MOST Historie

Der „Media Oriented System Transport“-Bus (MOST) ist ein serielles Bussystem zur Übertragung von Multimediadaten. Über Lichtwellenleiter oder elektrische Leiter werden Audio-, Video-, Sprach- und Datensignale übertragen. In Kraftfahrzeugen kommt der MOST-Bus bei Multimediaanwendungen zum Einsatz und wird heutzutage von fast allen Automobilherstellern genutzt. Von einem physikalischen Standpunkt her, handelt es sich bei dem Netzwerk immer um eine Ringtopologie, wobei in der Praxis auch andere Strukturen möglich sind. Zu den Topologien, der Entwicklung, sowie den verschiedenen Ausführungen des MOST-Netzwerks, gibt der folgende Beitrag einen weitreichenden Überblick.

Entwicklung der MOST-Spezifikation

Wie auch das FlexRay-System, wurde die Entwicklung der MOST-Spezifikation durch ein Konsortium aus verschiedenen Fahrzeugherstellern und Zulieferern vorangetrieben. Das vorgeschriebene Ziel bei der Entwicklung bestand in der Schaffung eines geeigneten Bussystems, mit dem Multimediadaten in Fahrzeugen übertragen werden können.

In der derzeitigen Version greift die MOST-Spezifikation auf alle sieben Schichten des ISO/OSI-Modells zu. Die Implementierung des Protokolls wird durch einheitliche Schnittstellen deutlich vereinfacht. Für den Anwender stellt MOST überwiegend eine Schnittstelle (API) dar, durch die bestimmte Gerätfunktionen genutzt werden können.

Aufbau und Eigenschaften des MOST-Systems

Die funktionale Struktur des MOST-Protokolls beschreibt das Zusammenwirken innerhalb eines Knotens (MOST-Device). Unter dem MOST-Knoten wird eine Einheit verstanden, die jedoch mehrere Anwendungen beinhalten kann. Diese Einheit kommuniziert mit anderen Teilnehmern im MOST-Netzwerk. Die Funktionalitäten einer Anwendung könnten beispielsweise ein Audio-Verstärker und ein Radio-Empfangsteil sein.

Innerhalb eines MOST-Knotens werden Funktionalitäten bereitgestellt, die von der gesamten Einheit genutzt werden können. Die Zusammenfassung dieser Funktionen geschieht in dem Function Block NetBlock, welcher mit dem MOST Network Interface Controller kommuniziert. Der Controller stellt die Anbindung an das physische Medium, unter Nutzung einer gemeinsamen Schicht, sicher. Die gemeinsame Schicht wird als Network Service bezeichnet.

Die einzelnen Bestandteile der funktionalen Struktur eines MOST-Knotens, die zur Funktionalität der Kommunikation erforderlich sind, werden noch einmal übersichtlich dargestellt:

  • Network Interface Controller: Der Controller sorgt für die Ankopplung des Knotens an das physische Medium
  • Network Services: Die gemeinsame Schicht, die von den darauf aufbauenden Funktionen und Anwendungen genutzt wird.
  • Function Block: Dieser Block fasst die Funktionalitäten einer Einheit zusammen.
  • Function Block NetBlock: Ein Knoten kann mehrere Anwendungen enthalten, die von der gesamten Einheit genutzt werden.

Anwendbare Topologien im MOST-System

Das MOST-System kann aus maximal 64 Knoten bestehen, wobei einer der Knoten als Timing-Master konfiguriert wird und für die Herstellung der gemeinsamen Zeitbasis des Systems verantwortlich ist. Dadurch wird ein synchron ablaufender Betrieb mit allen Teilnehmern gewährleistet. Typischerweise wird das MOST-System in einer Ring-Topologie mit einem optischen Übertragungsmedium eingesetzt. Als Alternative dazu sind jedoch auch Punkt-zu-Punkt- und Stern-Topologien zulässig. Bei sicherheitskritischen Anwendungen kommen teilweise auch Doppelringe zum Einsatz. Durch die Plug-and-Play-Funktionalität ist ein Hinzufügen und Entfernen von weiteren Geräten, und damit auch eine Umstrukturierung des MOST-Netzwerks, meist problemlos.

Verschiedene MOST-Netzwerke

Es können zum heutigen Zeitpunkt vier verschiedene MOST-Netzwerke realisiert werden. Dabei werden die Datensignale bei den Netzwerken für gewöhnlich über Lichtwellenleiter übertragen. Lediglich das Netzwerk MOST50 kann auch auf einen elektrischen Leiter zurückgreifen. Wie bereits angedeutet, übernimmt bei allen Netzwerken ein Gerät die Funktion des Timing-Masters. Dieser speist kontinuierlich Frames in das System und sorgt damit für eine ständige Synchronisierung mit den Timing-Slaves.

Das Netzwerk MOST25 dient zur Übertragung von Streaming- und Paket-Daten. Dabei bedienen sich das Streaming-Daten einer synchronen und die Paket-Daten einer asynchronen Datenübertragung. Beiden wird eine Bandbreite von 23 MBaud zur Verfügung gestellt, die in 60 physikalische Kanäle gegliedert ist. MOST stellt zahlreiche Dienste und Mechanismen zur Allokation und Deallokation der Kanäle zur Verfügung, mit denen diese auf einfache Art und Weise verteilt werden können.

Das Netzwerk unterstützt bis zu 15 Stereo-Audio-Kanäle in CD-Qualität oder bis zu 15 Audio-Video-Kanäle in MPEG-1-Qualität. Ein weiterer Kanal besteht für die Übertragung von Kontrollbotschaften, mit deren Hilfe die synchrone und asynchrone Datenübertragung konfiguriert werden kann. Für den Kanal, über den auch andere Nutzdaten gesendet werden können, steht eine Systemfrequenz von 44,1 kHz und eine Bandbreite von 705,6 kBit/s zur Verfügung. Damit können in jeder Sekunde 2670 Botschaften mit Kontrollnachrichten übertragen werden.

Das MOST50-Netzwerk, welches als einziges auch Daten über elektrische Leiter überträgt, hat eine Bandbreite von 1024 bits/Frame. Genauso wie im MOST25-Netzwerk gibt es auch hier drei Kanäle. Zusätzlich enthält das MOST50 jedoch ein Intelligent Network Interface Controller (INIC) für elektrische Übertragungen über Unshield Twisted Pair (UTP).

Das MOST150-Netzwerk vergrößert die Frames auf 3072 Bits und erweitert die bekannten Kanäle um einen Ethernet-Kanal mit frei einstellbarer Bandbreite. Außerdem wurde mit dem MOST150 die isochrone Übertragung über den synchronen Kanal eingeführt. Damit wird erstmals auch die Übertragung von synchronen Daten ermöglicht, die eine andere Frequenz benötigen als vom MOST-Netzwerk vorgegeben ist. Erstmals stellt das MOST150-Netzwerk eine physikalische Schicht für die Datenübertragung mit Ethernet bereit.