Most-bus

Der MOST-Bus (Media Oriented Systems Transport, (Daten-)Transport in medien-orientierten Systemen) ist ein Netzwerk für Multimediadaten. Es handelt sich dabei um ein serielles Bus-system zur Übertragung von Audio-, Video-, Sprach- und Datensignalen über Lichtwellen-leiter (MOST25, MOST150) oder 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. Er wird für Multi-Media-Anwendungen 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, sondern deckt alle sieben Schichten des ISO-OSI-Modells der Datenkommuni-kation 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 (API), um die Gerätefunk-tionen nutzen zu können:

Die Kommunikationsfunktionen werden 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 Network Interface Controller (ehem. MOST-Transceiver) implementiert und setzen auf dem Physical Layer auf. Zwischen dem MOST Network Interface Controller (Schicht 2) und der API (Schicht 7) wickeln die MOST Network Services (ehem. 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 Ringtopologie 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. Virtuell können auch Stern- 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 liegenden Codierung können sich die Timing-Slaves ständig nachsynchronisieren.

MOST 25

Insgesamt steht mit MOST25 eine Bandbreite von ca. 23 Mbit/s zur Übertragung von Streaming- (synchrone Datenübertragung) und Paket-Daten (asynchrone Datenübertragung) zur Verfügung. Sie ist in 60 physikalische Kanäle gegliedert, die vom Anwender in Gruppen zu vier Bytes 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 bzw. 15 MPEG-1-Kanäle zur Audio-Video-Übertragung, die jeweils 4 Bytes (also 4 physikalische Kanäle, d.h. 1 Gruppe) benötigen. Die Übertragung von hochauflösenden, unkomprimierten Videodatenströmen ist mit MOST allerdings noch nicht möglich.

Ferner bietet MOST einen Kanal zur Übertragung von Kontrollbotschaften. Dazu steht bei einer Systemfrequenz von 44,1 kHz (angelehnt an den CD-Standard) u. der 16-fachen Taktfrequenz eine Bandbreite von 705,6 kbit/s zur Verfügung – oder mit anderen Worten: Pro Sekunde können 2670 Botschaften übertragen werden. Mit deren Hilfe können MOST-Geräte sowohl für synchrone wie asynchrone Datenübertragung konfiguriert werden. Natürlich können über den Kontrollkanal auch Nutzdaten übertragen werden.

Aufgrund des Protokoll-Overheads (bei segmentierter Übertragung sind nur 11 von 32 Bytes für die Applikation nutzbar) und der Einschränkung, dass ein MOST-Knoten nur ¹/₃ der Kontrollkanal-Bandbreite beanspruchen kann, ist jedoch die effektive Datenrate mit ca. 10 kByte/s sehr gering u. selbst diese geringe Datenrate setzt voraus, dass der HOST-Controller die max. mögliche Anzahl an Kontrollnachrichten (2670/3 = 890 Botschaften pro Sekunde) schnell genug bearbeiten kann.

Bei verschiedenen Automarken (Peugeot, Citroen, Fiat) werden zum Anschluss von Audio-geräten (Autoradio, CD-Player) bereits - wie in der Physical-Layer-Spezifikation vorgegeben - MOST-Stecker eingesetzt (Model 4+40, also 4 optische und 40 elektrische Verbindungen), wobei derzeit der eigentliche MOST-Bus noch nicht genutzt wird, sondern nur die analogen Lautsprecherausgänge und Versorgungsleitungen bestückt sind. Zum Anschluss handels-üblicher Audiogeräte sind sodann MOST-ISO-Adapter notwendig.

MOST wird u.a. im Audi A6/A8/Q7/A5/A4 mit MMI 7"-Farb-Bildschirm eingesetzt. Mittels einer Einspeisebox lassen sich dort auch bei Fahrzeugen ohne werksseitigen TV-Empfang mehrere externe Audio-Videoquellen anschließen.

MOST 50

Bei MOST50 ist mit 1024 bits pro Frame die Bandbreite verdoppelt. Es bleibt bei den aus MOST 25 bekannten drei Kanälen, allerdings erhält der Kontrollkanal eine flexible Länge und die Aufteilung zwischen Synchronem und Asynchronem Kanal lässt sich flexibler gestalten. Für MOST50 gibt es nur INICs für elektrische Übertragung über ungeschirmtes Unshielded Twisted Pair (UTP)-Kabel.

MOST 150

Der MOST150, der im Oktober 2007 vorgestellt wurde, vergrößert die Frames auf 3072 Bits, dem sechsfachen des MOST 25. Neben den drei bekannten Kanälen wurde ein Ethernet-Kanal (100Base-T) sowie die isochrone (d.h. zur gleichen Zeit) Übertragung auf dem synch-ronen Kanal eingeführt. Dies ermöglicht die Übertragung von synchronen Daten, die eine andere Frequenz benötigen als durch die Frame-Rate des MOST vorgegeben ist.

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 veröffentlicht hat, enthalten diese keine detaillierten Informationen über den Link Layer (z.B. über die Arbitrierungsalgorithmen oder die CRC-Polynome). Bislang sind außer den Chips des MOST-Erfinders SMSC Europe GmbH (ehemals OASIS Silicon Systems) nur Lösungen von Analog Devices und diverse FPGA Cores bekannt. Zu deren Steuerung & Handhabung sind Geräte der Firmen SMSC Europe GmbH, Vector Informatik GmbH, Telemotive AG und Optitas am Markt etabliert. Im März 2008 gaben SMSC und Harman/Becker bekannt, dass sie den Data Link Layer des MOST anderen Halbleiterherstellern gegen Lizenzgebühren offenlegen würden. ^[1]

2003 wurde das AUTOSAR Konsortium gegründet, das mit Hilfe eines neuen virtuellen Funktionsbus' neue Standards in der Elektrik/Elektronik-Entwicklung der Automobilindustrie zu definieren versucht. Durch Abstraktion von der zugrundeliegenden Hardware mittels einzelner, hardwarespezifischer Abstraktionmodule werden einzelne nicht-standardisierte Ressourcen als standardisierte Komponenten in der Softwarearchitektur dargestellt. Durch erhöhte Übersichtlichkeit und Wiederverwendbarkeit erhofft man sich hieraus Synergien bei Entwicklung und Prüfung der Systeme. - Wesentliche Eigenschaften einer solchen Abstraktion sind bereits seit jeher ein wesentliches Element von MOST. Daher gibt es bisher keine Bestrebungen, MOST in den AUTOSAR-Standard zu integrieren.

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+Teubner, 3. Auflage, 2008, ISBN 978-3-8348-0447-1
• Grzemba: MOST. Das Multimedia-Bussystem für den Einsatz im Automobil. Franzis, ISBN 978-3772341496

Einzelnachweise

1. ↑ Newsletter März 2008

Weblinks

• Webseite der MOST Cooperation (engl.)
• Webseite von SMSC (engl.)
• Product Line "Automotive Information Systems" von SMSC (engl.)