Online-Bibliothek

MOST-Bus

Der MOST-Bus (MOST = Media Oriented Systems Transport) ist ein Netzwerk für Multimediadaten.

Es handelt sich dabei um ein serielles Bussystem zur Übertragung von Audio- und Video-, Sprach- und Datensignalen über Lichtwellenleiter (MOST25) oder über elektrische Leiter (MOST50). Physikalisch betrachtet handelt es sich bei MOST immer um eine Ringtopologie. Trotz seiner seriellen Natur gehört der MOST-Bus nicht zu den Feldbussen. MOST wird für Multimediaanwendungen im Auto verwendet und basiert auf synchroner Datenkommunikation.

Grundlagen der Kommunikation

MOST beinhaltet laut Spezifikation nicht nur die Definition des Physical Layers und des Data Link Layers. MOST deckt alle sieben Schichten des ISO/OSI-Modells der Datenkommunikation ab. Einheitliche Schnittstellen vereinfachen die Implementierung des MOST-Protokolls in Multimediageräte.

Für den Anwendungsentwickler stellt sich MOST in erster Linie als eine Protokolldefinition dar. Diese bietet dem Anwender eine einheitliche Schnittstelle (Application Programming Interface - API) um die Gerätefunktionalität benutzen zu können.

Die Kommunikationsfunktionalität wird von den MOST-System-Services erbracht: Low-Level-System-Services, Basic-Layer-System-Services und Application-Socket. Die Low-Level-System-Services (Schicht-2-Dienste) sind in einem MOST-Transceiver implementiert und setzen auf dem Physical Layer auf. Zwischen dem MOST-Transceiver und der API (Schicht 7) wickeln die MOST NetServices, bestehend aus den Basic-Layer-System-Services (Schicht 3,4,5) und dem Application-Socket (Schicht 6), das MOST-Protokoll ab.

MOST-Netzwerke

Ein MOST-Netzwerk, in der Regel als Ring ausgeführt, kann bis zu 64 MOST-Geräte umfassen. Sowohl die Eingliederung als auch das Entfernen eines MOST-Gerätes verursacht aufgrund der Plug&Play-Funktionalität keinen großen Aufwand. Es können virtuell auch Sterntopologien oder andere Topologien aufgebaut werden - bei sicherheitskritischen Anwendungen kommen Doppelringe zum Einsatz. Auch Hubs oder Switches sind möglich, jedoch im Automobil derzeit noch nicht etabliert.

In einem MOST-Netzwerk übernimmt ein MOST-Gerät die Rolle des Timing-Masters, der kontinuierlich MOST-Frames in den Ring einspeist. Die zu Beginn der Übertragung eines MOST-Frames versendete Präambel dient den Timing-Slaves zur Synchronisation. Über die der synchronen Übertragung zugrunde gelegten Codierung können sich die Timing-Slaves ständig nachsynchronisieren.

Insgesamt steht mit MOST25 zur Übertragung von Streaming- (synchrone Datenübertragung) Paket-Daten (asynchrone Datenübertragung) eine Bandbreite von circa 23 MBaud zur Verfügung. Diese ist in 60 physikalische Kanäle gegliedert, die vom Anwender selektiert und konfiguriert werden können. Zur Allokation (und Deallokation) der physikalischen Kanäle stellt MOST zahlreiche Dienste und Mechanismen zur Verfügung.

MOST25 unterstützt bis zu 15 unkomprimierte Stereo-Audio-Kanäle in CD-Qualität oder bis zu 15 MPEG1-Kanäle zur Audio-Video-Übertragung. Die Übertragung von hochauflösenden, unkomprimierten Videodatenströmen ist mit MOST allerdings noch nicht möglich. Gleichzeitig bietet MOST einen Kanal zur Übertragung von Kontrollbotschaften. Dazu steht bei einer Systemfrequenz von 44,1 kHz eine Bandbreite von 705,6 kbit/s zur Verfügung - oder mit anderen Worten: pro Sekunde können 2670 Kontrollbotschaften übertragen werden. Mit Hilfe der Kontrollbotschaften können MOST-Geräte sowie die synchrone bzw. asynchrone Datenübertragung konfiguriert werden. Natürlich können über den Kontrollkanal auch Nutzdaten übertragen werden. Aufgrund des Protokolloverheads (bei segmentierter Übertragung sind 11 von 32 Bytes für die Applikation nutzbar) und der Einschränkung, dass ein MOST-Knoten nur 1/3 der Kontrollkanal-Bandbreite beanspruchen kann, ist die effektive Datenrate mit ca. 10 kByte/s jedoch sehr gering. Auch diese geringe Datenrate setzt voraus, dass der HOST-Controller die max. mögliche Anzahl an Kontrollnachrichtigen (2670/3 = 890 Msg./s) auch schnell genug bearbeiten kann.

MOST Cooperation

Durch die MOST Cooperation, die 1998 gegründet wurde, ist die MOST-Technologie zum Standard für gegenwärtige und zukünftige Anforderungen in der Multimedia-Vernetzung im Kfz geworden.

Infrastruktur

Obwohl die MOST Cooperation bereits seit einigen Jahren Spezifikationen zum MOST Bus veröffentlich hat, enthalten diese keine detaillierten Informationen über den Link Layer (z.B. über die Arbitrierungsalgorithmen oder CRC-Polynome). Bislang sind außer den Chips des MOST Erfinders SMSC Europe GmbH (ehemals OASIS SiliconSystems) nur Lösungen von Analog Devices und diverse FPGA Cores bekannt. Als Tools sind Geräte der Firmen SMSC Europe GmbH, Vector Informatik GmbH und Optitas am Markt etabliert.

2003 wurde das AUTOSAR Konsortium gegründet, welches mit Hilfe eines neuen virtuellen Funktionsbus neue Standards in der E/E-Entwicklung der Automobilindustrie zu beschreiben versucht. Durch Abstraktion von der zugrundeliegenden Hardware durch einzelne hardwarespezifische Abstraktionmodule werden einzelne nichtstandardisierte Ressourcen als standardisierte Komponenten in der Softwarearchitektur dargestellt. Man erhofft sich hieraus Synergien bei Entwicklung und Prüfung der Systeme durch erhöhte Übersichtlichkeit und Wiederverwendbarkeit. Wesentliche Eigenschaften einer solchen Abstraktion sind bereits seit jeher ein wesentliches Element von MOST. Bisher gibt es keine Bestrebungen, MOST in den AUTOSAR-Standard zu integrieren.

Weblinks

• Webseite der MOST Cooperation (engl.)

• Webseite von SMSC (engl.)

• Product Line "Automotive Infotainment Systems" von SMSC (engl.)

SMSC und MOST sind eingetragene Warenzeichen der Standard Microsystems Corporation ("SMSC"). Der MOST Cooperation ist die Marke zur kostenlosen Nutzung überlassen.

Literatur

• Werner Zimmermann / Ralf Schmidgall : Bussysteme in der Fahrzeugtechnik - Protokolle und Standards. Vieweg, ISBN 3-8348-0166-6 bzw. ISBN 978-3-8348-0235-4