Einführung in die seriellen Bussysteme im Kfz

     
Dreischichtenmodell
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Für den seriellen Datenaustausch zwischen elektronischen Steuergeräten im Kfz sind nicht alle im ISO/OSI-Modell definierten Kommunikationsfunktionen notwendig. Für die serielle Datenkommunikation im Kfz sind prinzipiell nur die beiden unteren Schichten von Bedeutung. Dabei handelt es sich um die Datensicherungsschicht (Data Link Layer) und die Bitübertragungsschicht (Physical Layer).

Die Datensicherungsschicht nimmt folgende Aufgaben wahr: Adressierung, Nachrichtenbildung (Framing), Buszugriff, Synchronisation, Fehlererkennung und Fehlerkorrektur. Wie diese Aufgaben ausgeführt werden, definiert das Schicht-2-Protokoll. Üblicherweise übernimmt die Ausführung der Schicht-2-Aufgaben ein Kommunikationscontroller (siehe Grafik Busknotenarchitektur).
 
Die Bitübertragungsschicht enthält die Beschreibung der physikalischen Busankopplung und Vereinbarungen zur physikalischen Signalübertragung. Üblicherweise realisiert man die physikalische Busankopplung mit Hilfe eines Transceivers. Die wesentlichste Aufgabe eines Transceivers besteht beim Senden darin, die vom Kommunikationscontroller empfangenen Daten in die im Schicht-1-Protokoll definierten Spannungspegel umzusetzen. Umgekehrt übersetzt der Transceiver vom Bus empfangene Spannungspegel in für den Kommunikationscontroller handhabbare Eingangssignale.

Die Reduktion des sog. „Kommunikationsstacks“ auf zwei Schichten vereinfacht die Handhabung der Kommunikation und sorgt zudem für eine schnellere Kommunikation, was der Erfüllung anspruchsvollen Zeitbedingungen entgegen kommt. Funktionen nicht berücksichtigter Schichten werden üblicherweise der obersten Schicht (Anwendungsschicht) zugeschlagen. Der elektronischen Datenkommunikation im Kfz liegt also prinzipiell ein Dreischichtenmodell zugrunde (siehe Grafik Dreischichtenmodell).

Mit der Definition einer Anwendungsschicht verlagert sich die Schnittstelle zwischen der Anwendung und der Kommunikation von der Datensicherungsschicht zur Anwendungsschicht. Quer zu den drei Schichten liegt das Netzwerkmanagement, das schichtenübergreifend organisatorische Funktionen übernimmt, wie beispielsweise die Netzwerkinitialisierung sowie das Schlafenlegen und Aufwecken des Netzwerkes.
 

Busknotenarchitektur

Busknotenarchitektur

Dreischichtenmodell

Dreischichtenmodell

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