FETK – Schnelle Steuergeräteschnittstellen

Die Kombination aus hohen Datenübertragungsraten und kurzen Latenzzeiten, wie sie die FETK-Steuergeräteschnittstellen bieten, ist am Markt einzigartig. Da sich die Investitionen in ein FETK-Entwicklungssteuergerät sowohl bei der Applikation als auch beim Prototyping neuer Funktionen bezahlt macht, kann der Einsatz von FETK-Steuergeräteschnittstellen maßgeblich dazu beitragen, Entwicklungskosten zu sparen.

Im Gegensatz zur Validierung und Applikation von Steuergeräten, wo möglichst viele Daten aus dem Steuergerät gleichzeitig erfasst werden müssen, kommt es beim Prototyping schneller Regelungen auf möglichst kurze Latenzzeiten an. Funktionen werden häufig mit Hilfe von ETAS ASCET oder MATLAB®/Simulink® modellbasiert entwickelt und dann auf einer speziellen Prototyping-Hardware implementiert, welche mit dem Steuergerät in Echtzeit kommuniziert. Die Umlaufzeit bei Austausch eines 128 Byte langen Datums zwischen der FETK-Steuergeräteschnittstelle und der Prototyping-Hardware beträgt in einem kompletten Umlauf weniger als 250 µs. Flashspeicher von Steuergeräten lassen sich über die FETK-Schnittstelle ebenso schnell und sicher wie mit einem Debugger programmieren.

Anders als bei der Verwendung serieller Schnittstellen, wie zum Beispiel CAN, benötigt die Bedienung der FETK-Schnittstelle durch das Steuergerät fast keine Rechenleistung. Die autarke, elektrische Versorgung eines FETKs ermöglicht es, Tests, wie zum Beispiel Kaltstartversuche, unabhängig vom Betriebszustand des Steuergeräts durchzuführen.

Die neue FETK-Steuergeräteschnittstelle lässt sich universell in unterschiedlichen Anwendungen, die ganz unterschiedliche Schnittstelleneigenschaften erfordern, nutzbringend einsetzen. Aus Sicht der Anwender:innen bieten die FETKs einen hohen Bedienkomfort: die Gigabit Ethernet-FETK-Schnittstelle ist generisch. Das heißt sie abstrahiert von der spezifischen Anbindung eines FETKs an den jeweiligen Mikrocontroller eines Steuergeräts. Mit Hilfe eines ES89x-Steuergeräte- und Bus-Schnittstellenmoduls können Anwendungen über das standardisierte Protokoll XCP-on-Ethernet von ihrem Host-Gerät aus auf Steuergeräte mit FETK-Schnittstelle zugreifen.

• Hohe Datenübertragungsraten bis zu 20 MB/s (abhängig von der µC-Schnittstelle)
• XCP-on-Ethernet-Zugriff auf FETK-Steuergeräte via Steuergeräte- und Busschnittstellen-Modul ES89x
• Sehr gutes Echtzeitverhalten. Unterstützt Regelzyklen bis 10 µs
• Geringe Latenz von weniger als 250 µs bei Prototyping Anwendungen
• Gleichzeitiger Zugriff von bis zu vier Anwendungen auf ein Steuergerät möglich
• Kompatibel zu ETK-S20.1 und ETK-S21.1

Mit dem FETK hat ETAS eine neue Schnittstelle entwickelt, die das Steuergerät und die Host-Anwendung über XCP via Gigabit Ethernet verbindet. FETKs werden in den beiden Ausführungen FETK-T und FETK-S angeboten. In der Handhabung unterscheiden sich diese nicht: Beide werden mit einem Kabel des gleichen Typs an das Schnittstellenmodul angeschlossen, mit dem sie über das effiziente, latenzoptimierte FETK-Protokoll kommunizieren. Via ES89x-Modul können Anwendungen per XCP-Protokoll auf die FETK-Steuergeräteschnittstelle zugreifen, was eine einfache Integration mit kundenspezifischen Lösungen oder Werkzeugen Dritter ermöglicht.

Für Messzwecke kann mit dem FETK-T ein maximaler Durchsatz von Daten erreicht werden. Die Messwerte lassen sich mit einer Rohdatenrate von bis zu 300 Mbit/s über die Trace- / AURORA-Schnittstelle aus dem Steuergerät erfassen. Das hat fast keine Auswirkungen auf das Laufzeitverhalten des Mikrocontrollers im Steuergerät, weil Trace-Daten unabhängig vom Steuergeräteprogramm durch ein automatisches Kopieren der Werte der relevanten Messsignale, welche die µC-Cores in RAM-Zellen schreiben, generiert werden.

Im FETK-T werden die Trace-Daten, welche Zeitstempel, Speicheradressen, Werte und Trigger-Events umfassen, in ein Spiegel-RAM geschrieben. Dort werden sie aus den verschiedenen Messrastern in Bezug auf den Trigger-Zeitpunkt selektiert und dadurch reduziert. Bei der Übertragung der reduzierten Daten werden über die gesamte Strecke vom FETK bis zur INCA V7.2 Anwendung auf dem Host-Rechner aktuell bereits 20 MB/s erreicht. Aufgrund der hohen Rohdatenrate des µC-Trace-Mechanismus lassen sich mit dem FETK-T Signale von Vorgängen mit Wiederholfrequenzen von bis zu 200 kHz ebenfalls zeitgenau aus der Steuerung erfassen. Für Prototyping- und Konfigurations-Zwecke wird die Debug-Schnittstelle des Mikrocontrollers sowohl beim FETK-S als auch beim FETK-T verwendet.

Der FETK-S liefert mittels µC-Anbindung via Debug-Schnittstelle eine Messperformanz, die für viele Applikationsaufgaben vollkommen genügt. Mit einem kleinen, 46 mm x 25 mm großen Gehäuse ist dieser FETK-Typ ideal für den Einbau in Seriensteuergerätegehäuse geeignet, wodurch sich Kosteneinsparungen in Applikationsprojekten erzielen lassen.