Abteilung Rechnerstrukturen

Themengebiet CAN Bus

Diplomarbeiten:

Der CAN-Bus stellt einen Industriestandard im Bereich der Autoindustrie und der Automation dar. Um die Forderungen nach Einfachheit der Anwendungsprogrammierung, der dynamischen Erweiterbarkeit und des non-stop-Betriebs zu erfüllen, soll ein objektorientiertes, ereignisbasiertes System realisiert werden. Im angesprochenen Anwendungsbereich ist dabei äußerste Effizienz unerläßlich, sowohl was die Nutzung der Prozessor- als auch der Netzwerk-Ressourcen angeht. In mehreren Diplomarbeiten sollen die Bausteine einer Middleware entwickelt werden, die das angesprochene höhere Programmiermodell effizient unterstützen und dabei Zuverlässigkeit und Realzeitfähigkeit ermöglichen. Dabei sind folgende Themen zu vergeben:

Scheduling von Nachrichten auf einem CAN-Bus unter unterschiedlichen Realzeitanforderungen

CAN ist ein prioritätsbasiertes Netzwerk. Diese Eigenschaft kann man ausnutzen, um ein zeitgesteuertes Scheduling von Nachrichten durchzusetzen. Damit wird ein Problem des CAN-Bus gelöst, der ohne zusätzliche Mechanismen nur für die Nachricht mit der höchsten Priorität eine Übertragungsgarantie geben kann. Um die Koexistenz von Nachrichten mit unterschiedlichen Anforderungen bezüglich ihrer Dringlichkeit durchzusetzen, muß ihre Übertragung durch einen Schedulingmechanismus entsprechend eingeplant werde. Die Arbeit soll einen kalenderbasierten Mechanismus für Nachrichten mit harten Zeitanforderungen realisieren. Weniger kritische Nachrichten sollen mit einem "Best Effort" Mechanismus eingeplant werden.

Atomarer Broadcast über den CAN-Bus

Ein atomares Broadcast Protokoll hat zwei Eigenschaften:
- es liefert zuverlässig eine Nachricht an alle Knoten, die intakt sind,
- alle Knoten erhalten alle Nachrichten in derselben Reihenfolge.
Es ist einsichtig, daß sich diese Protokolle gut zur Konstruktion zuverlässiger Systeme einsetzen lassen. Allerdings ist ihre Realisierung in konventionellen Netzen mit erheblichen Kosten bzgl. der notwendigen Rechenleistung und der Bandbreite des Kommunikationsmediums verbunden. Durch optimale Ausnutzung der Eigenschaften des CAN-Bus und zusätzlichen Maßnahmen zur Behandlung komplexer Fehlersituationen kann ein echtzeitfähiges atomares Broadcastprotokoll mit sehr geringem Aufwand an Rechenleistung für den Prozessor und mit minimalem Nachrichtenaufwand realisiert werden. Die Arbeit soll dieses Protokoll implemetieren und evaluieren.