08 - FlexRay Flashcards

1
Q

Was sind Eigenschaften von FlexRay? (5)

A
  • Datenrate 2 x 10 MBit/s
  • synchronisierte global time base mit Precision zwischen 0.5µs und 10µs
  • bekannte Nachrichtenverzögerung mit garantierter Variabilität auf der Grundlage eines time-triggered Kommunikationsplans
  • skalierbare Redundanz unterstützt redundante Übertragung individueller Nachrichten
  • Flexibilität
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2
Q

Was umfasst eine FlexRay Node? (3)

A
  • Microcontroller (called Host)
  • FlexRay Controller
  • Bus Driver
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3
Q

Welche Topologien gibt es? (5)

A
  • Single Channel Bus Topology
  • Single Channel Star Topology
  • Dual Channel Bus Topology
  • Dual Channel Star Topology
  • Hybrid Topology and Cascading
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4
Q

Wie sieht der Communication Cycle aus (was umfasst er)? (4)

A
  • Static Segment: Media access nutzt TDMA for periodic messages
  • Dynamic Segment: Media access nutzt mini-slotting for sporadic messages
  • Symbol Window: reserved for symbols
  • Network idle time (NIT): keine Kommunikation zwischen Nodes, reserviert für protocolinternal Prozesse
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5
Q

Was ist das dynamische Segment?

A
  • das dynamische Segement ist in mini-slots gleicher Größe unterteilt
  • Dynamic Slot: enthält einen oder mehrere mini-slots, nummeriert in aufsteigender Reihenfolge
  • der Node sendet einen Frame, wenn die Frame-ID gleich der dynamischen Slot-ID ist

• dynamische Slots mit variabler Größe:
– nach dem Sendestart eines Rahmens wird die dynamische Slotgröße um Minislots erweitert, bis der Rahmen endet.

– wenn ein Frame nicht übertragen wird, wird der Slot-Zähler von allen Nodes nach einem Minislot erhöht.

• Slot-ID am Ende des dynamischen Segments variiert

• Frames mit hohen IDs haben eine niedrige Priorität und werden möglicherweise nicht
gesendet

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6
Q

Wie funktioniert das Cluster Startup?

A
  • Leading Cold Starter sendet Collision Avoidance Symbol (CAS) gefolgt von Nachrichten in den zugewiesenen Slots der Node
  • Following Cold Starters empfangen Nachrichten von Leading Cold Starter um Clock zu synchronisieren
  • Regular Nodes warten bis zwei Cold Starter miteinander kommunizieren
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7
Q

Wie funktionier das simultane Starten zweier Nodes?

A
  • Übertragung des CAS von zwei Nodes (mit einer Zeitdifferenz von ein paar Bits)
  • beide Nodes werden Leading Coldstarter
  • Node mit früherem Slot im statischen Segement gewinnt, die andere Node zieht sich zurück und wird Following Coldstarter
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8
Q

Welche Faults können beim Startup beim Receiver auftreten?

A
  • fehlerhafte Regular Nodes ohne Effekt auf das Cluster (kein Effekt auf Startup)
  • fehlerhafter Following Coldstarter stoppt Startup nach konfigurierter Anzahl nicht erfolgreicher Cycle

• fehlerhafter Leader Coldstarter:
– defekte Node zieht sich nach drei Startversuchen zurück

– ein weiterer nachfolgender Coldstarter kann sich auf den defekten Coldstarter synchronisieren und stoppt den Startvorgang nach dem Rückzug der defekten Node

– zwei Coldstarter können sich auf den defekten Coldstarter synchronisieren und der Startvorgang wird erfolgreich abgeschlossen

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9
Q

Welche Faults können beim Startup beim Sender auftreten?

A

• fehlerhafte Regular Node oder Following Coldstarter:
– synchronisiert sich mit Colstarter

– fehlerhafte Übertragung während eines Zeitfensters im statischen Segment ohne Auswirkungen auf andere Nodes

– ein inkonsistenter Ausfall im dynamischen Segment kann sich auf den Slot Counter auswirken, wodurch das dynamische Segment im Zyklus verloren geht

• fehlerhafter Leader Coldstarter:
– ein falscher Sender kann die Übertragung anderer Coldstarter beeinträchtigen

– ein dritter Coldstarter kann nach Zurücknahme des falschen Senders erforderlich sein

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10
Q

Was ist ein Action Point?

A
  • Der Action point bezeichnet den Beginn der Übertragung innerhalb eines statischen Slots
  • begrenzte Genauigkeit der globalen Zeit trotz Uhrensynchronisation
  • der Parameter gdActionPointOffset bezeichnet den zeitlichen Abstand des action points vom Slot-Start
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11
Q

Welche Einschränkungen gibt es beim Static Slot? (3)

A
  • der Abstand des Action Points vom slot start muss größer sein als die Precision
  • static slot muss um propagation delay vergößert werden
  • static slot muss um idle detection time (11 Bits) vergrößert werden
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12
Q

Was ist beim Dynamic Slot und Action Point zu beachten?

A
  • Dynamic Slot besteht aus einer variablen Anzahl von Minislots (je nach Rahmengröße)
  • jeder Minislot besteht aus einer festen Anzahl Macroticks
  • Action Point: potenzielle Startzeit für eine Frame Übertragung, potenzielle Endzeit für eine Frame Übertragung
  • Frames enden auch an einem Action Point
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13
Q

Was bestimmt die Mindestzeit vom Beginn des Minislots bis zum Action Point? (2)

A
  • Precision of global time

* Propagation Delay

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14
Q

Was bestimmt die Zeit vom Action Point bis zum Ende des Minislots? (3)

A
  • Precision global time
  • Propagation Delay
  • Reduction of TSS by star couplers
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15
Q

Wie funktioniert External Clock Synchronization bei FlexRay?

A
  • Cluster synchronisiert zu einem anderen Cluster (time master)
  • Messung des Zeitversatzes mit zeitgesteuerten Messages
  • die Ratenkorrektur reduziert die Abweichung der Zykluslänge
  • die Offsetkorrektur verringert die Abweichung der Zyklusstartzeit
  • Gateway-Node sendet Nachrichten an andere Nodes im Cluster.
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16
Q

Was ist ein Wakeup?

A

Sleep Mode mit eingeschränkter Fähigkeit, auf Ereignisse zu reagieren.

17
Q

Welche Techniken gibt es für Wakeup? (3)

A
  • Zentralisierte Steuerung der Stromversorgung (verhindert alle Knotenfunktionen)
  • separate Leitung
  • Wakeup über Kommunikationskanal
18
Q

Weches Wakeup Muster verwendet FlexRay?

A

Mindestens zwei aufeinanderfolgende Wakeup Signale.

19
Q

Was ist ein Star Coupler?

A
  • Ist eine Verbindung zu einer Node oder einem anderen Star Coupler
  • ist für Umlenkung und Verstärkung von Signalen zuständig
20
Q

Welche Zustände hat ein Star Coupler? (3)

A
  • Branch idle
  • Branch active
  • Branch failt silent
21
Q

Warum wird ein Bus Guardian benötigt?

A
  • die zeitgesteuerte Planung legt Kommunikationssequenzen ohne Kollisionen fest.
  • eine fehlerhafte Kommunikationssteuerung (z. B. ohne korrekte Clock Synchronisation) kann zu Kollisionen führen
  • ein fehlerhafter Knoten kann die Kommunikation des restlichen Clusters beeinträchtigen
22
Q

Was macht ein Bus Guardian?

A
  • erlaubt oder verweigert die Übertragung von Nachrichten durch den Kommunikationscontroller
  • hat keine Möglichkeit, selbst Daten zu senden
23
Q

Was ist ein Local Guardian?

A
  • eigener Guardian für jede Node

* benötigt Kommunikationsplan der Node

24
Q

Was ist ein Central Guardian?

A
  • benötigt Kommunikationsplan für alle Nodes
  • ermöglicht eine Signal Verzweigung zu einem bestimmten Zeitpunkt
  • nimmt an Synchronisierung der Clock teil
  • Regeneration von Bits zum Schutz vor asymmetrischen Failures