ByteFlight

Eine Anwendung unter Erfolgsdruck!

Die Bayrische Motoren Werke Aktiengesellschaft ist gemeinhin eher unter der Bezeichnung BMW bekannt. Aufgrund des stetigen Fortschritts und der steigenden Anforderungen an Technik, ist es auch in der Automobilbranche immer wichtiger geworden, eine industrielle Kommunikation aufzubauen und hochleistungsstarke Informationstechnik zu verwenden. Denn im Wettbewerb um die Spitze der Produzenten ist es von Bedarf immer schneller, immer größere Serien anfertigen zu können. Hierfür muss allerdings eine Automatisierung der Maschinen und Anlagen erreicht werden, damit diese ihre Vorgänge ohne vorherige Bearbeitung replizieren können und es zu einem fließenden und ungehemmten Arbeitsprozess kommt. Somit ergibt sich bei der Aufgabe, eine geeignete Möglichkeit zu finden, dieses Ziel zu erreichen, neben dem Aspekt der gewonnenen Zeit auch der Aspekt der Kostenminimierung und Umsatzsteigerung. Allerdings ist auch die Sicherheit ein Kriterium, welches im Fokus der Entwicklung steht. Denn die entworfenen Fahrzeuge sollen immer höhere Geschwindigkeiten erreichen können, ohne dabei an Sicherheit einzubüßen. Damit es zu solch einer Kombination kommen kann, müssen die verbauten Geräte die Möglichkeit haben untereinander zu kommunizieren, um Probleme aufzudecken und Abläufe nach einem festgelegten Muster zu absolvieren. BMW hat hierfür eigens eine Anwendung entwickelt, die unter dem Namen „ByteFlight“ definiert wird. Entstanden ist dieses Bussystem aus einer Zusammenarbeit mit den Unternehmen Motorola, Elmos und Infineon
Das Hauptaugenmerk dieser Anwendung liegt exakt auf dem Aspekt der Sicherheit.

Der Sinn von ByteFlight

An das von BMW ins Leben gerufene Projekt werden zahlreiche Erwartungen geknüpft. Denn durch die steigenden Anforderungen und die immer höhere Anzahl an Sensoren und Aktoren, bedarf es wesentlich mehr elektronisch betriebener Systeme. Die bisher verwendeten mechanischen Komponenten geraten hierbei in den Hintergrund, denn diese können nicht in Verbindung mit einem zentralen Steuerrechner betrieben werden. An dieser Stelle ist eine Vernetzung der unterschiedlichen elektronischen Bauteile über einen hochleistungsfähigen Datenbus wie ByteFlight notwendig. Die Funktionen der Anwendung beziehen sich hierbei auf

  • die Reduzierung des Aufwands der Verkabelung und auf
  • die Mehrfachnutzung der gesammelten Sensordaten

ByteFlight – die Funktionsweise

Die Anwendung arbeitet auf Grundlage eines Übertragungsprotokolls, welches sich an Nachrichten orientiert. Diese Telegramme bestehen aus einer Startfrequenz, die eine Datenmenge von 6 Bit enthält, einem Byte zur Identifizierung und als Länge, maximal zwölf Datenbytes und zwei CRC-Bytes. So kommt es innerhalb des Systems dazu, dass alle Stationen innerhalb der Buseinheit über die Gesamtheit der vorhandenen Nachrichten verfügen können. Zweck ist es ein Echtzeitverhalten aufzudecken, welches sich vorhersehen lässt, sodass bereits im Voraus notwendige Handlungen initialisiert werden können, um den Grad der Sicherheit auf einem hohen Level zu halten Hierzu macht sich ByteFlight das deterministische Zugangsverfahren TDMA zunutze, welches dafür steht, dass eingehende und ausgehende Signale immer gleich sind und somit auch die Zwischenergebnisse denselben Wert aufweisen. Hierdurch wird der Vorgang reproduzierbar und letztlich vorhersehbar. Dazu wird einfach jede der gekoppelten Busstationen innerhalb eines strikt festgelegten Zeitintervalls mit einer definierten Zeitspanne, dem sogenannten „Timeslot“, versehen.

ByteFlight – die Besonderheit

Um die Daten innerhalb des Fahrzeugs und zwischen dessen Geräte zu übertragen, wurden optischen Polymerfasern eingebaut. Dies sind Lichtleiter aus Kunststoff, die der Datenübermittlung dienen. Dank dieses Aufbaus kann bei der Anwendung eine Datenrate von 10 Mbit/s erreicht werden. Doch die eigentliche Besonderheit von ByteFlight liegt in dessen Topologie eines Sternes, wodurch dieses Netzwerk die Charakteristik als „intelligenter Sternkoppler“ erhält. Bei dieser Topologie fügen sich an einen zentral gelegenen Teilnehmer beliebig viele andere Teilnehmer an, wodurch eine sternförmige Anordnung entsteht. Praktisch hierbei ist zum einen, dass das zentrale Gerät nicht zwangsläufig über eine höher geordnete Steuerungsintelligenz verfügen muss und der Ausfall eines beliebigen Teilnehmers nicht den Zusammenbruch des gesamten Netzwerks zur Folge hat. Zudem lässt sich das System auch problemlos um so viele Teilnehmer erweitern, wie benötigt werden.

Die Zukunft von ByteFlight

Bis vor rund fünf Jahren fand man ByteFlight in den Modellen der 7er-, 6er und 5er-Reihen der Automarke BMW. Das System war hier dafür verantwortlich, zeitnahe Daten bezüglich des Airbag-Systems und der Elektronik der Karosserie zu übermitteln. Auch Informationen rund um das Chassis wurden mittels der Anwendung gesendet. Allerdings kam es durch die Generalüberholung der 5er BMWs und 6er BMWs auch zur Entfernung von ByteFlight. Der Nachfolger wird durch einen zeitgesteuerten CAN gestellt. In den 7er Modellen wird die Anwendung auch in naher Zukunft ersetzt werden, da hier das Bussystem FlexRay zum Tragen kommen soll. Der Nutzen von ByteFlight steht allerdings außer Frage. Denn dank der Qualität und der Leistungsstärke des Datenbussystems wird ein grundlegender Einsatz in all jenen Echtzeitanwendungen ermöglicht, bei denen extrem kurze Latenzzeiten, ein sehr hoher Datendurchsatz und eine starker Störbeeinträchtigung und die Sicherheit des Fahrers im Umgang mit dem Fahrzeug gefährden und die schnelle und einfache Kommunikation zwischen den Geräten erschweren.