While vehicle technology is rapidly advanced, advanced driver assistance system (ADAS) stays in focus. However, all of these growing automotive applications are driving up the bandwidth requirements, therefore vehicle networks require higher bandwidth and more deterministic real-time guarantees than before.Switched Ethernet is widely used for all kinds of applications, and it gradually moves into the automotive domain. The new specification of the IEEE 802.1 Audio/Video Bridging (AVB) standard provides the QoS features needed for ADAS data streaming.In this work, we study and analyse Ethernet-based invehicle communication of both legacy Ethernet and AVB Ethernet through a simulation approach to verify the automotive network performance. Furthermore, a system engineering approach is used to achieve a more model-based design of simulation and developing prototypes in the future. / Samtidigt som fordonsteknologin ökar snabbt, är det system för avancerad förarassistans (advanced driver assistance systems, ADAS) som står i fokus. Dessa ökande fordonsapplikationer driver på bandbreddskraven, och därför kräver fordonsnätverken högre bandbredd och mer determinisktiska realtidskrav än tidigare.Switchat nätverk (Switched Ethernet) används i alla möjliga applikationer och flyttar gradvis in i fordonsdomänen. Den nya specificationen av standarden IEEE 802.1 Audio/Video Bridging (AVB) tillhandahåller QoS (Quality of Service) funktioner för ADAS dataöverföring.I den här avhandlingen undersöks och analyseras Ethernetbaserad fordonskommunikation av både vanligt nätverk (Ethernet) och AVB Ethernet genom simulering för att verifiera nätverksprestandan för fordonsnätverket i fråga. En systemingenjörsinriktning har använts för att skapa en mer modell-baserad design av simuleringen, som även kan användas för att utveckla prototyper i framtiden.

Dans cette thèse, nous analysons les réseaux des systèmes temps-réel distribués et plus particulièrement ceux des domaines de l’avionique et de l’automobile. Nous nous sommes focalisés sur deux protocoles : « Avionic Full DupleX Switched Ethernet » (AFDX), « Audio Vidéo Bridging Ethernet » (AVB). Dans ces domaines critiques, le déterminisme du réseau doit être garanti. Il consiste, notamment, en la détermination d’une borne garantie du délai de bout en bout de traversée du réseau pour chaque trame ; et un dimensionnement des files d’attente des trames suffisamment grand pour garantir qu’aucune d’entre elle ne débordera et ainsi, éviter toute perte de trame.Il existe plusieurs méthodes pour l’évaluation des délais et nous avons, principalement, travaillé sur la méthode « Forward end-to-end delay Analysis » (FA). FA avait déjà été définie avec la politique d’ordonnancement « First-In-First-Out » dans le contexte de l’AFDX. Nous sommes repartis de cette approche, nous l’avons reformulé et généralisé à n’importe quel réseau Ethernet commuté. Nous l’avons aussi étendu aux priorités statiques et au protocole AVB et sa politique de service « Credit Based Shaper ». Pour chaque contribution, des démonstrations formelles ont été présentées et une expérimentation incluant une comparaison de FA avec les principales approches d’évaluation sur un exemple industriel. Finalement, nous avons développé et démontré formellement une approche pour le dimensionnement des files d’attente en termes de nombre de trames. Cette approche a été expérimentée également sur une configuration industrielle. / In this thesis, we analyze networks in the context of distributed real-time systems, especially in the fields of avionics, with “Avionics Full DupleX Switched Ethernet” (AFDX), and automobile, with “Audio Video Bridging Ethernet” (AVB). For such applications, network determinism needs to be guaranteed. It involves, in particular, assessing a guaranteed bound on the end-to-end traversal time across the network fr each frame; and dimensioning the buffers in order to avoid any loss of frame because of a buffer overflow.There are several methods for worst-case delay analysis, and we have mainly worked on the “Forward end-to-end Delay Analysis” (FA) method. FA had already been developed for “First-In-First-Out” scheduling policy in the AFDX context, so we generalized it to any Switched Ethernet network. We have also extended it to handle static priorities and the AVB protocol, shaping policy named “Credit Based Shaper” (CBS). Each contribution has been formaly proved and experiments have been led on industrial configurations. For our experimentations, we have compared our results with the results of competing approaches. Finally, we have developed and formally demonstrated an approach for buffer dimensioning in terms of number of frames. This approach has also been tested on an industrial configuration and has produced tight bounds.