NET 12/2021

24 www.net-im-web.de 12/21 Mit Vollgas in die Zukunft wachsenden Komplexitäten zu adaptieren. Denn mit der wachsenden Vernetzung erhöhen sich auch die Wechselwirkungen zwischen Hardware- und Softwareschich- ten, denen bisher schlichtweg zu wenig Aufmerksamkeit gewidmet wird. Hin zum Automotive Ethernet Im Laufe der vergangenen zehn Jahre setzte sich Automotive Ethernet als Kommuni- kationssystem in Fahrzeugkomponenten immer mehr durch. In der entsprechenden Testentwicklung wird bislang das bereits seit Mitte der 1980-er Jahre für Netzprotokolle standardisierte ISO/OSI-Referenzmodell als Basis herangezogen, das die einzelnen Verarbeitungsschritte in der Signalkette sieben logischen, nach oben hin abstrakter werdenden Schichten (Physical, Data Link, Network, Transport, Session, Presentation und Application) zuordnet, um sie vonei- nander isoliert ins Auge zu fassen. Das seit der Entwicklung der Internetprotokollfa- milie maßgebendeTCP/IP-Referenzmodell unterteilt das Systemmit Network, Internet, Transport und Application dagegen in ledig- lich vier aufeinander aufbauende Schichten, die ebenso jeweils abschnittsweise gedacht werden. Diese „Scheuklappen-Betrachtung“ der einzelnen Layer wird der zunehmenden Protokolldichte aber nicht mehr gerecht. Es werden zwangsläufigWechselwirkungen übersehen, vor allem zwischen der untersten physischen Ebene und den höheren, an- wendungsorientierten Softwareschichten. Diese Diskrepanz ist u.a. darauf zurückzuführen, dass sich die seit den 1970- er Jahren entwickelten Ethernet-Systeme in den Consumer- und Business-Segmenten in erster Linie im Bereich des Physical Layers von Automotive Ethernet unterschei- den. Denn während für den Einsatz in der Automobilbranche viele bereits etablierte Standardprotokolle, wie z.B. TCP/IP, UDP und die IPvx-Protokolle, einfach übernom- men oder entsprechend angepasst werden konnten, stellt die Automobilindustrie hardwareseitig deutlich höhere Anforde- rungen an die Vernetzungstechnik, die Standard-Ethernet mit seinen geschirmten Twisted-Pair-Kabeln nicht erfüllen kann. Automotive Ethernet muss einem hohen Temperaturbereich – typischerweise bis zu AEC-Q Grade 1 (-40 bis 125 °C) – sowie extremenmechanischen Belastungenwider- stehen, strenge EMV-Grenzwerte einhalten, einen möglichst geringen Stromverbrauch im Standby-Modus aufweisen und zudem kosten- sowie gewichtseffizient sein. Diese und weitere Voraussetzungen konnten in den vergangenen zehn Jahren durch eine Vielzahl vonMaßnahmenmit Anpassungen der Hardware und Software erreicht werden. Bild 1: Die Anzahl von Automotive-Ethernet-Protokollen sowie veröffentlichte Testspezifikationen nehmen zu, um den stetig steigenden Softwareanforderungen gerecht zu werden (Bild: ARRK Engineering) Bild 2: Absicherung von Wechselwirkungen verschiedener Parameter im zu testenden Systemverbund. Jeder Schritt im Ablauf des Testverfahrens muss detailgenau aufgezeichnet und verfolgt werden (Bild: ARRK Engineering)