Moderne Autos müssen in Sekundenbruchteilen reagieren. Sensoren erfassen die Umgebung, Assistenzsysteme warnen vor Gefahren, Kameras liefern Bilder. All diese Daten müssen gleichzeitig und exakt zum richtigen Zeitpunkt ankommen. Das Fraunhofer-Institut für Photonische Mikrosysteme IPMS in Dresden hat dafür einen neuen digitalen Baustein entwickelt, der Daten deutlich schneller und zuverlässiger durch ein Netzwerk schickt.
Der neue 10G TSN-Endpoint ermöglicht Übertragungsraten von bis zu zehn Gigabit pro Sekunde. Das ist etwa zehnmal schneller als bisherige Lösungen des Instituts. Gleichzeitig sorgt er dafür, dass die Daten nicht nur schnell, sondern auch in genau festgelegten Zeitfenstern ankommen. Gerade in sicherheitskritischen Anwendungen ist das entscheidend.
Präzision im Milliardstel-Sekunden-Bereich
Die Besonderheit liegt in der Zeitsynchronisation. Der neue Baustein stimmt alle Geräte im Netzwerk so genau aufeinander ab, dass ihre Uhren um weniger als zehn Nanosekunden voneinander abweichen. Eine Nanosekunde ist ein Milliardstel einer Sekunde. Diese extreme Genauigkeit wird direkt in der Hardware erreicht, also in der elektronischen Schaltung selbst. Das macht die Synchronisation besonders stabil und schnell.
"Mit unserem neuen 10G TSN-Endpunkt erweitern wir unser Portfolio um eine wichtige Ausbaustufe“, sagt Alexander Noack, Bereichsleiter Data Communication & Computing am Fraunhofer IPMS. Damit wolle man Netzwerke ermöglichen, die auch bei sehr hohen Datenmengen exakt funktionieren.
Vom autonomen Auto bis zur smarten Fabrik
In modernen Fahrzeugen kann der Baustein als zentrales Rückgrat dienen, etwa für Assistenzsysteme, Infotainment oder Bordcomputer. Auch wenn mehrere Kameras, Radar- und Lasersensoren gleichzeitig Daten senden, kommen diese ohne Verzögerung und im richtigen Takt an. In der Industrie sorgt die Technologie dafür, dass Roboter, Maschinen und Bildverarbeitungssysteme exakt synchron zusammenarbeiten. Das erhöht die Zuverlässigkeit und Effizienz von Produktionsanlagen.
Im Förderprojekt CeCas entwickelt das Fraunhofer IPMS zudem eine leistungsstarke Rechnerplattform für hochautomatisierte Fahrzeuge, in der bereits noch schnellere Lösungen getestet werden. Weitere Netzwerk-Komponenten sollen noch in diesem Jahr folgen.
