PREEvision – Ethernet und service-orientierte Architekturen (SOA)
Ethernet hat sich als Netzwerktechnologie in der Automobilbranche etabliert.
Mit PREEvision entwerfen Sie AUTOSAR-konforme Ethernet-Netzwerke und -Cluster und definieren die dazugehörige Kommunikation durch SOME/IP oder klassischen Bussystemen (CAN, LIN, FlexRay). Die modellbasierte Entwicklungsumgebung ermöglicht außerdem das Design serviceorientierter Architekturen (SOA) für eingebettete Softwaresysteme.
Vorteile
- Dedizierte Benutzerführung für das Design von Ethernet-Netzwerken
- Konsistenzprüfungen unterstützen ein AUTOSAR-konformes Design
- SOA-Diagramme für das Design service-orientierter Architekturen
- Modellierung von Services und Service Interfaces
- Diagramm zur Modellierung der Switch-Konfiguration
- Signalrouter berücksichtigt Switch-Konfiguration und synthetisiert Kommunikationsartefakte
- AUTOSAR Import und Export von Ethernet-Systemen
Der Use Case
Aufgrund des wachsenden Bedarfs an Vernetzung und Konnektivität in Fahrzeugen hat sich Ethernet als Netzwerk-Technologie in der Automobilbranche etabliert.
Automotive Ethernet ermöglicht sowohl die Implementierung der benötigten Bandbreite für die Anwendungen und deren Kommunikation innerhalb des Fahrzeugs, als auch zwischen dem Fahrzeug und seiner Umwelt oder dem Internet.
Anfangs vor allem für die Diagnose, die Kommunikation zu elektrischen Ladestationen und für Kamera-basierte Assistenzsysteme verwendet, weiten sich die Einsatzgebiete von Ethernet-Netzwerken im Fahrzeug weiter aus.
PREEvision unterstützt das Design von Ethernet-Netzwerken von Grund auf. Spezielle Diagramme, Editoren, Automatisierungen und Synthesefunktion helfen dabei, schnell ein AUTOSAR-konformes Ethernet-Design samt dem Kommunikationsdesgin zu entwickeln.
Funktionen / Features
Ethernet-Explorer
Mit dem Ethernet-Explorer bietet PREEvision eine dedizierte Benutzerschnittstelle mit speziellen Editoren und Funktionen für das Ethernet-Design.
Von der Definition abstrakter Services über Service Interfaces bis zu Socket-Adressen und Signalen (bei AUTOSAR Classic) führt der Explorer durch den gesamten Entwicklungsprozess.
Neben dedizierten Tabellen bietet er Funktionen und Automatisierungen, die einen großen Teil der Artefakte generieren, die für ein komplettes Ethernet-Netzwerk nötig sind.
SOA-Diagramm
Obwohl sich service-orientierte Architekturen (SOA) in der IT-Industrie schon viele Jahre bewährt haben, hält service-orientiertes Design in der Automobilindustrie gerade erst Einzug.
Zum abstrakten Definieren von Anwendungsfällen und daraus abgeleiteten Diensten, Rollen und Service-Interfaces bietet PREEvision das SOA-Diagramm: Die UML-basierte grafische Notation drückt Abhängigkeiten und Beziehungen innerhalb einer service-orientierten Architektur aus.
Um die Abhängigkeiten zwischen Services zu visualisieren, können Anbieter und Nutzer von Diensten definiert werden, die über SOA-Ports Informationen austauschen.
Service-Implementierung
Der große Unterschied zwischen Ethernet-Netzwerken und den traditionell verwendeten Bustechnologien in der Automobilbranche ist das Konzept eines service-orientierten statt eines funktionsgetriebenen Ansatzes.
PREEvision unterstützt die Definition von Services samt Service-Rollen und Service-Interfaces. Services können im SOA-Diagramm grafisch modelliert werden. Grundsätzlich ist das SOA-Design in PREEvision technologieunabhängig.
PREEvision unterstützt aber ein Technologie-Mapping zu AUTOSAR Classic. Service-Interfaces werden dabei als Softwarekomponenten implementiert.
Service-Verteilung
PREEvision unterstützt die Entwicklung einer Hardware-Topologie, also eines Netzwerks aus Sensoren, Aktuatoren oder ECUs samt ihrer Stromversorgung.
Gemischte Topologien mit anderen Bustechnologien zusätzlich zu Ethernet, wie etwa CAN, LIN oder FlexRay, die über Gateways miteinander verbunden sind, sind in PREEvision ebenfalls möglich.
Vorhandene Topologien können per Import ins Modell integriert werden. Die Softwarekomponenten, die die Service-Interfaces implementieren, können wahlweise auf Hardwarekomponenten wie ECUs oder detaillierte Socket-Adressen verteilt werden.
Switch-Konfiguration
Bei Ethernet sind alle Verbindungen Punkt-zu-Punkt-Verbindungen, die über Switches verbunden werden. Das physische Netzwerk eines Ethernet-Clusters kann in verschiedene virtuelle Netzwerke aufgeteilt werden.
Die Aufteilung in sogenannte VLANs kann aus Sicherheitsgründen oder zur Definition verschiedener "Quality of Service"-Levels genutzt werden. PREEvision unterstützt eine manuelle Switch-Konfiguration.
Die Quality-of-Service-Mechanismen können in einem speziellen Switch-Konfigurations-Diagramm definiert werden. Der Signalrouter kann aber auch eine initiale Switch-Konfiguration selbständig vornehmen, die sich später ändern und anpassen lässt.
Signal-Router und Kommunikationsdesign
PREEvisions Signal-Router, ursprünglich für das Routing von CAN-Signalen oder Kabelwegen entwickelt, kommt auch beim Ethernet-Design zum Einsatz. Der Signal-Router findet nicht nur Kommunikationspfade, er kann bei Bedarf auch eine valide Switch-Konfiguration erstellen. Außerdem generiert der Signal-Router selbständig viele der Kommunikationsartefakte, die für ein konsistentes Design nötig sind.
Ein wesentlicher Arbeitsschritt beim Ethernet-Kommunikationsdesign ist die Definition von Sockets hinsichtlich ihrer IP-Adresse, dem Transport-Protokoll und Port. Während für AUTOSAR Adaptive die Beschreibung der Socket Adressen genügt, muss bei AUTOSAR Classic noch die Signalebene spezifiziert werden. Der Signal-Router und weitere Synthesefunktionen übernehmen einen großen Teil der fehleranfälligen Erstellung von Kommunikations-Artefakten.
AUTOSAR Import und Export
PREEvision unterstützt ein Technologie-Mapping zu AUTOSAR Classic. Entsprechend können Ethernet-Designs via AUTOSAR importiert oder exportiert werden.
Als Teil der Vector AUTOSAR Werkzeugkette arbeitet PREEvision mit CANoe, DaVinci Developer und DaVinci Configurator Pro zusammen.
| AUTOSAR Version | System Description | Software Component Description | ECU Extract | System Extract |
| 3.2.2 | Import | Import | - | - |
| 4.0.3 | Import/Export | Import/Export | Export | Export |
| 4.1.1 | Import/Export | Import/Export | Export | Export |
| 4.2.2* | Import/Export | Import/Export | Export | Export |
Die Tabelle zeigt, welche AUTOSAR-Formate in welcher AUTOSAR-Version aus PREEvision exportiert werden können (*ab PREEvision 8.0). Auf Anfrage erhalten Sie detaillierte Informationen zum Support des ARXML-Schemas.
Die Veröffentlichung von AUTOSAR Adaptive im März 2017 ist ein wichtiger Schritt hin zu einer Industrie-weiten Standardisierung von service-orientierten Architekturen. PREEvision wird ein Technologie-Mapping zu AUTOSAR Adaptive in naher Zukunft unterstützen.
Veröffentlichungen
Videos
Serviceorientierte Architekturen und Ethernet-Design
Automotive Ethernet ändert das Paradigma für den Aufbau von Kommunikationsarchitekturen: Statt einer signalorientierten Kommunikation bieten Steuergeräte Dienste hier serviceorientiert an. Sie werden über ein definiertes Protokoll im Netzwerk bereitgestellt und können dort genutzt werden.
Im Vortrag wird illustriert, was unter dem Begriff „Service“ zu verstehen ist, was serviceorientierte Architekturen auszeichnet und welche Folgen sie für das Entwickeln von verteilten Systemen haben. Am Beispiel von Vectors modellbasierter E/E-Entwicklungsumgebung PREEvision werden Design-Workflows für Ethernet-Kommunikation in AUTOSAR Classic und AUTOSAR Adaptive vorgestellt und erläutert.
Laufzeit 26:00 Minuten, veröffentlicht 5/2019
Fachartikel
![[Translate to Deutsch:] PREEvision UML-Ethernet](https://assets.vector.com/cms/_processed_/8/0/csm_PREEvision_graphic_stage-header_UML-Ethernet_cd4a351045.jpg "[Translate to Deutsch:] PREEvision UML-Ethernet")
Serviceorientierte Architekturen und Ethernet im Fahrzeug
Mit modellbasierter Methodik auf dem Weg zum fahrenden Rechenzentrum
Das Entwicklungswerkzeug PREEvision unterstützt den methodisch durchgängigen Entwurf von serviceorientierten Architekturen. PREEvision begleitet Systemdesigner bei der anspruchsvollen Aufgabe, klassisches Embedded-Design mit moderner Serviceorientierung und der nötigen Backend-Kommunikation via Ethernet zu verbinden – und unterstützt so die Transformation des Automobils zum fahrenden Rechenzentrum.
Erschienen in "Elektronik automotive", Sonderheft "Ethernet" 2017
Diagnosekommunikation für E/E-Systeme effizient entwickeln
AUTOSAR-konforme Fahrzeugdiagnose über DoIP
Das Kommunikationsprotokoll DoIP (Diagnostics over Internet Protocol) ermöglicht eine flexible und leistungsfähige Fahrzeugdiagnose. Über Ethernet, WLAN und Mobilfunk können sowohl Offboard in der Werkstatt als auch Onboard und per Remote-Zugriff während der Fahrt Diagnosedaten ausgelesen werden. Der Artikel beschreibt, wie PREEvision die Erstellung einer Kommunikationsinfrastruktur für Diagnose über DoIP unterstützt.
Veröffentlicht in AUTOMOBIL Elektronik, Heft 11-12/2019
Webinar-Aufzeichnung
PREEvision – Automotive Ethernet Design
In diesem Webinar wird gezeigt, wie Ethernet-Netzwerke und -Cluster mit PREEvision von Grund auf beschrieben werden können: Mit Hilfe der dedizierten Benutzeroberfläche des "SOA & Ethernet Explorer" führt unser Produktmanager den Anwender Schritt für Schritt zu einer AUTOSAR-konformen Beschreibung eines Ethernet Netzwerks.
Broschüre
Der SOA & Ethernet Entwurf mit PREEvision
Wie PREEvision bei der Integration von Ethernet-Netzwerken sowie beim Aufbau einer serviceorientierten Architektur (SOA) unterstützt, erfahren Sie hier: Auf 22 Seiten stellt die neue PREEvision-Broschüre die komplette E/E-Engineering-Lösung und ihre umfangreichen Funktionen vor.
