Untersuchung des Einflusses von Parametervariationen auf die Storfestigkeit differentieller Kfz-Bussysteme

摘要

Differentielle Kfz-Datenbusse wie CAN oder FlexRay zeichnen sich durch eine hohe Festigkeit gegen elektromagnetische Storungen aus. Um negative Einflusse auf die Storsicherheit durch ungunstige Netzwerkkonstellationen oder Terminierungen zu identifizieren, konnen in einer Rechnersimulation vorab viele relevante Parameter eines Bussystems analysiert werden. Fur die Storfestigkeitssimulation sind auf Systemebene geeignete Impedanz- und Verhaltensmodelle aller beteiligten Komponenten erforderlich. In [1] wurde ein Verfahren vorgestellt, mit dem sich das Verhalten der ICs im kritischen Ausfallpunkt messtechnisch bestimmen und in Form frequenzabhangiger Impedanz- und Ausfallspannungen in die Modelle implementieren lasst. Mit VHDL-AMS konnen simulationsbasierte BCI-Storfestigkeitsuntersuchungen an CANund FlexRay-Bussystemen im Frequenzbereich bis 100 MHz durchgefuhrt werden. Die Methodik von BCI-Simulationen wurde bereits in [2] an einem ausgedehnten FlexRay- Netzwerk vorgestellt und die Anwendbarkeit des Verfahrens mit Modellen des gesamten Systemaufbaus nachgewiesen. Weiterfuhrende Analysen in unterschiedlichen Netzwerkkonfigurationen wurden damit jedoch noch nicht durchgefuhrt. Daher werden in der vorliegenden Arbeit simulationsbasierte Untersuchungen an CANund FlexRay-Bussystemen mit der BCI-Methode angestellt. Die Busterminierungsparameter, die Leitungslangen und die Speiseposition der BCI-Koppelzange werden variiert und die problematischen Konfigurationen herausgearbeitet. Die vorgestellten Simulationsmodelle von Kfz-Bussystemen konnen auch in anderen Anwendungsbereichen eingesetzt werden. Beispielsweise wird in [3] auf der Basis eines einfachen Leitungsmodells die Einkopplung einer ebenen Welle in eine einzelne Leitung analytisch beschrieben, die sich 5 cm uber einer Metallplatte befindet. Sind die Impedanzen an den Leitungsabschlussen bekannt, kann beispielsweise das Erreichen der Storschwelle eines Bustransceivers in Abhangigkeit von der Feldstarke in der Umgebung der Leitung berechnet werden. Die Anwendung des Verfahrens auf ein FlexRay- Bussystem wird in Kapitel 3 naher beschrieben.