NET 12/2021

25 www.net-im-web.de 12/21 Mit Vollgas in die Zukunft Mehrdimensionales Testing Speziell für den Einsatz in der Automo- bilbranche wurden das serviceorientierte Ethernet-Protokoll SOME/IP zur Inter- prozesskommunikation für Client-Ser- ver-Anwendungen eingeführt, ebenso wie das DoIP-Protokoll (Diagnostics over IP), das zu Diagnosezwecken eingesetzt wird. Beide operieren auf den obersten drei Layern. Ebenfalls im Bereich der höheren Schichten ist AVB/TSN besonders rele- vant für Automotive Ethernet, da es eine latenzarme Übertragung von Audio- und Videodaten ermöglicht. Durch Erweite- rung des TSN-Standards (Time-Sensitive Networking) kamen Protokolle für geringe Latenz (802.1Qbv, 802.1Qbu, 802.1Qch), hohe Zuverlässigkeit (802.1Qca, 802.1Qci, 802.1CB) sowie zur Konfiguration und Synchronisierung von Netzen (802.1AS, 802.1Qcc) im Fahrzeug hinzu. Zusätz- lich gewährleistet IPsec Zugriffskontrolle, Datenintegrität, Authentifizierung und Vertraulichkeit. Jedes dieser Protokolle ist für sich bereits sehr komplex, weshalb der Fokus in den bisherigenTestverfahren – wie sie beispielsweise vomTC8 der OPEN Al- liance definiert werden – auf der jeweiligen Überprüfung und dem Verständnis im Detail liegt. Da alle Datenpakete letztend- lich über die physische Ebene transportiert werden, lässt diese Vorgehensweise das eng verflochtene Zusammenspiel der Protokolle auf Hard- und Softwareebene jedoch völlig außer Acht. Damit diese bestehenden und mit der stei- genden Komplexität immer größer werden- den Lücken imTesting von Fahrzeugnetzen eingedämmt werden können, hat ARRK Engineering eineTestmethodik entwickelt, die das gesamte System aus einem umfäng- lichen Blickwinkel heraus erfasst. Den ersten Schritt dieses Lösungsansatzes stellt die Einführung einerWechselwirkungsanalyse dar; gleichermaßen in bereits bestehenden sowie neuen Tests. So sollen Steuergeräte nicht nur isoliert, wie es bei den Lieferanten oder Herstellern üblich ist, sondern auch auf ihre Funktionalität im Systemverbund hin getestet werden. Dabei geht man grund- sätzlich davon aus, dass es Protokolle gibt, die in Interaktion miteinander zu Fehlver- halten führen können. Zweitens wird das System gezielt ausgelastet, so dass die Wahrscheinlichkeit des Auftretens ungewollterWechselwirkun- gen zwischen den Steuergeräten und den Protokollen steigt. Dabei ist es essenziell, mehrere Parameter – wie etwa die Summe der ausgeführten Funktionen, die Span- nung, die Anzahl der Protokolle oder das Timing – zeitgleich anzuwenden bzw. zu verändern sowie jeden Schritt imAblauf des Testverfahrens detailgenau aufzuzeichnen und zu verfolgen (Bild 2). Denn nur so können einerseits angemessene Kriterien festgelegt werden, nach denen ein Test als „Failed“ oder „Passed“ bewertet wird. Andererseits wird auf diese Weise sicher- gestellt, dass ein bestimmtes Fehlverhalten, wie z.B. der Ausfall eines Anzeigesystems, innerhalb des Systemkomplexes auch auf einen konkreten Auslöser zurückgeführt werden kann. Vernetzungssystem der Zukunft Während heutzutage in den meisten Fällen noch eine Systemarchitektur mit Domänen und einem zentralen Gateway verwendet wird und innerhalb des Automotive Ether- net lediglich als Teilsystem implementiert werden kann, rückt imZuge der Hochinte- gration bereits die sog. zonenbasierte Archi- tektur (Bild 3) in greifbare Nähe. Durch dieses flexible und skalierbare Konzept kann die Vernetzung im Kern über Ethernet- Switche erfolgen, die die gesamten Signale weiterleiten. Automotive Ethernet ist für die zonenbasierte Architektur eine adäquate Vernetzungstechnik. Prinzipiell besteht die Möglichkeit, imRahmen der immer stärker automatisierten Fahrsysteme früher oder später Automotive Ethernet als Systembus zu etablieren. In diesem Zusammenhang geht ARRKEngineering davon aus, dass die Veröffentlichungsrate neuer Protokolle für Automotive Ethernet weiterhin ansteigen wird. Deshalb ist es besonders wichtig, die entsprechende Testbarkeit parallel zur Protokollentwicklung zu berücksichtigen und beides – Protokoll und Testspezifika- tionen – zeitgleich herauszubringen. Um diesem ständigenWeiterentwicklungsbedarf zu begegnen, achten die Ingenieure von ARRK Engineering bei ihrer umfassenden Testmethodik ausdrücklich auf deren Zu- kunftsfähigkeit, so dass die Strategien und Konzepte leicht auf die Berücksichtigung neuer Protokolle angepasst und erweitert werden können. www.arrkeurope.com Bild 3: Zonenbasierte Architektur mit zentralen Rechensystemen unter Verwendung von Automotive Ethernet. Durch dieses flexible Konzept kann die Vernetzung über Ethernet-Switche erfolgen (Quelle: shutterstock.com/ZinetroN, Bearbeitung: ARRK Engineering)