Universeller Datenlogger

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In modernen Netzwerken sind Funktionen über das gesamte Automobil verteilt, vor allem werden Vernetzung und Strukturen durch den Austausch von Daten und Signalen über die unterschiedlichsten Busdomänen zunehmend komplexer. Mit steigendem Vernetzungsgrad und der Einführung zusätzlicher Komponenten, wie beispielsweise vernetzter Kamerasysteme, kommt dem Systemtest und der Validierung immer größere Bedeutung zu. Nur so kann die Systemarchitektur sowie das Zusammenspiel der einzelnen Parameter überprüft werden, um Fehler zu erkennen und zu lokalisieren.
Ab Beginn der Fahrzeugentwicklung erfolgt die Absicherung einzelner Steuergeräte mittels Simulatoren (SIL, HIL), die später zum Brettaufbau erweitert werden. Kurz vor Serienreife wird das Fahrzeug unter realen Bedingungen auf Herz und Nieren geprüft, um auch Faktoren wie Fahrerinteraktion und Umwelteinflüsse berücksichtigen zu können: Auf Sommer- und Wintertestfahrten werden von rund +50 °C Außentemperaturen, die sich im Kofferraum leicht auf +70 °C steigern können, bis hin zu -40 °C auf den Wintererprobungen tausende Kilometer gefahren, um Feinheiten in der Elektronik abzustimmen und letzte Fehler zu beheben. Vor allem in dieser Validierungsphase zeichnen Datenlogger den gesamten Nachrichtenverkehr im Fahrzeug auf und stellen ihn für die spätere Auswertung und Analyse bereit. Egal vor welchem Hintergrund (Architekturabsicherung, Steuergerätetests, Kontrolle des Funktionsumfangs, Dauerlauf, Breitenerprobung, Qualitätssicherung) oder für welche Funktion beziehungsweise Domäne die spätere Analyse erfolgt: benötigt wird ein einheitlicher, umfassender, skalierbarer und erweiterbarer Datenlogger, der unterschiedlichsten Anforderungsprofilen entspricht.

Selektiv- oder Gesamtaufzeichnung?
Während Absicherungsfahrten ist es auf Grund der hohen Datenmengen günstiger, Daten selektiv aufzuzeichnen. Für Entwicklungsdomänen, deren Fokus die Überprüfung funktionaler Aspekte der Komponenten bildet, liegt das Interesse nicht in der vollständigen Dokumentation der gesamten Kommunikation, sondern ausschließlich auf der selektiven Datenaufzeichnung bestimmter Ereignisse, die spezifisch je nach überprüfter Funktion oder Domäne analysiert werden. Für diese Ansprüche eignen sich Datenlogger mit spezialisierten Triggerfunktionen.
Im Gegensatz dazu steht für Vernetzungsabteilungen die Gesamtaufzeichnung der Buskommunikation und der angeschlossenen analogen Signale im Vordergrund. Dabei generierte große Datenmengen sind für funktionale Auswertungen nur bedingt geeignet, bieten aber den Vorteil, dass Rückgriffe auf die Testhistorie gemacht werden können. Dadurch lassen sich beispielsweise Statistiken erstellen, die Rückschlüsse auf die Betriebsdauer einzelner Komponenten erlauben und konkret belegen, wie oft und wie lange zum Beispiel eine Pumpe im Verlauf einer Test­kampagne angesteuert wurde.
Aktuell werden mit zunehmender Anzahl von unterschiedlichen Bussystemen auch unterschiedliche Datenlogger verbaut, wodurch nicht nur der Konfigurationsaufwand ansteigt, sondern auch die Analysephase erschwert wird. Verschiedene Netzwerke und Steuergerätesoftware verlaufen asynchron, durch die Verteilung von Daten über Gateways ist die zeitliche Varianz der Datensätze groß. Dadurch wird die Zusammenführung der Logfiles verschiedener Datenlogger während der Auswertung aufwändig, wenn nicht sogar unmöglich. Aufzeichnungen, die enorme Anforderungen an die Aufzeichnungsbandbreite stellen (zum Beispiel Rohdaten von Kamera- und Videosystemen), werden wegen des hohen Speicherbedarfs bei der Datenerfassung oft nicht berücksichtigt und machen mitunter sogar den Verbau von Stand-PCs zur Datenaufzeichnung im Fahrzeug notwendig.

Testaufwand reduzieren
Wie bereits geschildert ist es nicht einfach, den unterschiedlichsten Anforderungen verschiedener Abteilungen gerecht zu werden. Ein Logfile muss im Idealfall so flexibel wie möglich sein, soll alle Anforderungen abdecken und für jede Abteilung nutzbar sein. Denn nur durch die Verfügbarkeit und Mehrfachnutzung des Logfiles für verschiedene Abteilungen zur gleichen Zeit lässt sich der Testaufwand deutlich minimieren. Um dieses Logfile zu generieren, muss ein Datenlogger alle verwendeten Bussysteme ungefiltert mit einer einheitlichen synchronen Zeitbasis aufzeichnen und gleichzeitig gefilterte Ausschnitte automatisch erstellen und ablegen.
Ein Gerät, das die gesamte Kommunikation aufzeichnet, bietet sowohl für eine offline durchgeführte Vernetzungsvalidierung als auch für Funktionsentwicklungen Vorteile. Tritt im Rahmen der Funktionstests im konfigurierten Aufzeichnungsausschnitt nicht das erwartete Ereignis auf oder wurden nicht die passenden Analysekriterien konfiguriert, kann ein neuer Auswertelauf mit geändertem Trigger gestartet werden. Dadurch wird ein neuer Ausschnitt gebildet, und die Messfahrt muss nicht wiederholt werden. Bei geänderten Prüfkriterien könnten Auswerteknoten einfach angepasst und vorhandene Aufzeichnungsausschnitte neu ausgewertet werden.
Neben den Logfiles wird in der Regel auch eine eindeutige Identifikation der Steuergeräte benötigt, insbesondere Software- und Hardware-Versionskennungen, aber auch die des verwendeten Parametersatzes. Solche Identifikationsdaten sowie der steuergeräte-interne Fehlerspeicher gehören zu den Diagnosedaten und müssen bis dato über ein separates Tool ausgelesen werden. Dabei kann es leicht zu Konsistenzproblemen kommen, wenn etwa der generierte Fehlerspeicher manuell dem falschen Logfile zugeordnet oder gar nicht ausgelesen wurde. Auch die zeitliche Konsistenz der Daten ist nur schwer herzustellen, wenn verschiedene Geräte parallel eingesetzt werden müssen.

TTX-Datalogger
Der TTX-Datalogger von TTTech Automotive erfüllt die erwähnten Kriterien wie Mehrfachnutzung und Verfügbarkeit von aufgezeichneten Daten für unterschiedliche Anwendungsprofile,
gesamtheitliche und selektive Aufzeichnung bis hin zu einer integrierten Diagnoseschnittstelle. Das Gerät ist eine Kombination aus den Vorteilen aller auf dem Markt verfügbaren Logging-Konzepte, um nicht nur heutigen Anforderungen umfassend zu entsprechen, sondern auch für zukünftige Anwendungen eine hochperformante, offene und skalierbare Plattform zu bieten.

Die Hardware des TTX-Datalogger.

Die entstandene Lösung vereinfacht die Datenaufzeichnung an Bord ebenso wie die spätere Auswertung und stellt den Datenverkehr aller angeschlossenen Bussysteme – bis hin zur Kameravernetzung – mit nur einem Gerät für eine komplette und konsistente Analyse bereit.

Bedienung
Da gerade auf Erprobungsfahrten die Geräte fix im Fahrzeug verbaut sind, müssen nicht nur Faktoren wie Low-Power-Modi und Wake-Up-Funktionalität bei der Entwicklung berücksichtigt werden, sondern auch die komfortable, uneingeschränkte Bedienbarkeit für den Anwender. Die Fernbedienung des TTX-Datalogger verfügt über den selben Funktionsumfang wie das Gerät selbst und lässt sich während der Fahrt vom Fahrgastraum aus nutzen. Mittels Marktaste (manueller Trigger) und Audioaufzeichnung besteht die Möglichkeit, Auffälligkeiten mit der Fernbedienung unmittelbar zu dokumentieren. Die im TTX-Datalogger integrierte Diagnose­schnittstelle erlaubt das automatisierte Auslesen der Steuergeräte-Identifikations­daten und des Fehlerspeichers – und zwar vor,
zwischen und nach Messungen. Mit Hilfe der etablierten Mess- und Kalibrierprotokolle CCP und XCP lassen sich zusätzlich interne Signale aufzeichnen. Über einen zentralen Zeitstempel werden diese Messungen synchronisiert und zur gleichen Zeit gestartet, auch wenn die Bus-Topologien voneinander getrennt oder nur an einem Punkt verknüpft sind.

Offenes Datenformat
Der TTX-Datalogger ist auch im Prüfstand remote bedienbar. Eine offene Betriebssystemplattform (Linux) sorgt dafür, dass vorhandene Prüf- und Auswertefunktionen einfach integriert und OEM-spezifische Erweiterungen auf Wunsch nachgerüstet werden können. Ein offenes Datenformat ermöglicht das Auslesen von Traces mit verbreiteten Tools wie etwa CANoe. Neben der externen Speicherfunktion auf USB-Festplatte und CF-Karten verfügt das modular aufgebaute Gerät bereits in der Basisversion über einen Onboard-Speicher für Aufzeichnungen mit einem Speichervolumen von 64 GByte. (av)

(av)