Ethernet macht Infotainment im Auto flexibel

Das elektronische Bordnetz im Auto wird durch die wachsende Funktionsvielfalt immer komplexer.Um die verstrickte Bordnetz-Architektur und damit die Datenübertragung im Auto zu vereinfachen, untersucht die Fraunhofer ESK gemeinsam mit der Continental Automotive GmbH und der M-Sys GmbH den Einsatz von Ethernet für Infotainment-Anwendungen im Fahrzeug.

Das Infotainmentsystem im Auto bietet heute mehr als nur ein Radioprogramm. Angefangen von Navigationsgeräten über Radios mit MP3-Player-Eingang bis hin zu mobilen Internetan-schlüssen ist vieles drin. Im Infotainment-Bereich kommt über-wiegend der MOST-Bus (Media Oriented Systems Transport) als Netzwerk für Automobilanwendungen zum Einsatz.

Alternativ bzw. ergänzend zur MOST-Technologie haben die Wissenschaftler der Fraunhofer ESK gemeinsam mit ihren Projektpartnern ein Konzept zur Verwendung von Ethernet/IP erarbeitet. Der Vorteil: Ethernet hat sich bereits in der industriellen IT, z.B. in der Vernetzung von Maschinen, als zuverlässiges und sicheres Netzwerk bewährt. Zusätzlich lassen sich durch die offenen Standards von Ethernet/IP und der Vielzahl an verfügbaren Protokollen mobile Geräte, wie Handy und Mp3-Player leichter in das Auto integrieren. Auch die Entwicklung von neuen Anwendungen geht deutlich schneller.

Multimedia über Ethernet
Um ohne störende Verzögerung Musik über die Audioanlage im Auto abspielen zu können, müssen die Daten innerhalb eines vorgegebenen Zeitrahmens, also in Echtzeit, übertragen werden. Die Wissenschaftler haben zwei Migrationsszenarien für den Austausch von Kontrollnachrichten zur Steuerung einer Audioübertragung in einem Prototypen getestet: Zum einen das Interworking zwischen Universal Plug and Play- (UPnP/Ethernet) und MOST-Kontrollnachrichten, zum anderen die Übertragung derer über einen MOST over IP-Tunnel zur Einbindung von Audiogeräten im Ethernet.

Zusätzlich zur Steuerung wurde dabei die Synchronisation der Netzwerkkomponenten und die Vorhersagbarkeit der Übertragungszeiten von Streamingdaten betrachtet. Hierzu wurde Standard-Ethernet/IP, unter Verwendung von Echtzeitprotokollen wie dem Real-Time Transport Protocol (RTP) und dem Precision Time Protocol (PTP), mit Ethernet Audio Video Bridging (AVB) verglichen. Der Vergleich deckt auf, dass Ethernet AVB großes Potential bietet, aber, im Gegensatz zu Standard-Ethernet/IP, gegenwärtig noch einige Lücken in der Serienverfügbarkeit einzelner Netzwerkkomponenten hat.

Das Ergebnis des Projekts zeigt, dass beide getesteten Ethernet-Varianten für Infotainment-Anwendungen im Auto geeignet sind. Allerdings befindet sich Ethernet AVB noch in der Standardisierung, was den Einsatz verzögert. Um in Zukunft die komplexe Bordnetz-Architektur zu vereinfachen, ist der flexible Einsatz verschiedener Netzwerke wie MOST, FlexRay und Ethernet auf Basis einer gemeinsamen Kommunikationsebene notwendig. In ersten Fahrzeugen wird Ethernet bereits eingesetzt. Der aktuelle Trend deutet darauf hin, dass Ethernet für die Autoindustrie immer relevanter wird. Dabei ist auf längere Sicht auch der Einsatz für sicherheitskritische Funktionen, z.B. die Übertragung von Sensordaten für Fahrerassistenzsysteme, vorstellbar.

Das Projekt wird durch das Bayerische Staatsministerium für Wirtschaft, Infrastruktur, Verkehr und Technologie gefördert.

Die Fraunhofer-Einrichtung für Systeme der Kommunikationstechnik ESK

Die Fraunhofer ESK betreibt angewandte Forschung und gliedert sich in die Geschäftsfelder Enterprise & Carrier Communications, Automotive und Industrial Communications. Ihren Kunden – Unternehmen der Telekommunikationsbranche, Anwendern von Kommunikationslösungen und Automobilherstellern und Zulieferern – bietet sie F&E-Dienstleistungen basierend auf den Kompetenzfeldern Adaptive Communication Systems und Software Methodology.