoorbeeld bij het verlaten van een (parkeer)garage. Rob Hoeben is director marketing & business development bij de Automotive-businessunit van NXP. Redactie Pieter Edelman Criteria Can Flexray Most Ethernet Standaardisatie Iso 11898 Iso 10681 Samenwerking, geen open standaard IEEE 802.3 Datarate - bruto - netto - payload/frame - doorvoer 500 kb/s max. 55 % max. 8 bytes 50 % van netto 10, 5, 2,5 Mb/s max. 77 % max. 254 bytes 95 % van netto Topologieën Lineaire bus, passieve ster Lineaire bus, passieve of actieve ster Ring 150 Mb/s Communicatieparadigma Asynchroon Synchroon, ondersteuning voor Synchroon, ondersteuning voor asynchroon asynchroon 100, 1000 Mb/s max. 98 % max. 1500 bytes Synchronisatiemethode Gedistribueerd, fouttolerant Single master Fouttolerant mogelijk Medium access CSMA/CR TDMA TDMA CSMA/CD Quality of service (bandbreedteallocatie) Een voertuig bevat om historische redenen en kosten meerdere netwerken, zoals Lin (groen), Can (blauw) en Flexray (geel). Slecht Gegarandeerd Gegarandeerd Mogelijk Logical link control Broadcast Broadcast Broadcast IP-routing Point-to-point, geswitchte ster, boom Asynchroon Galvanische isolatie Nee Nee Optische koppeling Capacitieve of inductieve koppeling Automotive-EMC-vereisten Voldoet Voldoet Voldoet Standaard Ethernet niet, BroadR-Reach wel 3 | 39
- Page 1 and 2: Analyse Europa is vergeten te verdi
- Page 3 and 4: Opinie Nieke Roos is hoofdredacteur
- Page 5 and 6: Thema Slimme mobiliteit 32 40 Achte
- Page 7 and 8: Halfgeleiders AMD mag vreemdgaan AM
- Page 9 and 10: Dutch Space levert opnieuw Galileo-
- Page 11 and 12: Analyse terugkijken op 2012 als het
- Page 13 and 14: A CODEC CHIP THAT ACHIEVED 50% COMP
- Page 15 and 16: Nieuws Nee, hij verwacht niet dat h
- Page 17 and 18: Opinie Anton Duisterwinkel is portf
- Page 19 and 20: Opinie Albert Mietus albert@mietus.
- Page 21 and 22: Het Desyreproject gaat uit van stan
- Page 23 and 24: Opinie Anton van Rossum anton.van.r
- Page 25 and 26: doende zuurstof en voedingsstoen vo
- Page 27 and 28: Thema Slimme mobiliteit Nederland i
- Page 29 and 30: Het Deventer Verkeersinformatiesyst
- Page 31 and 32: Opinie Herm Verbeek is programmaman
- Page 33 and 34: omvat een praktijkproef waarbij twe
- Page 35 and 36: gedempt. De informatie moet er snel
- Page 37: le jaren verplicht wordt in de EU.
- Page 41 and 42: waar die systemen de afgelopen dece
- Page 43 and 44: Een tweedehands Volkswagen Lupo, ge
- Page 45 and 46: hangt. Deze accu van LG Chem bestaa
- Page 47 and 48: iets gebeuren met het treintje. ‘
- Page 49 and 50: Dankzij het batterijmanagementsyste
- Page 51 and 52: Achtergrond Elektrisch rijden Puntl
- Page 53 and 54: Foto: Valmet Achtergrond Elektrisch
- Page 55 and 56: ten per tijdseenheid, waardoor meti
- Page 57 and 58: LEGENDA S: Software E: Elektronica
- Page 59 and 60: Opinie Joost Backus beziet de hight
- Page 61 and 62: APRIL International Conference on S
- Page 63 and 64: Elektronica Nanometer CMOS ICs basi
- Page 65 and 66: DIENSTVERLENING TOPIC Embedded Syst
- Page 67: Colofon Bits&Chips is een onafhanke
NXP nam in 2006 de eerste Flexraytransceiver<br />
in volumeproductie, de<br />
TJA1080A. De BMW X5 (E70) is de<br />
eerste auto die Flexray-technologie<br />
toepaste, met een zestal van deze<br />
NXP-chips. Ondertussen heeft NXP een<br />
compleet transceiverportfolio.<br />
De volgende stap naar nog snellere netwerken<br />
is ook al gezet: Ethernet, met zijn<br />
bandbreedte tot 100 Mb/s. In eerste instantie<br />
zal Ethernet worden gebruikt <strong>voor</strong><br />
cameragebaseerde veiligheidsapplicaties.<br />
Denk aan de achteruitrijcamera, zodat de<br />
bestuurder objecten en personen kan zien<br />
die zich direct achter de auto bevinden. Of<br />
aan de zogenoemde bird view-applicatie<br />
waarmee de bestuurder ‘om de hoek’ kan<br />
kijken, bij<strong>voor</strong>beeld bij het verlaten van<br />
een (parkeer)garage.<br />
Rob Hoeben is director marketing & business<br />
development bij de Automotive-businessunit<br />
van NXP.<br />
Redactie Pieter Edelman<br />
Criteria Can Flexray Most<br />
Ethernet<br />
Standaardisatie Iso 11898 Iso 10681 Samenwerking,<br />
geen open standaard<br />
IEEE 802.3<br />
Datarate<br />
- bruto<br />
- netto<br />
- payload/frame<br />
- doorvoer<br />
500 kb/s<br />
max. 55 %<br />
max. 8 bytes<br />
50 % van netto<br />
10, 5, 2,5 Mb/s<br />
max. 77 %<br />
max. 254 bytes<br />
95 % van netto<br />
Topologieën Lineaire bus, passieve ster Lineaire bus,<br />
passieve of actieve ster<br />
Ring<br />
150 Mb/s<br />
Communicatieparadigma Asynchroon Synchroon, ondersteuning <strong>voor</strong> Synchroon, ondersteuning <strong>voor</strong><br />
asynchroon<br />
asynchroon<br />
100, 1000 Mb/s<br />
max. 98 %<br />
max. 1500 bytes<br />
Synchronisatiemethode Gedistribueerd, fouttolerant Single master<br />
Fouttolerant mogelijk<br />
Medium access CSMA/CR TDMA TDMA<br />
CSMA/CD<br />
Quality of service<br />
(bandbreedteallocatie)<br />
Een voertuig bevat om historische<br />
redenen en kosten meerdere<br />
netwerken, zoals Lin (groen), Can<br />
(blauw) en Flexray (geel).<br />
Slecht Gegarandeerd Gegarandeerd<br />
Mogelijk<br />
Logical link control Broadcast Broadcast Broadcast<br />
IP-routing<br />
Point-to-point, geswitchte ster,<br />
boom<br />
Asynchroon<br />
Galvanische isolatie Nee Nee Optische koppeling<br />
Capacitieve of inductieve<br />
koppeling<br />
Automotive-EMC-vereisten Voldoet Voldoet Voldoet<br />
Standaard Ethernet niet,<br />
BroadR-Reach wel<br />
3 | 39
Change language