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2011
- Jan Depke. Reusing CAN legacy devices in distributed CAN busses. 2011,
[Fulltext Document (pdf)], [Bibtex]@TechReport{ d-rcldd-11, author = {Jan Depke}, title = {{Reusing CAN legacy devices in distributed CAN busses}}, year = 2011, institution = {CoRE Research Group, Hochschule f{\"u}r Angewandte Wissenschaften Hamburg}, langid = {ngerman} } - Hermand Dieumo Kenfack. Designmigrationsstrategien von FlexRay zu TTEthernet. 2011,
[Fulltext Document (pdf)], [Slides (pdf)], [Bibtex]@TechReport{ k-dftte-11, author = {Hermand {Dieumo Kenfack}}, title = {{Designmigrationsstrategien von FlexRay zu TTEthernet}}, year = 2011, institution = {CoRE Research Group, Hochschule f{\"u}r Angewandte Wissenschaften Hamburg}, langid = {ngerman} } - Hermand Dieumo Kenfack. TTEthernet Endsystem Modell für OMNeT++. 2011,
[Fulltext Document (pdf)], [Bibtex]@TechReport{ k-tteeo-11, author = {Hermand {Dieumo Kenfack}}, title = {{TTEthernet Endsystem Modell f{\"u}r OMNeT++}}, year = 2011, institution = {CoRE Research Group, Hochschule f{\"u}r Angewandte Wissenschaften Hamburg}, langid = {ngerman} } - Kai Müller, Till Steinbach, Franz Korf, and Thomas C. Schmidt. A Real-time Ethernet Prototype Platform for Automotive Applications. In: 2011 IEEE International Conference on Consumer Electronics - Berlin (ICCE-Berlin). Pages 221—225, Piscataway, NJ, USA, Sep. 2011, IEEE Press,
[Abstract], [Fulltext Document (pdf)], [DOI], [IEEE Xplore], [Bibtex]The increasing number of driver assistance, infotainment and entertainment systems in automobiles results in higher requirements for bandwidth, fault tolerance and timing behaviour concerning the in-vehicle communication structure. In future, in-vehicle networks based on current technologies will reach their limits due to insufficient scalability and complexity. Real-time (RT) Ethernet is a new, scalable approach to reduce the complexity of these networks significantly. This paper demonstrates the architecture of a RT Ethernet prototype platform based on an ARM centred system-on-chip, which achieves timing and bandwidth characteristics of a typical future automotive application. It is based on an advanced interrupt driven architecture.
@InProceedings{ msks-reppa-11, author = {Kai M{\"u}ller AND Till Steinbach AND Franz Korf AND Thomas C. Schmidt}, title = {{A Real-time Ethernet Prototype Platform for Automotive Applications}}, booktitle = {2011 IEEE International Conference on Consumer Electronics - Berlin (ICCE-Berlin)}, location = {Berlin}, month = sep, year = 2011, pages = {221--225}, publisher = {IEEE Press}, address = {Piscataway, NJ, USA}, isbn = {978-1-4577-0233-4}, doi = {10.1109/ICCE-Berlin.2011.6031866}, eprinttype = {ieeexplore}, eprint = {6031866}, abstract = {The increasing number of driver assistance, infotainment and entertainment systems in automobiles results in higher requirements for bandwidth, fault tolerance and timing behaviour concerning the in-vehicle communication structure. In future, in-vehicle networks based on current technologies will reach their limits due to insufficient scalability and complexity. Real-time (RT) Ethernet is a new, scalable approach to reduce the complexity of these networks significantly. This paper demonstrates the architecture of a RT Ethernet prototype platform based on an ARM centred system-on-chip, which achieves timing and bandwidth characteristics of a typical future automotive application. It is based on an advanced interrupt driven architecture.}, langid = {english} } - Till Steinbach, Franz Korf, and Thomas C. Schmidt. Real-time Ethernet for Automotive Applications: A Solution for Future In-Car Networks. In: 2011 IEEE International Conference on Consumer Electronics - Berlin (ICCE-Berlin). Pages 216—220, Piscataway, NJ, USA, Sep. 2011, IEEE Press,
[Abstract], [Fulltext Document (pdf)], [DOI], [IEEE Xplore], [Bibtex]Data networks of today's automobiles form a complex conglomerate of heterogeneously interconnected components. At the same time, high additional demands for future in-car communication systems are emerging from chassis control, camera based driver assistance and infotainment that cannot be accommodated by established technologies. A new approach towards a flexible highly scalable in-car network is real-time Ethernet. In this paper we discuss the upcoming requirements and argue why current in-car network designs are not suitable for future tasks. By demonstrating how a camera based time-critical driver assistance application can be integrated into a real-time Ethernet based in-car network, we present a typical use case for automotive broadband real-time communication and show application related design and configuration decisions.
@InProceedings{ sks-reaas-11, author = {Till Steinbach AND Franz Korf AND Thomas C. Schmidt}, title = {{Real-time Ethernet for Automotive Applications: A Solution for Future In-Car Networks}}, booktitle = {2011 IEEE International Conference on Consumer Electronics - Berlin (ICCE-Berlin)}, location = {Berlin}, month = sep, year = 2011, pages = {216--220}, publisher = {IEEE Press}, address = {Piscataway, NJ, USA}, isbn = {978-1-4577-0233-4}, doi = {10.1109/ICCE-Berlin.2011.6031843}, eprinttype = {ieeexplore}, eprint = {6031843}, abstract = {Data networks of today's automobiles form a complex conglomerate of heterogeneously interconnected components. At the same time, high additional demands for future in-car communication systems are emerging from chassis control, camera based driver assistance and infotainment that cannot be accommodated by established technologies. A new approach towards a flexible highly scalable in-car network is real-time Ethernet. In this paper we discuss the upcoming requirements and argue why current in-car network designs are not suitable for future tasks. By demonstrating how a camera based time-critical driver assistance application can be integrated into a real-time Ethernet based in-car network, we present a typical use case for automotive broadband real-time communication and show application related design and configuration decisions.}, langid = {english} } - Florian Bartols. Restbussimulation von Time-Triggered Ethernet in Automotive Anwendungen: Verwandte Arbeiten. Aug. 2011,
[Abstract], [Fulltext Document (pdf)], [Slides (pdf)], [Bibtex]Die zunehmende Komplexität automobiler Netzwerke und deren hohe Bandbreitenanforderungen erfordert neue Konzepte in der Vernetzung. TTEthernet ist ein geeigneter Kandidat diese Problemstellung zu lösen. Um Frühzeitig im Entwicklungsprozess Steuergeräte zu testen hat sich die Restbussimulation als adäquates Mittel etabliert und wird im Projekt für das TTEthernet-Protokoll erarbeitet. Diese Arbeit gibt einen Überblick über verwandte Projekte und Arbeiten und führt Gemeinsamkeiten und Unterschiede auf.
@TechReport{ b-rttrw-11, author = {Florian Bartols}, title = {{Restbussimulation von Time-Triggered Ethernet in Automotive Anwendungen: Verwandte Arbeiten}}, month = aug, year = 2011, institution = {CoRE Research Group, Hochschule f{\"u}r Angewandte Wissenschaften Hamburg}, abstract = {Die zunehmende Komplexit{\"a}t automobiler Netzwerke und deren hohe Bandbreitenanforderungen erfordert neue Konzepte in der Vernetzung. TTEthernet ist ein geeigneter Kandidat diese Problemstellung zu l{\"o}sen. Um Fr{\"u}hzeitig im Entwicklungsprozess Steuerger{\"a}te zu testen hat sich die Restbussimulation als ad{\"a}quates Mittel etabliert und wird im Projekt f{\"u}r das TTEthernet-Protokoll erarbeitet. Diese Arbeit gibt einen {\"U}berblick {\"u}ber verwandte Projekte und Arbeiten und f{\"u}hrt Gemeinsamkeiten und Unterschiede auf.}, langid = {ngerman} } - Friedrich Groß. Mikrocontroller basierte Messung von Paketlaufzeiten in Time-Triggered-Ethernet Netzwerken. Aug. 2011, Bachelorthesis. Hochschule für Angewandte Wissenschaften Hamburg.
[Abstract], [Fulltext Document (pdf)], [Bibtex]Diese Arbeit befasst sich mit der Entwicklung eines Messgeräts, mit dem Paketlaufzeiten im Time-Triggered-Ethernet gemessen werden können. Eine weitere Messart ermöglicht das Messen des Jitters eines Time-Triggered-Senders. Das Messgerät kann sich auf die im Netzwerk ausgehandelte Zeit synchronisieren, sodass die Messergebnisse in der Zeitbasis des Netzwerks dargestellt werden können. Solche Messungen sind notwendig, um festzustellen ob Echtzeitanforderungen von Hardware und Netzwerk erfüllt werden können.
@MastersThesis{ g-mmptn-11, author = {Friedrich Gro{\ss}}, title = {{Mikrocontroller basierte Messung von Paketlaufzeiten in Time-Triggered-Ethernet Netzwerken}}, month = aug, year = 2011, school = {Hochschule f{\"u}r Angewandte Wissenschaften Hamburg}, address = {Hamburg}, abstract = {Diese Arbeit befasst sich mit der Entwicklung eines Messger{\"a}ts, mit dem Paketlaufzeiten im Time-Triggered-Ethernet gemessen werden k{\"o}nnen. Eine weitere Messart erm{\"o}glicht das Messen des Jitters eines Time-Triggered-Senders. Das Messger{\"a}t kann sich auf die im Netzwerk ausgehandelte Zeit synchronisieren, sodass die Messergebnisse in der Zeitbasis des Netzwerks dargestellt werden k{\"o}nnen. Solche Messungen sind notwendig, um festzustellen ob Echtzeitanforderungen von Hardware und Netzwerk erf{\"u}llt werden k{\"o}nnen.}, type = {bachelorsthesis}, entrysubtype = {bachelorsthesis}, langid = {ngerman} } - Jan Kamieth. Entwurf einer Mikrocontroller basierten Bridge zur Kopplung von CAN Bussen über Time-Triggered Realtime Ethernet. Aug. 2011, Bachelorthesis. Hochschule für Angewandte Wissenschaften Hamburg.
[Abstract], [Fulltext Document (pdf)], [Bibtex]Diese Arbeit beschäftigt sich mit der Entwicklung und Implementation einer Bridge, mit der zwei oder mehrere CAN-Busse über ein Time Triggered Realtime Ethernet, welches auf der Spezifikation von TTTech basiert, verbunden werden können. Konzipiert wird die Bridge für einen Einsatz im Automobilbereich, um den Anforderungen moderner Fahrzeugtechniken,wie den X-by-Wire Systemen und Multimediaanwendungen, gerecht zu werden. Das Hauptaugenmerk beim Design wird auf die effektive Nutzung der Bandbreite und Echtzeitfähigkeit gelegt. Um diese Ziele zu erreichen, werden unterschiedliche Verfahren zu den Themen Arbitrierung,Routing, Nachrichtenklassen und Nutzung des Ethernet Payloads diskutiert. Das Ende der Arbeit befasst sich mit der Implementation und Verifikation der Bridge.
@MastersThesis{ k-eucbb-11, author = {Jan Kamieth}, title = {{Entwurf einer Mikrocontroller basierten Bridge zur Kopplung von CAN Bussen {\"u}ber Time-Triggered Realtime Ethernet}}, month = aug, year = 2011, school = {Hochschule f{\"u}r Angewandte Wissenschaften Hamburg}, address = {Hamburg}, abstract = {Diese Arbeit besch{\"a}ftigt sich mit der Entwicklung und Implementation einer Bridge, mit der zwei oder mehrere CAN-Busse {\"u}ber ein Time Triggered Realtime Ethernet, welches auf der Spezifikation von TTTech basiert, verbunden werden k{\"o}nnen. Konzipiert wird die Bridge f{\"u}r einen Einsatz im Automobilbereich, um den Anforderungen moderner Fahrzeugtechniken,wie den X-by-Wire Systemen und Multimediaanwendungen, gerecht zu werden. Das Hauptaugenmerk beim Design wird auf die effektive Nutzung der Bandbreite und Echtzeitf{\"a}higkeit gelegt. Um diese Ziele zu erreichen, werden unterschiedliche Verfahren zu den Themen Arbitrierung,Routing, Nachrichtenklassen und Nutzung des Ethernet Payloads diskutiert. Das Ende der Arbeit befasst sich mit der Implementation und Verifikation der Bridge.}, type = {bachelorsthesis}, entrysubtype = {bachelorsthesis}, langid = {ngerman} } - Fabian Kempf. Simulation von AFDX-Netzwerken basierend auf Rate-Constrained Traffic für Time-Triggered Ethernet in OMNeT++. Aug. 2011, Bachelorthesis. Hochschule für Angewandte Wissenschaften Hamburg.
[Abstract], [Fulltext Document (pdf)], [Bibtex]Diese Arbeit befasst sich mit der diskreten, eventbasierten Simulation einer Echtzeit- Ethernet Lösung in der OMNeT++ Simulationsumgebung. Als Grundlage dient dabei die Rate-Constrained Traffic Klasse des von TTTech entwickelten Time-Triggered Ethernet Protokolls, das drei unterschiedliche Arten des Netzwerk-Traffics über den gleichen Nachrichtenkanal überträgt. Hierbei werden die Konzepte des AFDXProtokolls beschrieben, auf denen der zu implementierende Modus basiert. Nach dem Entwurf und der Implementierung der benötigten Komponenten wird das Verhalten des Modells in unterschiedlichen Szenarien validiert und anschließend kleinere Netzwerke analysiert.
@MastersThesis{ k-sarct-11, author = {Fabian Kempf}, title = {{Simulation von AFDX-Netzwerken basierend auf Rate-Constrained Traffic f{\"u}r Time-Triggered Ethernet in OMNeT++}}, month = aug, year = 2011, school = {Hochschule f{\"u}r Angewandte Wissenschaften Hamburg}, address = {Hamburg}, abstract = {Diese Arbeit befasst sich mit der diskreten, eventbasierten Simulation einer Echtzeit- Ethernet L{\"o}sung in der OMNeT++ Simulationsumgebung. Als Grundlage dient dabei die Rate-Constrained Traffic Klasse des von TTTech entwickelten Time-Triggered Ethernet Protokolls, das drei unterschiedliche Arten des Netzwerk-Traffics {\"u}ber den gleichen Nachrichtenkanal {\"u}bertr{\"a}gt. Hierbei werden die Konzepte des AFDXProtokolls beschrieben, auf denen der zu implementierende Modus basiert. Nach dem Entwurf und der Implementierung der ben{\"o}tigten Komponenten wird das Verhalten des Modells in unterschiedlichen Szenarien validiert und anschlie{\ss}end kleinere Netzwerke analysiert.}, type = {bachelorsthesis}, entrysubtype = {bachelorsthesis}, langid = {ngerman} } - Kai Müller. Time-Triggered Ethernet für eingebettete Systeme: Design, Umsetzung und Validierung einer echtzeitfähigen Netzwerkstack-Architektur. Aug. 2011, Bachelorthesis. Hochschule für Angewandte Wissenschaften Hamburg.
[Abstract], [Fulltext Document (pdf)], [Bibtex]Automotive-Anwendungen steigen in Zukunft stetig in ihrer Anzahl und Komplexität. Es ist absehbar, dass momentane Ansätze an ihre Grenzen stoßen werden. Ethernet hat sich in der Computertechnik etabliert und als flexibles und hoch skalierbares Protokoll erwiesen. TTEthernet ist eine Neuentwicklung und richtet sich dabei speziell an die Anforderungen des Automotive-Bereichs. In dieser Arbeit wurde unter der Wahl geeigneter Hardware ein Konzept entwickelt und umgesetzt, welches der TTEthernet Spezifikation gerecht wird. Der entwickelte Prototyp erfüllt realistische Zeitanforderungen des Automotive Bereichs und ist somit der erste Ansatz seiner Art. Durch gründliche Analyse des Systems unter Last konnte seine Korrektheit nachgewiesen werden. Weiterhin wurden typische Metriken des Prototyps mit Bezug auf Echtzeitanforderungen mit Hilfe unterschiedlicher Messverfahren bestimmt und verglichen.
@MastersThesis{ m-ttees-11, author = {Kai M{\"u}ller}, title = {{Time-Triggered Ethernet f{\"u}r eingebettete Systeme: Design, Umsetzung und Validierung einer echtzeitf{\"a}higen Netzwerkstack-Architektur}}, month = aug, year = 2011, school = {Hochschule f{\"u}r Angewandte Wissenschaften Hamburg}, address = {Hamburg}, abstract = {Automotive-Anwendungen steigen in Zukunft stetig in ihrer Anzahl und Komplexit{\"a}t. Es ist absehbar, dass momentane Ans{\"a}tze an ihre Grenzen sto{\ss}en werden. Ethernet hat sich in der Computertechnik etabliert und als flexibles und hoch skalierbares Protokoll erwiesen. TTEthernet ist eine Neuentwicklung und richtet sich dabei speziell an die Anforderungen des Automotive-Bereichs. In dieser Arbeit wurde unter der Wahl geeigneter Hardware ein Konzept entwickelt und umgesetzt, welches der TTEthernet Spezifikation gerecht wird. Der entwickelte Prototyp erf{\"u}llt realistische Zeitanforderungen des Automotive Bereichs und ist somit der erste Ansatz seiner Art. Durch gr{\"u}ndliche Analyse des Systems unter Last konnte seine Korrektheit nachgewiesen werden. Weiterhin wurden typische Metriken des Prototyps mit Bezug auf Echtzeitanforderungen mit Hilfe unterschiedlicher Messverfahren bestimmt und verglichen.}, type = {bachelorsthesis}, entrysubtype = {bachelorsthesis}, langid = {ngerman} } - Vitalij Stepanov. Mikrocontroller und CAN-basierte verteilte Regelung einer Steer-by-Wire Lenkung mit harten Echtzeitanforderungen. Aug. 2011, Bachelorthesis. Hochschule für Angewandte Wissenschaften Hamburg.
[Abstract], [Fulltext Document (pdf)], [Bibtex]Der Gegenstand dieser Bachelorarbeit ist die Entwicklung einer Mikrocontroller-basierten Steer-by-Wire Lenkung. Die Vorteile wie dynamische Anpassung des Lenkungsverhaltens und geschwindigkeitsabhängige Lenkung werden untersucht und demonstriert. Mit einem Schalter lässt sich zwischen einer gewöhnlichen Lenkung für den Stadtverkehr und einer sehr direkten Sportlenkung umschalten. Eine externe Schnittstelle erlaubt die Lenkung wunschgerecht anpassen und damit jedes beliebige Fahrzeug emulieren. Mit dem Force Feedback wird die Verbindung zu der Fahrbahn hergestellt. Eine sehr flexible Architektur erlaubt den Einsatz der Regelung sowohl innerhalb eines CAN Busses als auch in einem Real-time Ethernet Netzwerk.
@MastersThesis{ s-mcrsl-11, author = {Vitalij Stepanov}, title = {{Mikrocontroller und CAN-basierte verteilte Regelung einer Steer-by-Wire Lenkung mit harten Echtzeitanforderungen}}, month = aug, year = 2011, school = {Hochschule f{\"u}r Angewandte Wissenschaften Hamburg}, address = {Hamburg}, abstract = {Der Gegenstand dieser Bachelorarbeit ist die Entwicklung einer Mikrocontroller-basierten Steer-by-Wire Lenkung. Die Vorteile wie dynamische Anpassung des Lenkungsverhaltens und geschwindigkeitsabh{\"a}ngige Lenkung werden untersucht und demonstriert. Mit einem Schalter l{\"a}sst sich zwischen einer gew{\"o}hnlichen Lenkung f{\"u}r den Stadtverkehr und einer sehr direkten Sportlenkung umschalten. Eine externe Schnittstelle erlaubt die Lenkung wunschgerecht anpassen und damit jedes beliebige Fahrzeug emulieren. Mit dem Force Feedback wird die Verbindung zu der Fahrbahn hergestellt. Eine sehr flexible Architektur erlaubt den Einsatz der Regelung sowohl innerhalb eines CAN Busses als auch in einem Real-time Ethernet Netzwerk.}, type = {bachelorsthesis}, entrysubtype = {bachelorsthesis}, langid = {ngerman} } - Till Steinbach, Franz Korf, and Thomas C. Schmidt. Simulationsbasierte Evaluierung von Metriken in Echtzeit-Ethernet basierten Fahrzeugnetzen. In: 6ter GI/ITG-Workshop Leistungs-, Zuverlässigkeits- und Verlässlichkeitsbewertung von Kommunikationsnetzen und verteilten Systeme (MMBnet 2011). Pages 9—20, Hamburg, Aug. 2011, Universität Hamburg,
[Abstract], [Fulltext Document (pdf)], [Bibtex]Durch die Zunahme von elektronischen Systemen, insbesondere im Fahrerassistenz- und Komfortbereich, kommen die etablierten Automotive-Kommunikationstechnologien an die Grenze ihrer Leistungsfähigkeit. Ein neuer Ansatz für die Kommunikation zwischen Steuergeräten im Automobil ist der Einsatz von Ethernet. Echtzeit-Erweiterungen haben den Einsatzbereich von standard switched Ethernet auf zeitkritische Anwendungen ausgedehnt. Diese Arbeit leistet einen Beitrag zur Bewertung dieser neuen Konzepte, indem eine simulationsbasierte Evaluierungstrategie für die Ermittlung von Kenngrößen (Metriken) Echtzeit- Ethernet-basierter Vermittlungsinfrastrukturen entwickelt wird. Eine gründliche Analyse des Simulationsmodells, welche die Simulationsergebnisse mit Berechnungen eines mathematischen Modells und Messungen auf echter Hardware vergleicht, belegt die Gültigkeit der Implementierung und der mit ihr ermittelten Kenngrößen.
@InProceedings{ sks-semef-11, author = {Till Steinbach AND Franz Korf AND Thomas C. Schmidt}, editor = {Bernd E. Wolfinger AND Klaus-D. Heidtmann}, title = {{Simulationsbasierte Evaluierung von Metriken in Echtzeit-Ethernet basierten Fahrzeugnetzen}}, booktitle = {6ter GI/ITG-Workshop Leistungs-, Zuverl{\"a}ssigkeits- und Verl{\"a}sslichkeitsbewertung von Kommunikationsnetzen und verteilten Systeme (MMBnet 2011)}, location = {Hamburg}, month = aug, year = 2011, pages = {9--20}, publisher = {Universit{\"a}t Hamburg}, address = {Hamburg}, abstract = {Durch die Zunahme von elektronischen Systemen, insbesondere im Fahrerassistenz- und Komfortbereich, kommen die etablierten Automotive-Kommunikationstechnologien an die Grenze ihrer Leistungsf{\"a}higkeit. Ein neuer Ansatz f{\"u}r die Kommunikation zwischen Steuerger{\"a}ten im Automobil ist der Einsatz von Ethernet. Echtzeit-Erweiterungen haben den Einsatzbereich von standard switched Ethernet auf zeitkritische Anwendungen ausgedehnt. Diese Arbeit leistet einen Beitrag zur Bewertung dieser neuen Konzepte, indem eine simulationsbasierte Evaluierungstrategie f{\"u}r die Ermittlung von Kenngr{\"o}{\ss}en (Metriken) Echtzeit- Ethernet-basierter Vermittlungsinfrastrukturen entwickelt wird. Eine gr{\"u}ndliche Analyse des Simulationsmodells, welche die Simulationsergebnisse mit Berechnungen eines mathematischen Modells und Messungen auf echter Hardware vergleicht, belegt die G{\"u}ltigkeit der Implementierung und der mit ihr ermittelten Kenngr{\"o}{\ss}en.}, langid = {ngerman} } - Florian Bartols, Till Steinbach, Franz Korf, and Thomas C. Schmidt. Performance Analysis of Time-Triggered Ether-Networks Using Off-the-Shelf-Components. In: 14th IEEE International Symposium on Object\addslash Component\addslash Service-Oriented Real-Time Distributed Computing Workshops (ISORCW) 2011. Pages 49—56, Piscataway, NJ, USA, Mar. 2011, IEEE Press,
[Abstract], [Fulltext Document (pdf)], [Slides (pdf)], [DOI], [IEEE Xplore], [Bibtex]The performance analysis and validation of distributed real-time systems poses significant challenges due to high accuracy requirements at the measurement tools. A fully synchronized time-scale at ultrafine granularity is not easy to generate. Even though there are several analyzer tools for standard switched Ethernet, these tools cannot be applied in time-triggered networks, since they do not meet the requirements of synchronized packet generation. This paper introduces a low cost and lightweight approach to measure end-to-end latency of time-triggered Ethernet traffic with off-the-shelf components. By using standard computer hardware and a real-time Linux Kernel, it is shown that measurement can be achieved in a resolution of microseconds. Furthermore, a validation with an Ethernet performance analyzer and a mathematical framework is presented to check the given results.
@InProceedings{ bsks-pateo-10, author = {Florian Bartols AND Till Steinbach AND Franz Korf AND Thomas C. Schmidt}, title = {{Performance Analysis of Time-Triggered Ether-Networks Using Off-the-Shelf-Components}}, booktitle = {14th IEEE International Symposium on Object\addslash Component\addslash Service-Oriented Real-Time Distributed Computing Workshops (ISORCW) 2011}, location = {Newport Beach}, month = mar, year = 2011, pages = {49--56}, publisher = {IEEE Press}, address = {Piscataway, NJ, USA}, isbn = {978-1-4577-0303-4}, doi = {10.1109/ISORCW.2011.16}, eprinttype = {ieeexplore}, eprint = {5753511}, abstract = {The performance analysis and validation of distributed real-time systems poses significant challenges due to high accuracy requirements at the measurement tools. A fully synchronized time-scale at ultrafine granularity is not easy to generate. Even though there are several analyzer tools for standard switched Ethernet, these tools cannot be applied in time-triggered networks, since they do not meet the requirements of synchronized packet generation. This paper introduces a low cost and lightweight approach to measure end-to-end latency of time-triggered Ethernet traffic with off-the-shelf components. By using standard computer hardware and a real-time Linux Kernel, it is shown that measurement can be achieved in a resolution of microseconds. Furthermore, a validation with an Ethernet performance analyzer and a mathematical framework is presented to check the given results.}, langid = {english} } - Till Steinbach, Hermand Dieumo Kenfack, Franz Korf, and Thomas C. Schmidt. An Extension of the OMNeT++ INET Framework for Simulating Real-time Ethernet with High Accuracy. In: Proceedings of the 4th International ICST Conference on Simulation Tools and Techniques. Pages 375—382, New York, Mar. 2011, ACM-DL,
[Abstract], [Fulltext Document (pdf)], [Slides (pdf)], [ACM DL], [Bibtex]Real-time extensions to standard switched Ethernet widen the realm of computer networking into the time-critical domain. These technologies have started to establish in process automation, while Ethernet-based communication infrastructures in vehicles are novel and challenged by particularly hard real-time constraints. Simulation tools are of vital importance to explore the technical feasibility and facilitate the distributed process of vehicle infrastructure design. This paper introduces an extension of the OMNeT++ INET framework for simulating real-time Ethernet with high temporal accuracy. Our module implements the TTEthernet protocol, a real-time extension to standard Ethernet that is proposed for standardisation. We present the major implementation aspects of the simulation model and apply our tool to an abstract in-vehicle backbone. A careful evaluation that compares our results with calculations obtained from a mathematical framework, as well as with real-world measurements using TTEthernet hardware shows simulation and reality in good agreement.
@InProceedings{ sdkks-eifre-11, author = {Till Steinbach AND Hermand {Dieumo Kenfack} AND Franz Korf AND Thomas C. Schmidt}, title = {{An Extension of the OMNeT++ INET Framework for Simulating Real-time Ethernet with High Accuracy}}, booktitle = {Proceedings of the 4th International ICST Conference on Simulation Tools and Techniques}, location = {Barcelona, Spain}, month = mar, year = 2011, pages = {375--382}, publisher = {ACM-DL}, address = {New York}, isbn = {978-1-936968-00-8}, eprinttype = {acmdl}, eprint = {2151120}, abstract = {Real-time extensions to standard switched Ethernet widen the realm of computer networking into the time-critical domain. These technologies have started to establish in process automation, while Ethernet-based communication infrastructures in vehicles are novel and challenged by particularly hard real-time constraints. Simulation tools are of vital importance to explore the technical feasibility and facilitate the distributed process of vehicle infrastructure design. This paper introduces an extension of the OMNeT++ INET framework for simulating real-time Ethernet with high temporal accuracy. Our module implements the TTEthernet protocol, a real-time extension to standard Ethernet that is proposed for standardisation. We present the major implementation aspects of the simulation model and apply our tool to an abstract in-vehicle backbone. A careful evaluation that compares our results with calculations obtained from a mathematical framework, as well as with real-world measurements using TTEthernet hardware shows simulation and reality in good agreement.}, langid = {english} } - Florian Bartols. Restbussimulation von Time-Triggered Ethernet in Automotive Anwendungen — AW1 Ausarbeitung. Feb. 2011,
[Abstract], [Fulltext Document (pdf)], [Slides (pdf)], [Bibtex]Heutige Automobile sind komplexe verteile Systeme und verfügen über eine Vielzahl von Steuergeräten für Fahrerassistenz- und Komfortsysteme. Für frühzeitiges Testen im Entwicklungsprozess dieser Geräte wird die Restbussimulation eingesetzt. Die verwendeten Bussysteme stoßen mit ihren geringen Bandbreiten an die Grenzen neuer kamerabasierter Systeme. Time-Triggered Ethernet ist als möglicher Lösungskandidat im Gespräch hohe Bandbreiten bei gleichzeitiger Echtzeitfähigkeit anzubieten. Allerdings fehlt bislang ein geeignetes Werkzeug, das die Restbussimulation basierend auf Time-Triggered Ethernet bietet. In dieser Arbeit werden die Grundlagen der Restbussimulation und die von Time-Triggered Ethernet besprochen. Eine Analyse der Anforderungen, Problemstellungen und Risiken werden dargelegt und es wird ein Ausblick auf kommende Arbeiten gegeben.
@TechReport{ b-rttea-11, author = {Florian Bartols}, title = {{Restbussimulation von Time-Triggered Ethernet in Automotive Anwendungen -- AW1 Ausarbeitung}}, month = feb, year = 2011, institution = {CoRE Research Group, Hochschule f{\"u}r Angewandte Wissenschaften Hamburg}, abstract = {Heutige Automobile sind komplexe verteile Systeme und verf{\"u}gen {\"u}ber eine Vielzahl von Steuerger{\"a}ten f{\"u}r Fahrerassistenz- und Komfortsysteme. F{\"u}r fr{\"u}hzeitiges Testen im Entwicklungsprozess dieser Ger{\"a}te wird die Restbussimulation eingesetzt. Die verwendeten Bussysteme sto{\ss}en mit ihren geringen Bandbreiten an die Grenzen neuer kamerabasierter Systeme. Time-Triggered Ethernet ist als m{\"o}glicher L{\"o}sungskandidat im Gespr{\"a}ch hohe Bandbreiten bei gleichzeitiger Echtzeitf{\"a}higkeit anzubieten. Allerdings fehlt bislang ein geeignetes Werkzeug, das die Restbussimulation basierend auf Time-Triggered Ethernet bietet. In dieser Arbeit werden die Grundlagen der Restbussimulation und die von Time-Triggered Ethernet besprochen. Eine Analyse der Anforderungen, Problemstellungen und Risiken werden dargelegt und es wird ein Ausblick auf kommende Arbeiten gegeben. }, langid = {ngerman} } - Till Steinbach. Echtzeit-Ethernet für Anwendungen im Automobil: Metriken und deren simulationsbasierte Evaluierung am Beispiel von TTEthernet. Feb. 2011, Masterthesis. Hochschule für Angewandte Wissenschaften Hamburg.
[Abstract], [Fulltext Document (pdf)], [Slides (pdf)], [Bibtex]Durch die Zunahme von elektronischen Systemen, insbesondere im Fahrerassistenz- und Komfortbereich, kommen die etablierten Automotive-Kommunikationstechnologien an die Grenze ihrer Leistungsfähigkeit. Ein neuer Ansatz für die Kommunikation zwischen Steuergeräten im Automobil ist der Einsatz von Ethernet. Echtzeit-Erweiterungen haben den Einsatzbereich von standard switched Ethernet auf zeitkritische Anwendungen ausgedehnt. Diese Arbeit leistet einen Beitrag zur Bewertung dieser neuen Konzepte, indem eine simulationsbasierte Evaluierungstrategie für die Ermittlung von Kenngrößen (Metriken) Echtzeit-Ethernet-basierter Vermittlungsinfrastrukturen entwickelt wird. Eine Überprüfung anhand einer Fallstudie einer realen Applikation zeigt, dass sich der entwickelte Evaluierungsprozess für erste Untersuchungen von Ethernet-basierten Automotive-Anwendungen gut eignet. Eine gründliche Analyse des Simulationsmodells, welche die Simulationsergebnisse mit Berechnungen eines mathematischen Modells und Messungen auf echter Hardware vergleicht, belegt die Gültigkeit der Implementierung und der mit ihr ermittelten Kenngrößen.
@MastersThesis{ s-reaam-11, author = {Till Steinbach}, title = {{Echtzeit-Ethernet f{\"u}r Anwendungen im Automobil: Metriken und deren simulationsbasierte Evaluierung am Beispiel von TTEthernet}}, month = feb, year = 2011, school = {Hochschule f{\"u}r Angewandte Wissenschaften Hamburg}, address = {Hamburg}, abstract = {Durch die Zunahme von elektronischen Systemen, insbesondere im Fahrerassistenz- und Komfortbereich, kommen die etablierten Automotive-Kommunikationstechnologien an die Grenze ihrer Leistungsf{\"a}higkeit. Ein neuer Ansatz f{\"u}r die Kommunikation zwischen Steuerger{\"a}ten im Automobil ist der Einsatz von Ethernet. Echtzeit-Erweiterungen haben den Einsatzbereich von standard switched Ethernet auf zeitkritische Anwendungen ausgedehnt. Diese Arbeit leistet einen Beitrag zur Bewertung dieser neuen Konzepte, indem eine simulationsbasierte Evaluierungstrategie f{\"u}r die Ermittlung von Kenngr{\"o}{\ss}en (Metriken) Echtzeit-Ethernet-basierter Vermittlungsinfrastrukturen entwickelt wird. Eine {\"U}berpr{\"u}fung anhand einer Fallstudie einer realen Applikation zeigt, dass sich der entwickelte Evaluierungsprozess f{\"u}r erste Untersuchungen von Ethernet-basierten Automotive-Anwendungen gut eignet. Eine gr{\"u}ndliche Analyse des Simulationsmodells, welche die Simulationsergebnisse mit Berechnungen eines mathematischen Modells und Messungen auf echter Hardware vergleicht, belegt die G{\"u}ltigkeit der Implementierung und der mit ihr ermittelten Kenngr{\"o}{\ss}en.}, type = {mastersthesis}, entrysubtype = {mastersthesis}, langid = {ngerman} }