ABSICHERUNG
der Automotive
NETZWERKE
Ethernet-Kommunikation ist EXPERTENSACHE
Wie bei einem Nervensystem fließen die Daten des Fahrzeuges über Ethernet an die Fahrzeugsteuerung.
Auf dem Weg zum hochautomatisierten autonomen Fahren spielt Automotive Ethernet eine entscheidende Rolle. Jede Sekunde werden viele tausende Sensorinformationen zu Aktuatoren in Echtzeit übertragen. Eine unkontrollierte Störung im System kann das Fahrzeugverhalten negativ beeinflussen.
„Erfolg besteht darin, dass man genau die Fähigkeiten hat,
die im Moment gefragt sind.“ – Henry Ford
Ethernet-Kommunikation ist Expertensache
Wie bei einem Nervensystem fließen die Daten des Fahrzeuges über Ethernet an die Fahrzeugsteuerung.
„Erfolg besteht darin, dass man genau die Fähigkeiten hat, die im Moment gefragt sind.“ – Henry Ford
Auf dem Weg zum hochautomatisierten autonomen Fahren spielt Automotive Ethernet eine entscheidende Rolle. Jede Sekunde werden viele tausende Sensorinformationen zu Aktuatoren in Echtzeit übertragen. Eine unkontrollierte Störung im System kann das Fahrzeugverhalten negativ beeinflussen.
Herausforderungen,
die bei der Absicherung im Ethernet-Netzwerk
berücksichtigt werden müssen
Heraus-
forderungen,
Herausforderungen,
die bei der Absicherung im Ethernet-Netzwerk berücksichtigt werden müssen
01Gewährleistung der funktionalen Sicherheit
Die Systeme, welche in die Fahrzeugsteuerung eingreifen, müssen i. d. R. die Anforderungen der funktionalen Sicherheit (ISO26262) erfüllen.
Es muss nachgewiesen werden, dass in einem Fehlerfall (Fehler bei einer Signalquelle, Übertragungsfehler, Steuergerätefehler usw.) das System in einen sicheren Zustand überführt wird und die Fahrzeuginsassen nicht gefährdet werden. Solche Nachweise müssen unter anderem durch Fehlerinjektion in das Netzwerk erbracht werden. Das geschieht beim Test durch Manipulation der Netzwerkkommunikation (z. B. Man-in-the-Middle-Attack).
02 Spezifische Kundenanforderungen
Durch die wachsenden Möglichkeiten der Ethernet-Netzwerke steigen auch die Zahlen der spezifischen Anforderungen des Kunden.
Um diese zu erfüllen, gilt es eine abgestimmte Lösung basierend auf dem Framework zu entwickeln und diese in der Praxis funktionell zu gestalten.
03 Zuverlässige
Systeme
Die Zuverlässigkeit eines Systems, vor allem in kritischen Fahrsituationen, ist von essenzieller Bedeutung. Es ist nur eine Frage der Zeit,
bis Degradationszustände eintreten. So können diverse Sensoren oder Kameras beschmutzt sowie beschädigt werden. In diesen Situationen muss das Automobilsystem die richtigen Entscheidungen treffen. Hierfür sind intensive Tests erforderlich.
04 Komplexe
Umsetzung
In der Praxis ist die Umsetzung von zuverlässigen Tests immer mit Hürden verbunden. So müssen eine Vielzahl an
unterschiedlichsten Komponenten zusammen interagieren, um verwertbare Daten zu erhalten. Hier entstehen also komplexe Strukturen, die im Fall einer Manipulation besondere Handhabung erfordern. Zum einen müssen die Steuergeräte einwandfrei kommunizieren und zum anderen müssen sie bei möglichen Fehlern adäquat reagieren. Dies macht das Eingreifen in das Ethernet-Netzwerk äußerst komplex.
>> Das Problem: Die Norm der funktionalen Sicherheit fordert die Testdurchführung möglichst nah am Realsystem. Im Fall des Degradationstests bedeutet das, dass man in einem Teilsystem oder Gesamtfahrzeug alle möglichen Systemausfälle hervorrufen muss. Praktisch ist das unmöglich.
>> Die Lösung: Ein zuverlässiges Ethernet-Manipulationssystem. Damit können alle erdenklichen Fehler in das Netzwerk injiziert werden, um so die Sicherheit und Zuverlässigkeit der Funktionen und Kommunikation zu prüfen.
Fazit
Fazit
>> Das Problem: Die Norm der funktionalen Sicherheit fordert die Testdurchführung möglichst nah am Realsystem. Im Fall des Degradationstests bedeutet das, dass man in einem Teilsystem oder Gesamtfahrzeug alle möglichen Systemausfälle hervorrufen muss. Praktisch ist das unmöglich.
>> Die Lösung: Ein zuverlässiges Ethernet-Manipulationssystem. Damit können alle erdenklichen Fehler in das Netzwerk injiziert werden, um so die Sicherheit und Zuverlässigkeit der Funktionen und Kommunikation zu prüfen.
Fazit
Warum WALbit funktioniert
Mit unseren individuellen Lösungen passen wir uns an die Anforderungen des Kunden an. So können wir für jede spezielle Situation die beste Lösung bieten.
„Basierend auf unserem Framework entwickeln wir maßgeschneiderte Lösungen und erreichen so die
höchste Kundenzufriedenheit.“
wir maßgeschneiderte Lösungen und erreichen
so die höchste Kundenzufriedenheit.“
Warum WALbit funktioniert
Mit unseren individuellen Lösungen passen wir uns an die
Anforderungen des Kunden an. So können wir für jede
spezielle Situation die beste Lösung bieten.
Individuell
Unser Framework verfügt über ein API (Application Programming Interface), welches von den meisten Testmanagement-Werkzeugen angesteuert werden kann.
So können Sie wie gewohnt Testfälle im Werkzeug Ihrer Wahl entwickeln, verwalten und ausführen. Alternativ stellen wir eine speziell für unser Framework entwickelte Testautomatisierungsumgebung zur Verfügung.
Professionell
Professionalität ist uns sehr wichtig. Genau aus diesem Grund haben 100 % unserer Projektmitarbeiter einen akademischen Abschlussgrad.
Einfach
Die meisten Testangelegenheiten im Automotive Ethernet Umfeld werden durch unser Framework abgedeckt. So kann unsere integrierte Lösung, die WALbit Ethernet Box,
sowohl für Restbussimulation als auch für Netzwerk-Manipulation eingesetzt werden. Für die Integration brauchen wir lediglich die initiale Konfiguration vorzunehmen. Danach ist die Lösung als „Plug & Play“ Hardware einsatzbereit.
Effektiv
Wir haben Fahrzeugnetzwerke
– insbesondere Automotive Ethernet –
zu unserem Schwerpunkt gemacht. Unsere Netzwerkexperten erstellen ein Konzept
zu Ihren speziellen Anforderungen, unsere IT Experten entwickeln nach einem agilen Softwareentwicklungsprozess eine effektive Lösung dazu.
FALLSTUDIE
Degradation Fahrerassistenzsysteme
Herausforderung
Was passiert mit einem Fahrerassistenzsystem, wenn die zuständigen Sensoren ausfallen oder die Kamera durch Schmutz oder Gischt verdeckt ist? Die Funktionen müssen nach vordefiniertem Muster degradieren. Nachweise dazu müssen durch Tests möglichst nah am Realsystem bzw. Serienfahrzeug erbracht werden.
Schwierigkeit: Die Erzeugung aller notwendigen Fehlerzustände für Sensoren und Kameras im Projekt war die Herausforderung.
Lösung
Mit Hilfe der WALbit Ethernet Box konnten wir durch die Manipulation der Ethernet-Kommunikation alle notwendigen Fehlerzustände in bestimmten Fahrmanövern herstellen.
Ergebnis: Alle Testfälle waren automatisiert und konnten zu jeder Software-Freigabe automatisch die korrekte Reaktion der Fahrerassistenz nachweisen.
„Dank der Kooperation konnten wir unsere Ressourcen einsparen und uns auf unsere Kernaufgabe konzentrieren. Aufgrund der hohen Qualität, die uns geboten wurde, haben wir uns für eine langfristige Partnerschaft entschieden.“
FALLSTUDIE
Degradation Fahrerassistenzsysteme
Herausforderung
Was passiert mit einem Fahrerassistenzsystem, wenn die zuständigen Sensoren ausfallen oder die Kamera durch Schmutz oder Gischt verdeckt ist? Die Funktionen müssen nach vordefiniertem Muster degradieren. Nachweise dazu müssen durch Tests möglichst nah am Realsystem bzw. Serienfahrzeug erbracht werden.
Schwierigkeit: Die Erzeugung aller notwendigen Fehlerzustände für Sensoren und Kameras im Projekt war die Herausforderung.
Lösung
Mit Hilfe der WALbit Ethernet Box konnten wir durch die Manipulation der Ethernet-Kommunikation alle notwendigen Fehlerzustände in bestimmten Fahrmanövern herstellen.
Ergebnis: Alle Testfälle waren automatisiert und konnten zu jeder Software-Freigabe automatisch die korrekte Reaktion der Fahrerassistenz nachweisen.
„Die unkomplizierte Integration in unser System war ausschlaggebend für die Zusammenarbeit mit WALbit. Dank dem wirklich guten Service konnten wir unsere Testergebnisse immer planmäßig abliefern.“
Die WALbit Ethernet-Box
Die WALbit Ethernet-Box
01 Plug and
Play
Die Inbetriebnahme der Ethernet Box ist denkbar einfach. Nach dem Verbinden der Box über LAN oder WLAN wird das Netzwerk am Computer automatisch konfiguriert.
Danach stehen ein WebInterface zur Konfiguration des gesamten Testablaufs sowie ein Netzlaufwerk mit allen benötigten Dateien zur Verfügung. Somit ist auch ein einfaches Backup sowie Recovery jederzeit möglich.
02 Nachrichtenmani-
pulation Ethernet
Um die Manipulation von SOME/IP Botschaften durchzuführen, muss die entsprechende BroadR-Reach oder
1000BASE-T1 Leitung aufgetrennt und
mit der Ethernet Box verbunden werden. Danach stehen Befehle zum Verändern, Blockieren oder Einspeisen von Nachrichten zur Verfügung. Eine bedingte Manipulation sowie CRC-Berechnungen sind ebenfalls möglich.
03 Fahrzeug-
diagnose
Mithilfe der Diagnosefunktionalität sowie den passenden Steuergerätebeschreibungsdateien kann eine komplette Fahrzeugdiagnose durchgeführt werden.
Dies ist über einen OBD2-/Ethernet-Kabel oder direkt über das interne Fahrzeugnetz möglich.
04 Steuergeräte-
simulation
Die EthernetBox kann mehrere virtuelle Steuergeräte simulieren. Diese können SOME/IP Services anbieten und abonnieren. So können Steuergeräte erstellt werden,
welche nicht im realen Testaufbau vorhanden sind.
05 Testreport mit
Bewertung
Bei jeder Testausführung wird ein Report generiert. Seine Struktur und farbliche Markierung lassen auf einen Blick erkennen,
ob der Testfall erfolgreich oder fehlerhaft
durchgeführt wurde. Diese Ergebnisse können einfach mit Erwartungswerten verglichen und bewertet werden.
06 Ablauf-
steuerung
Es sind zwei Betriebsarten möglich. Im manuellen Testbetrieb können Testfälle über die Weboberfläche einzeln ausgeführt und das Ergebnis eingesehen werden.
Im automatischen Modus können Testfälle an Triggerbedingungen geknüpft und in einem Testset hintereinander ausgeführt werden. So kann ein Testfall beispielsweise bei Änderung des Fahrzeugzustandes oder einem bestimmten Signalwert auf einem unterstützen Bus gestartet werden.
07 Testfall-
erstellung
Testfälle sowie Testsets, welche eine Abfolge mehrerer Testfälle enthalten, können komfortabel über ein Webinterface erstellt werden.
Dazu stehen verschiedene Befehle sowie Kontrollstrukturen zur Verfügung.
08 Ansteuerung
externer Hardware
Über einen Messtechnik CAN kann die Ethernet Box zusätzliche Hardware steuern. Damit können zum Beispiel Relais geschaltet, nicht unterstützte Busse manipuliert oder
sogar eine komplexe Ablaufsteuerung mit einem Fahrroboter realisiert werden.
09 Integration
Testautomatisierung
Sollte bereits ein Testautomatisierungs-
werkzeug verwendet werden, so kann die Ethernet Box über ein REST-Interface ferngesteuert werden.
So ist es möglich, alle Ethernet Box-Funktionen aus einem Dritt-Tool heraus zu nutzen.
10 CAN
Gateway
Mit der Ethernet Box kann ein Gateway erstellt werden, um die Ethernet-Signale auf einem CAN-Bus verfügbar zu machen. So kann beispielsweise eine Zusatzhardware ohne Ethernet-Unterstützung bedient werden.
11 Individuelle
Features
Haben Sie weitere Fragen oder benötigen Sie eine individuelle Funktionalität? Wir beraten Sie gerne und realisieren eine auf Ihr Projekt maßgeschneiderte Lösung!
Geschäftsführung von WALbit
Vadym Alyokhin
Martin Walcher
Ansprechpartner an Ihrer Seite
Vadym und Martin sind die Gründer und Geschäftsführer von WALbit. Durch ihre facettenreichen Erfahrungen in der Automobilbranche helfen sie ihren Kunden im Bereich Automobile Kommunikationsmedien.
Geschäftsführung von WALbit
Vadym Alyokhin
Martin Walcher
Ansprechpartner an Ihrer Seite
ISO 9001
zertifiziert.
Die WALbit Broschüre
Ethernet-Kommunikation
WALbit ist Experte für die Absicherung der Automotive Netzwerke. Unsere Broschüre geht hierbei speziell auf die Absicherung der Ethernet-Kommunikation im Fahrzeug ein und zeigt folge Punkte auf:
- // Herausforderungen der Absicherung im Ethernet-Netzwerk
- // Wie Sie funktionale Sicherheit im Gesamtsystem testen können
- // Wie Sie mit bewährten Lösungen Ihre bestehende Testlandschaft optimieren
Wir sind nach
ISO 9001
zertifiziert.
Die Ergebnisse unseres TISAX-Assessments können bei berechtigtem Interesse über das ENX TISAX-Portal eingesehen werden.
Interesse geweckt?
unter info@walbit.de. Wir freuen uns auf Sie!
Die WALbit Broschüre
Ethernet-Kommunikation
WALbit ist Experte für die Absicherung der Automotive Netzwerke. Unsere Broschüre geht hierbei speziell auf die Absicherung der Ethernet-Kommunikation im Fahrzeug ein und zeigt folge Punkte auf:
- // Herausforderungen der Absicherung im Ethernet-Netzwerk
- // Wie Sie funktionale Sicherheit im Gesamtsystem testen können
- // Wie Sie mit bewährten Lösungen Ihre bestehende Testlandschaft optimieren
Interesse geweckt?
Kontaktieren Sie uns jetzt & buchen Sie Ihre kostenlose Erstberatung unter info@walbit.de. Wir freuen uns auf Sie!
