CN101465779A - 中央车载电子系统的联网方法和系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种利用具有音视频桥接的以太网的中央车载电子系统的方法和系统。车载电子设备通过一个或多个以太网链路通信连接,并且可利用音视频桥接在电子设备之间通过以太网链路进行信息通讯。在所述电子设备间进行多媒体、控制、诊断和传感信息中的至少一种信息的通讯。因此,可通过AVB在所述一个或多个以太网链路上预留资源以为多媒体、控制、诊断和传感信息中的一种信息提供优先权。本发明利用MACsec以及相关协议保护所述设备之间传送的信息。所述电子设备中可具有两个或多个网络端口,并且在所述两个或多个网络端口之间能够进行数据包转发。所述以太网链路包括光缆和/或铜电缆电路。
Description
技术领域
本发明涉及车载电子设备,更具体地说,涉及一种利用具有音视频桥接的以太网的中央车载电子系统的方法和系统。
背景技术
从提供通讯连接到辅助日常事务,再到娱乐消遣,电子设备在人们的日常生活中的重要性正与日俱增。相应地,现今的汽车上也配置了各种先进的电子设备。例如,车载电子设备包括:高级立体声音响系统、导航设备、备份辅助摄像机以及逐渐增多的诊断传感器等。因此,各种电子设备的安装与协作运行变得日趋复杂化并且成本也在不断升高。其中,由电子设备间的连接带来的成本及复杂度正是现今车载电子系统的问题所在。因此,目前在汽车产业中的那些专用物理媒体通常会很昂贵。此外,现行的车载网络标准,例如MOST以及IDB-1394技术,尚不够成熟并且对于高数据传输率的表现还未经验证。另外,车载电子设备网络所采用的非标准设备、连接器和/或协议会进一步导致成本和复杂度的上升。因此,传统的车载电子系统成本高、复杂并且升级难度大。
比较本发明后续将要结合附图介绍的系统,现有技术的其它局限性和弊端对于本领域的普通技术人员来说是显而易见的。
发明内容
本发明提供了一种利用具有音视频桥接的以太网的中央车载电子系统的方法和系统,结合至少一幅附图进行了充分的展现和描述,并在权利要求中得到了更完整的阐述。
根据本发明的一个方面,本发明提出一种联网方法,包括:
通过一个或多个以太网链路在汽车内的两个或多个电子设备之间进行信息通讯,其中,所述两个或多个电子设备通过所述一个或多个以太网链路相互通信连接。
优选地,所述方法进一步包括:利用音视频桥接技术和/或音视频桥接扩展技术进行所述信息通讯。
优选地,所述方法进一步包括:在汽车内的所述两个或多个电子设备间传送多媒体、控制、诊断和感应信息中的至少一种。
优选地,所述方法进一步包括:在利用音视频桥接技术和/或音视频桥接扩展技术的所述一个或多个以太网链路上预留资源以为多媒体、控制、诊断和感应信息中的一种信息提供优先级。
优选地,所述方法进一步包括:利用MACsec以及相关协议保护所述信息。
优选地,所述两个或多个电子设备包括光驱、数字媒体播放器、收音机、显示器、扬声器、卫星收音机、音频放大器、图像捕捉设备、卫星导航系统、交换机、桥接器、路由器以及诊断传感器或监视器中的至少一种。
优选地,所述两个或多个电子设备中的至少一个包括有两个或多个网络端口,并且在所述两个或多个网络端口之间能够进行数据包转发。
优选地,所述一个或多个以太网链路能够允许所述汽车内的所述两个或多个电子设备之间出现一个或多个冗余路径。
优选地,所述两个或多个电子设备能够通过所述一个或多个以太网链路内的多个并行物理信道进行通讯,其中,每个物理信道上的数据率与所述多个物理信道的信道数目成反比。
优选地,所述一个或多个以太网链路包括光缆和/或铜电缆线路。
优选地,所述方法进一步包括:在通过所述一个或多个以太网链路进行通讯之前,将所述信息封包到一个或多个以太网数据包中。
优选地,根据HDMI、DisplayPort和/或MPEG规范对所述信息进行格式化。
根据本发明的另一方面,本发明提出一种联网系统,包括:
一个或多个用于车载电子系统的电路,所述一个或多个电路通过一个或多个以太网链路在所述车载电子系统内的两个或多个电子设备之间进行信息通讯,其中,所述两个或多个电子设备通过所述一个或多个以太网链路相互通信连接。
优选地,所述一个或多个电路利用音视频桥接技术和/或音视频桥接扩展技术进行所述信息通讯。
优选地,所述一个或多个电路在汽车内的所述两个或多个电子设备间传送多媒体、控制、诊断和传感信息中的至少一种。
优选地,所述一个或多个电路在利用音视频桥接技术和/或音视频桥接扩展技术的所述一个或多个以太网链路上预留资源以为多媒体、控制、诊断和传感信息中的一种信息提供优先级。
优选地,所述一个或多个电路利用MACsec以及相关协议保护所述信息。
优选地,所述两个或多个电子设备包括光驱、数字媒体播放器、收音机、显示器、扬声器、卫星收音机、音频放大器、图像捕捉设备、卫星导航系统、交换机、桥接器、路由器以及诊断传感器或监视器中的至少一种。
优选地,所述两个或多个电子设备中的至少一个包括有两个或多个网络端口,并且在所述两个或多个网络端口之间能够进行数据包转发。
优选地,所述一个或多个以太网链路能够允许所述汽车内的所述两个或多个电子设备之间出现一个或多个冗余路径。
优选地,所述两个或多个电子设备能够通过所述一个或多个以太网链路内的多个并行物理信道进行通讯,其中,每个物理信道的数据率与所述多个物理信道的信道数目成反比。
优选地,所述一个或多个以太网链路包括光缆和/或铜电缆线路。
优选地,所述一个或多个电路在通过所述一个或多个以太网链路进行通讯之前,将所述信息封包到一个或多个以太网数据包中。
优选地,根据HDMI、DisplayPort和/或MPEG规范对所述信息进行格式化。
本发明的各种优点、各个方面和创新特征,以及其中所示例的实施例的细节,将在以下的描述和附图中进行详细介绍。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明,附图中:
图1是本发明一实施例中能够实现网络数据收发、支持音视频桥接(AVB)的音\视频设备的结构示意图;
图2是本发明一实施例中通过网络进行数据传输的示意图;
图3是本发明一实施例的车载电子设备网络的示意图;
图4是本发明一实施例的另一车载电子设备网络的示意图;
图5是本发明一实施例的在汽车内通过一个或多个以太网链路进行多媒体信息和/或控制信息通讯的步骤流程图。
具体实施方式
本发明的具体实施例涉及一种利用具有音视频桥接的以太网的中央车载电子系统的方法和系统。在本发明的各实施例中,车载电子设备通过一个或多个以太网链路通信连接,并且可利用音视频桥接技术在电子设备之间通过以太网链路进行信息通讯。在所述电子设备间进行多媒体、控制、诊断和传感信息中的至少一种通讯。因此,可通过AVB在所述一个或多个以太网链路上预留资源以为多媒体、控制、诊断和传感信息中的一种信息提供优先权。利用MACsec以及相关协议保护所述设备之间通讯信息的安全。示例的电子设备包括光驱、数字媒体播放器、收音机、显示器、扬声器、卫星收音机、音频放大器、图像捕捉设备、卫星导航系统、交换机、桥接器、路由器以及诊断传感器或监视器。所述电子设备中的至少一个包括有两个或多个网络端口,并且在所述两个或多个网络端口之间能够进行数据包转发。在所述电子设备之间存在一个或多个冗余路径。所述电子设备能够通过所述一个或多个以太网链路内的多个并行物理信道进行通讯,其中,每个物理信道的数据率与所述多个物理信道的信道数目成反比。所述以太网链路包括光纤和/或铜电缆。在通过所述一个或多个以太网链路进行通讯之前,将所述信息封装到一个或多个以太网数据包中。因此,可根据HDMI、DisplayPort和/或MPEG规范对所述封装的信息进行格式化。
图1是本发明一实施例中能够实现网络数据收发、支持音视频桥接和音视频桥接扩展(任意组合形式在此都叫做AVB)的设备的结构示意图。如图1所示,图中示出支持AVB的设备100,包括:主机106以及局域网(LAN)子系统114。在本发明的各种实施例中,所述设备包括非关键业务车载电子设备,例如:立体声音响、数字媒体播放器、导航系统、视频摄像机、显示器、扬声器或者其它多媒体设备。在本发明的其他实施例中,所述设备可包括关键业务车载电子设备,例如:中央计算机系统或者任意一种诊断传感器或者监视器。
主机106可包括适当的逻辑器件、电路和/或代码以用于实现OSI模型上面五层的运行和/或功能操作。因此,主机会生成用于网络传输的数据包和/或对这些数据包进行处理,并且还会对从网络接受到的数据包进行处理。因此,主机106可通过执行相应指令和/或运行一种或多种应用程序来为本地用户和/或一个或多个远程用户或网络节点提供服务。在本发明的不同实施例中,主机106可采用一种或多种安全协议,例如,IPsec。因此,对于关键业务设备来说安全协议是至关重要的。
LAN子系统114包括介质访问控制(MAC)模块108和PHY 110。在本发明的各实施例中,LAN子系统114可支持不同的数据率,例如10Mbps、100Mbps、1000Mbps(或1Gbps)、2.5Gbps、4Gbps、10Gbps或40Gbps。因此,PHY设备110可支持标准数据率和/或非标准数据率。此外,LAN子系统114可对与其通信连接的链路进行诊断。因此,可及时检测到链路的开路或短路,从而保证了以太网链路的质量。
MAC模块108可包括适当的逻辑器件、电路和/或代码以用于对支持AVB的设备100内的数据链路层即层2的操作和/或功能进行处理。因此,对于输出的数据,MAC 108会从主机100处接收数据,添加头部信息或者将数据打包以供通过网络进行路由,并且将数据传送给PHY 110。类似地,对于输入的数据,MAC 108会从PHY处接收比特,将比特重组成数据包并将这些数据包传送给主机106。在本发明的不同实施例中,MAC控制器108可通过配置来执行以太网协议,例如那些基于IEEE 802.3标准的以太网协议。此外,MAC控制器108还可执行AVB协议,例如IEEE 801.1Qat以及IEEE 802.1Qav。除此而外,MAC控制器还可执行安全协议,例如IEEE 802.1ae(MACSec)以及相关协议,比如IEEE 802.1af和IEEE 802.1ar。
PHY 110可包括适当的逻辑器件、电路和/或代码以用于对物理层符号通过物理媒质进行收发。因此,PHY 110可接收来自MAC 108的数据,将数据转换为一个或多个物理层符号,并且将所述符号施加到物理媒质上。类似地,PHY 110可接收物理层符号,对符号进行处理以提取出符号所代表的数据比特,并且将所述数据比特传送到MAC 108。在本发明的各种实施例中,为了支持AVB,PHY 110需要能够根据相应的数据发送和/或接收来生成时间戳。在本发明的不同实施例中,PHY 110可与一种或多种不同的物理媒质例如铜、光纤和/或底板相连接。因此,由于以太网的大规模使用,以太网的连线或其他物理媒质与其它技术的相应连线和/或物理媒质相比起来成本低廉和/或易于找到。在本发明的各实施例中,收发器110a可支持标准和/或扩展链路长度和/或运行范围。PHY 110支持扩展链路长度的技术方法已经在申请日为2007年3月15日的美国专利申请11/686,867以及申请日为2007年3月15日的美国专利申请11/686,852中公开,在此全文引用。因此,虽然对于车载电子系统来说,扩展范围并非必须,但是用于以太网链路范围扩展的方法和系统仍然可以被用来提高以太网链路的电磁发射效率和/或承受力。由于车载电子系统存在较高程度的干扰,因此可能需要使用具有较低电磁发射效率和/或承受力的以太网链路。在本发明的具体实施例中,传统方法中采用第一数据率F1通过‘N’个物理信道进行通讯的数据在本实施例中会采用数据率F1*(N/M)通过‘M’个物理信道进行通讯,其中,M和N是大于等于1的整数。
图2是本发明一实施例中通过网络进行数据传输的示意图。如图2所示,图中示出非关键业务设备包括源端202以及客户端206,二者通过网络204进行多媒体数据交换。在保证服务质量的前提下,利用AVB能够在将音频与视频分配给不同车载设备时实现音视频同步。因此,音频或视频会被路由给汽车内的不同设备和/或不同数量的设备。此外,AVB还可以实现车载电子系统内不同组件之间进行高清晰多媒体数据流的传输。另外,AVB还可以对传入和/或来自一个或多个车载电子设备的数据进行优先级划分。例如,蜂窝电话通过蓝牙与车载电子网络相连,当有电话呼入时,音乐播放会被暂停并且将来自电话的语音信号路由给扬声器。
车载电子网络的关键任务组件与源端202及客户端206类似,但是这些组件之间的主要进行的是诊断或传感信息交换,而非多媒体或导航信息。因此,在保证服务质量的前提下,利用AVB能够将关键业务与非关键业务设备合成在一个单一车载网络中,而无需分别为关键业务与非关键业务设备建立独立的网络。因此,对于像诊断传感数据这类的关键业务信息往往会在车载网络中被给予一定的优选级。
网络214可包括一个或多个物理链路和/或网络硬件设备。在本发明的具体实施例中,网络210可包括一个或多个以太网交换机,这些交换机都是具有AVB功能的,和/或包括有一条或多条非屏蔽双绞线,每一端具有8P8C模块连接器。在本发明其他实施例中,该物理链路可以是光纤或者底板。
源端202可包括适当的逻辑器件、电路和/或代码以用于生成和/或输出数据。因此,源端202可用于生成和/或处理数据并将数据传送至远程客户端。例如,源端202可以是媒体播放器、导航系统或者视频摄影机,并且与图1中所述的支持AVB的设备100类似或相同。例如,源端202可生成和/或输出多媒体数据,并且包括GPU(图形处理器)203、声卡205以及LAN子系统210a。GPU 203可包括适当的逻辑器件、电路和/或代码以用于生成图形和/或视频数据。因此,从GPU 203输出的视频和/或图形的各种特性,包括分辨率、编码、格式、压缩、加密、数据率等等的各种变化都不脱离本发明的保护范围。例如,GPU 203的输出还可支持高清视频720p、1080i、1080p,或者更高分辨率。声卡205可包括适当的逻辑器件、电路和/或代码以用于生成音频数据。因此,声卡205输出的音频流的各种特性,包括分辨率、编码、格式、压缩、加密、数据率等的各种变化都不脱离本发明的保护范围。例如,声卡205可以支持并输出采样频率为44.1KHz、96KHz、192KHz或者更高频率的音频数据。LAN子系统210a可包括适当的逻辑器件、电路和/或代码以用于实现网络的数据发送和/或接收,所述数据包括多媒体数据和/或时敏数据。LAN子系统210a可利用AVB。LAN子系统210可利用以太网协议将数据发送至网络210和/或接收来自网络210的数据。此外,LAN子系统还包含加密、解密、格式化、编码、打包、压缩、解压或其他多媒体数据处理功能。
客户端206可包括适当的逻辑器件、电路和/或代码以用于表现和/或呈现数据。例如,客户端206可以是用于接收和处理来自一个或多个传感器的诊断信息以便控制车载系统一项或多项功能运作的中央计算模块。此外,客户端206还可以是用于接收音频和/或视频数据并且对接收的数据进行处理以向汽车使用者呈现的多媒体设备。例如,客户端206可包括显示器205、一个或多个扬声器207以及LAN子系统210b。显示器205可包括适当的逻辑器件、电路和/或代码以用于接收视频数据并将视频播放给用户。因此,显示器205可对视频和/或图形进行渲染、格式化、解压、解密或其他处理以便呈现给用户。扬声器207可包括适当的逻辑器件、电路和/或代码以用于接收音频数据并播放给用户。因此,扬声器207可对音频进行渲染、格式化、解压、解密或其他处理以便呈现给用户。LAN子系统210b可包括适当的逻辑器件、电路和/或代码以用于在网络上进行数据的发送和/或接收。LAN子系统210a可利用AVB。LAN子系统210可利用以太网协议将数据发送至网络210和/或接收来自网络210的数据。此外,LAN子系统可对多媒体数据进行格式化、编码、打包、压缩、解压、加密、解密或其他处理。
在运行中,GPU 203可生成视频和/或图形数据,并且将生成的视频和/或图形数据传送至LAN子系统210a以便进行进一步处理、格式化或者根据一种或多种标准进行打包。在本发明的各种实施例中,GPU 203可输出原始视频和/或图形数据,或者输出根据不同标准格式化后的视频和/或图形数据,例如DisplayPort或者HDMI(高清晰度多媒体接口)。此外,声卡205可生成音频数据并且将生成的音频数据传送至LAN子系统210a以便进行进一步处理、格式化、和/或根据各种标准进行打包。在本发明的不同实施例中,声卡205可将非压缩音频或者按Mp3或者AAC标准进行格式化的音频数据进行输出。LAN子系统210a可将来自GPU 203以及声卡205的多媒体数据嵌入到以太网帧中,并将所述帧通过物理链路212a传送到网络214。LAN子系统210b可通过物理链路212b接收网络214上的多媒体数据。LAN子系统210b可对接收到的数据进行解包、解析、格式化、解密和/或其他操作,并将接收到的视频数据与音频数据分别传送给显示器205以及扬声器207。因此,根据HDMI或者DisPlayPort、USB或者IEEE 1394标准进行格式化的数据在车载电子设备之间通过以太网链路进行传输。在本发明的具体实施例中,LAN子系统210a接收以太网帧并且对接收到的以太网帧中的DP“微包”进行提取和/或重组。LAN子系统210b可将所述“微包”传送给显示器205和/或扬声器207。在本发明的具体实施例中,LAN子系统210b可从微包中提取出音频和/或视频数据,并将原始视频数据和音频数据分别传送至显示器205和扬声器207。
在本发明的不同实施例中,源端202以及客户端206可执行一种或多种称为“节能以太网”的标准。例如,低功率IDLE信令、亚物理层和/或对源端202以及客户端206之间通过链路212进行通讯的数据率的动态控制。
图3是本发明一实施例的车载电子设备网络的示意图。如图3所示,车载电子网络300包括:娱乐和/或导航(NAV)设备302、显示器304、扬声器306、音频设备308、计算设备310、备份辅助摄像机312、话筒320以及娱乐设备322。每个娱乐和/或导航系统302、显示器304、音频设备308、计算设备310、备份辅助摄像机312、话筒320以及娱乐设备322与支持AVB的设备100、源端202和/或客户端206相类似或大体相同。因此,电子器件可利用具有音视频桥接协议和/或其扩展协议通过以太网链路314和可能的一个或多个冗余路径315传送数据,包括但不仅限于HD多媒体流。本发明的不同实施例可包括附加的、不同的和/或较少的电子组件,这并不脱离本发明的保护范围。
在本发明的一些实施例中,以太网链路314和/或315可包括光纤。在本发明的一些实施例中,以太网链路314、315和/或扬声器连接线324可以是Cat-5(或类似)连接线,并且扬声器324连接线可以是传统扬声器连接线和/或Cat-5(或类似)连接线。在本发明的其他实施例中,以太网链路314和/或315可包括传统以太网中不常使用的连接线和/或连接器,但这些连接线和/或连接器却是车载电子网络的理想连接件。例如,链路314和/或315可包括类似于Cat-5的连接线,但基于成本及重量控制,连接线总数少于4条双绞线。
娱乐和/或导航设备302可包括适当的逻辑器件、电路和/或代码以用于接收、分配和/或控制多媒体和/或导航信息。娱乐和/或导航设备302可包括供汽车使用者实现与网络300之间进行交互的控制中心。就此而言,娱乐和/或导航设备302可对通过网络300的不同组件进行呈现的音频和/或视频数据进行控制。因此,娱乐和/或导航设备302可以以以太网帧的形式向网络300的一个或多个组件通过链路314和/或315发送数据和/或控制信息,也可以接收来自网络300的一个或多个组件的数据和/或控制信息。在本发明的各种实施例中,娱乐和/或导航设备302可通过无线协议例如Wi-Fi、蓝牙、和/或无线USB与其它电子设备进行通讯。
显示器304可包括适当的逻辑器件、电路和/或代码以用于呈现多媒体数据。在本发明的一些实施例中,包含多媒体数据的以太网帧可利用AVB通过以太网链路314传送到显示设备304。在本发明的一些实施例中,通过包含以太网链路314在内的一条或多条双绞线将原始音频和/或视频数据传送给显示器304。此外,显示器304可包括一个或多个输入设备,例如触摸屏,用于供用户与网络300中的一个或多个设备进行交互。因此,可通过一个或多个链路314和/或315将控制信息发送到显示器304和/或接收来自显示器304的控制信息。
扬声器306可包括适当的逻辑器件、电路和/或代码以用于将音频数据转换为声波。在本发明的一些实施例中,可通过传统扬声器连接线或Cat-5双绞线将模拟音频信号传送给扬声器306。在本发明的一些实施例中,封包在一个或多个以太网帧中的音频数据可被传送到扬声器306并且扬声器306还能够在将模拟音频数据转换为声波前将数字音频数据转换为模拟音频数据。
音频设备308可包括适当的逻辑器件、电路和/或代码以用于从以太网帧中将音频数据提取出来并且生成将通过链路324进行传输的模拟音频信号。例如,该音频设备可以是放大器和/或跨线桥(cross-over)。在本发明的不同实施例中,链路324可包括传统扬声器连接线或包括典型用于以太网的连接线,例如Cat-5连接线。在本发明的其他实施例中,音频设备308可对音频信号进行数字处理并且在将音频信号传送给扬声器306之前将音频数据重新封包到以太网帧中。
计算设备310可包括适当的逻辑器件、电路和/或代码以用于从一个或多个传感器收集信息,并且将所述信息通过以太网链路314进行传输。因此,来自传感器的数据或信息可通过网络300以视频或音频的方式呈现给乘客或司机。此外,由计算设备310收集到的数据可被用于对车载电子网络300的不同部分和/或汽车的不同功能进行控制。
备份辅助摄像机312可包括适当的逻辑器件、电路和/或代码以用于捕捉图像并将这些图像传送给显示器。就此而言,备份辅助摄像机312可将捕捉到的图像封包成以太网帧并利用AVB将其传送给娱乐和/或导航设备302以供汽车驾驶员观看。
话筒320可包括适当的逻辑器件、电路和/或代码以用于将声波转换为数字音频数据。用户(司机或乘客)可以利用来自话筒320的音频数据以语音命令的方式对车载电子网络300的各项功能进行控制。此外,话筒320还可实现与手机或者其他便携式电子设备之间通过车载电子网络300利用蓝牙或Wi-Fi进行信息交互。
娱乐设备322可包括适当的逻辑器件、电路和/或代码以用于输出多媒体。因此,娱乐设备322可将音频和/或视频数据封包到以太网帧内,并且利用AVB将所述帧传送给网络300的不同部分。因此,可以从光碟或者数字存储媒体上对多媒体数据进行回放。在本发明的一些实施例中,娱乐设备322可以为视频游戏控制器。控制信息可利用AVB从网络300的一个或多个组件传送到娱乐设备308。因此,可控制娱乐设备308选择需要进行回放的碟片、音轨或文件。
在车载电子网络300的具体示例中,每个不同设备都各自包括一个以太网接口,并且通过节点316按星形拓扑结构通信连接。因此,节点316与图1中所述的支持AVB的设备相类似。节点316可以是集线器、交换机、连接桥或其他类似的通过多个相应链路314与多个支持AVB的网络节点通信连接的设备。节点316可执行利用层2音视频桥接协议或运行在层2音视频桥接协议之上的更高层(例如,OSI模型的层3)功能或协议。节点316通过提供到处存在的以太网接口来简化各个电子组件的安装及连线。此外,由于每个设备只需与节点316通信连接而无须再与娱乐和/或导航系统302进行全面连接,因此连线总数以及复杂度也得到了显著降低。另外,节点316可提供用于对车载电子网络300进行再配置、升级和/或增加组件的附加和/或备用接口。
在运行中,节点316可在电子设备302、304、308、310、312、320以及322之间路由封包成以太网数据包的多媒体和控制数据。为保证通讯数据的服务质量,此处需要利用AVB。与车载电子网络300之间的连接与断开设备可以是即插即用的,与连接至传统局域网的计算机相类似或相同。因此,汽车用户可以将便携或者外部设备与车载电子网络300相连。例如,汽车用户可以将包含标准以太网接口的笔记本电脑与车载电子网络300相连接。通过这种方式,来自笔记本电脑的媒体数据便可通过扬声器206以及显示器204进行播放。类似地,该笔记本电脑还可在无须专门硬件或连接器的情况下从车载电子网络300处获得下载信息、诊断信息、传感信息和/或近期旅程数据。因此,本发明提供了一种标准化、通用化、易安装、易维护、便于升级的车载电子系统。
在本发明的不同实施例中,图3中虚线所示的冗余链路315也包含在车载电子网络中。在本发明的不同实施例中,网络内的循环回路通常会由于生成树算法而被阻塞,但可用于出现网络故障时。或者,可利用冗余路径来增加网络中两个或多个节点之间的吞吐量。
图4是本发明一实施例的另一车载电子设备网络示意图。如图4所示,网络400类似于网络300,包括娱乐和/或导航设备402、显示器404、扬声器406、音频设备408、计算设备410、备份辅助摄像机412、话筒420以及娱乐设备422。因此,网络400的各个组件与网络300的各个组件相类似,但各自包含一个或多个网络接口以及辅助逻辑器件、电路和/或代码。因此,网络400中的一个或多个设备可用于在两个或多个接口之间进行数据包转发。通过这种方式,与网络300的星形拓扑结构不同,网络400采用的是菊链结构。因此,网络300和400仅仅是示例,其他车载网络还可采用星形拓扑连接和菊链相结合的设备。此外,在将星形连接与菊链连接相结合的车载电子网络中仍然存在有类似于图3中用于提供运行失败操作以及提高吞吐量的一个或多个冗余路径。
图5是本发明一实施例的在汽车内通过一个或多个以太网链路进行多媒体信息和/或控制信息通讯的步骤流程图。如图5所示,流程开始于步骤502,在该步骤中,用户希望通过汽车电子网络300或400进行视频播放。因此,用户可通过显示屏或通过从话筒320输入一个或多个语音命令与娱乐和/或导航系统302进行交互以启动视频播放功能。随后,流程进入步骤504。
在步骤504中,娱乐和/或导航系统302可对用户输入进行处理并生成用于控制娱乐设备322的控制信息。就此而言,娱乐和/或导航系统302会生成一个或多个包含控制数据的以太网数据包,并且利用AVB将这些以太网数据包传送给娱乐设备322。流程随后进入步骤506。
在步骤506中,娱乐设备322接收所述以太网数据包并对其进行解析和/或处理以确定需要播放的视频源和/或文件。例如,娱乐设备322根据控制信息从多个光碟中选出一张光碟或者选择硬盘上的视频文件进行播放。流程随后进入步骤508。
在步骤508中,计算设备310开始从媒体源例如光碟、硬盘或者固态存储器中读取视频和伴随的音频,,将所述视频和音频数据打包为以太网数据包,并利用AVB将上述数据包传送给音频设备308和显示器304。流程随后进入步骤510。
在步骤510中,音频设备308可对包含音频数据的数据包进行接收,将音频数据从所述接收到的数据包中进行提取或者重组,并且将音频信号输出到扬声器306。音频设备308对提取出的音频信号的处理操作包括:信号电平调整、均衡、色彩调节、解密以及解压。在本发明的一些实施例中,音频数据还会被重新打包到以太网帧中以便其能够通过以太网链路传输给扬声器306。在本发明的一些实施例中,还可将原始音频信号、模拟基带信号通过以太网链路传送给娱乐和/或导航系统302。
在步骤510中,显示器304可接收包含视频数据的数据包,还可将视频从接收到的数据包中提取出来和/或进行重组,并对视频进行显示。显示器304对提取出的视频的处理包括:信号电平调整、均衡、色彩调节、解密以及解压。流程随后进入步骤512。在本发明的一些实施例中,视频数据还会被重新打包到以太网帧中以便其能够通过以太网链路传输给显示器304。在本发明的一些实施例中,格式化的视频,例如DisplayPort或者HDMI,可通过以太网链路的一个或多个物理信道传送到显示器304。
本发明提供了一种用于利用具有音视频桥接的以太网的中央车载电子系统的方法和系统。在本发明的具体实施例中,车载电子设备通过一个或多个以太网链路314和/或315通信连接,并且可利用音视频桥接在电子设备之间通过以太网链路314和/315进行信息通讯。在所述电子设备间进行多媒体、控制、诊断和传感信息中的至少一种通讯。因此,可通过AVB在所述一个或多个以太网链路314和/或315上预留资源以为多媒体、控制、诊断和传感信息中的一种信息提供优先权。利用MACsec以及相关协议保护所述设备之间通讯信息的安全。典型的电子设备包括光驱(例如娱乐设备322)、数字媒体播放器(例如娱乐设备322)、地面收音机(例如设备302)、显示器(例如显示器304)、扬声器(例如扬声器306)、卫星收音机(例如设备302)、音频放大器(例如音频设备308)、图像捕捉设备(例如备份辅助摄像机312)、卫星导航系统(例如设备302)、交换机(例如节点316)、桥接器(例如节点316)、路由器(例如节点316)以及诊断传感器或监视器(例如计算设备310)。所述电子设备可具有两个或多个网络端口,并且在所述两个或多个网络端口之间能够进行数据包转发。在所述电子设备之间存在一个或多个冗余路径315。所述电子设备能够通过所述一个或多个以太网链路内的多个并行物理信道进行通讯,其中,每个物理信道的数据率与所述多个物理信道的信道数目成反比。所述以太网链路包括光缆和/或铜电缆线路。在通过所述一个或多个以太网链路进行通讯之前,可将所述信息封包到一个或多个以太网数据包中。因此,可根据HDMI、DisplayPort和/或MPEG规范对所述信息进行封包。
本发明的一个实施例提供了一种机器和/或计算机可读存储器和/或存储媒介,其上存储有计算机程序。该程序至少包含一段代码,所述至少一段代码由机器执行使得该机器能够执行本申请中描述的利用具有音视频桥接的以太网的中央车载电子系统中所述的方法步骤。
因此,本发明可应用于硬件、软件、固件或其各种组合。本发明可以在至少一个计算机系统的集中模式下实现,或者在分布式模式下实现,在所述分布式模式下,不同组件分布在几个互联的计算机系统中。采用任何适用于执行本发明介绍的方法的计算机系统或者其他设备都是合适的。一种硬件、软件和固件的典型组合是具有计算机程序的通用计算机系统,当程序被加载和执行时,控制所述计算机系统以使其执行本申请描述的方法。
本发明的一个实施例可以实现为板级产品、单芯片、专用集成电路(ASIC)或者作为单独的部件与系统的其它部分以不同的集成度集成在单芯片中。所述系统的集成度将主要取决于速度和成本考虑。由于如今成熟的处理器技术,利用一个现有的商用处理器是可能的,所述处理器可以实现在本发明的ASIC实现的外部。或者,如果所述处理器是以ASIC核或者逻辑块存在的,那么现有的商业处理器可以被用来实现为ASIC设备的一部分,用固件方式实现其多种功能。
本发明还可以嵌入到计算机程序产品内,所述计算机程序包含能够实现本发明方法的全部特征,当其安装到计算机系统中时,通过运行,可以实现本发明的方法。本文件中的计算机程序所指的是:可以采用任何程序语言、代码或符号编写的一组指令的任何表达式,该指令组使系统具有信息处理能力,以直接实现特定功能,或在进行下述一个或两个步骤之后实现特定功能:a)转换成其它语言、编码或符号;b)以不同的格式再现。然而,本领域技术人员能够理解的计算机程序的其它含义也被本发明所包含。
虽然本发明是通过几个具体实施例进行说明的,本领域技术人员应当明白,在不脱离本发明范围的情况下,还可以对本发明进行各种变换及等同替代。另外,针对特定情形或具体情况,可以对本发明做各种修改,而不脱离本发明的范围。因此,本发明不局限于所公开的具体实施例,而应当包括落入本发明权利要求范围内的全部实施方式。
Claims (10)
1、一种联网方法,其特征在于,所述方法包括:
通过一个或多个以太网链路在汽车内的两个或多个电子设备之间进行信息通讯,其中,所述两个或多个电子设备通过所述一个或多个以太网链路相互通信连接。
2、根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述方法进一步包括:利用音视频桥接技术和/或音视频桥接扩展技术进行所述信息通讯。
3、根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述方法进一步包括:在汽车内的所述两个或多个电子设备间传送多媒体、控制、诊断和感应信息中的至少一种。
4、根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述方法进一步包括:在利用音视频桥接技术和/或音视频桥接扩展技术的所述一个或多个以太网链路上预留资源以为多媒体、控制、诊断和感应信息中的一种信息提供优先级。
5、根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述方法进一步包括:利用MACsec以及相关协议保护所述信息。
6、根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述两个或多个电子设备包括光驱、数字媒体播放器、收音机、显示器、扬声器、卫星收音机、音频放大器、图像捕捉设备、卫星导航系统、交换机、桥接器、路由器以及诊断传感器或监视器中的至少一种。
7、一种联网系统,其特征在于,所述系统包括:
一个或多个用于车载电子系统的电路,所述一个或多个电路通过一个或多个以太网链路在所述车载电子系统内的两个或多个电子设备之间进行信息通讯,其中,所述两个或多个电子设备通过所述一个或多个以太网链路相互通信连接。
8、根据权利要求7所述的系统,其特征在于,所述一个或多个电路利用音视频桥接技术和/或音视频桥接扩展技术进行所述信息通讯。
9、根据权利要求7所述的系统,其特征在于,所述一个或多个电路在所述两个或多个车载电子设备间将多媒体、控制、诊断和传感信息中的至少一种进行通讯。
10、根据权利要求9所述的系统,其特征在于,所述一个或多个电路在利用音视频桥接技术和/或音视频桥接扩展技术的所述一个或多个以太网链路上预留资源以为多媒体、控制、诊断和传感信息中的一种信息提供优先级。
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