CN104660500B - 一种信号处理方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种信号处理方法及装置，其中信号处理方法，包括：当所接收到的报文为信号路由的源报文，且源报文中源信号对应的目标信号是事件信号时，设置目标报文的发送请求；当目标报文为路由信号的目标报文，且已经接收到目标报文对应的源报文时，将源报文中源信号的值赋给目标报文中的目标信号；发送携带有目标信号的目标报文。这样在源报文和目标报文的发送频率不同的情况下，为目标信号的赋值操作仅在目标报文发送前执行一次。相对于现有技术中每接收到一个源报文进行一次赋值操作来说，降低中断执行时间，当总线负载比较高的情况下，可以降低路由报文的丢包率，降低CAN中断的负载、CPU峰值负载和平均负载，提高系统的实时性。

Description

一种信号处理方法及装置

技术领域

本发明涉及信号路由技术领域，更具体地说，涉及一种信号处理方法及装置。

背景技术

信号路由是指GW(Gateway，网关)从源网络接收源信号，将源信号的值赋给目标信号，并将目标信号发送到目标网络的过程，现有技术中实现信号路由的一种方式如图1所示，其是在报文的接收中断中完成信号路由，过程如下：

步骤S1：在接收到报文后，判断接收的报文是否为信号路由的源报文。

步骤S2：当接收到的报文为信号路由的源报文时，将源报文中的源信号的值赋值给目标信号。当接收到的报文不为信号路由的源报文时，结束CAN中断。

步骤S3：当目标信号是事件信号，设置目标报文的发送请求。

一般情况下，源报文的发送频率和目标报文的发送频率不一样，当源报文的发送频率比目标报文发送频率高时，要求将最近一次接收的源信号值赋值给目标信号即可，例如汽车的动力网络作为源网络时，源报文的发送频率比较高(周期小于50ms的源报文比较多)，而车身网络作为目标网段时，目标报文的发送频率比较低(周期大于等于100ms的目标报文比较多)，这种情况下，相当于接收两次及以上的源报文，发送一次的目标报文，这样仅需要将最近一次接收的源信号值赋值给目标报文即可。而在采用图1所示方式进行信号处理时每接收到一个源报文，就将源报文中源信号的值赋给目标报文中的目标信号，增加赋值操作的执行次数，从而使得中断时间增长。这样当源报文中的源信号比较多时，中断执行时间比较长，特别是当总线负载比较高的情况下，会增加路由报文的丢包率，增加CPU(Central Processing Unit，中央处理器)峰值负载和平均负载，降低系统的实时性。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种信号处理方法及装置，用于降低中断执行时间，这样当总线负载比较高的情况下，可以降低路由报文的丢包率，降低CAN中断的负载、CPU峰值负载和平均负载，提高系统的实时性。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

本发明提供一种信号处理方法，包括：

当所接收到的报文为信号路由的源报文，且所述源报文中源信号对应的目标信号是事件信号时，设置目标报文的发送请求，其中所述目标报文的发送请求用于指示发送所述目标报文；

在目标报文发送前，判断所述目标报文是否为路由信号的目标报文，且是否已经接收到所述目标报文对应的源报文；

当所述目标报文为路由信号的目标报文，且已经接收到所述目标报文对应的源报文时，将所述源报文中源信号的值赋给所述目标报文中的目标信号；

发送携带有所述目标信号的目标报文。

优选的，所述方法还包括：当所接收到的报文为信号路由的源报文时，为所述源报文设置接收标志，其中所述接收标志用于指示已接收到所述源报文。

优选的，通过判断所述目标报文对应的源报文是否设置有所述接收标志来判断是否已经接收到所述目标报文对应的源报文。

优选的，所述方法还包括：当所述目标报文为路由信号的目标报文，且已经接收到所述目标报文对应的源报文时，清除为所述源报文设置的所述接收标志。

本发明还提供一种信号处理装置，包括：

第一设置单元，用于当所接收到的报文为信号路由的源报文，且所述源报文中源信号对应的目标信号是事件信号时，设置目标报文的发送请求，其中所述目标报文的发送请求用于指示发送所述目标报文；

判断单元，用于在目标报文发送前，判断所述目标报文是否为路由信号的目标报文，且是否已经接收到所述目标报文对应的源报文；

赋值单元，用于当所述判断单元判断出所述目标报文为路由信号的目标报文，且已经接收到所述目标报文对应的源报文时，将所述源报文中源信号的值赋给所述目标报文中的目标信号；

发送单元，用于发送携带有所述目标信号的目标报文。

优选的，所述装置还包括：第二设置单元，用于当所接收到的报文为信号路由的源报文时，为所述源报文设置接收标志，其中所述接收标志用于指示已接收到所述源报文。

优选的，所述判断单元通过判断所述目标报文对应的源报文是否设置有所述接收标志来判断是否已经接收到所述目标报文对应的源报文。

优选的，所述装置还包括：清除单元，用于当所述判断单元判断出所述目标报文为路由信号的目标报文，且已经接收到所述目标报文对应的源报文时，清除为所述源报文设置的所述接收标志。

与现有技术相比，本发明的优点如下：

本发明提供的信号处理方法及装置，当目标报文为路由信号的目标报文，且已经接收到目标报文对应的源报文时，将源报文中源信号的值赋给目标报文中的目标信号，这样在源报文和目标报文的发送频率不同的情况下，为目标信号的赋值操作仅在目标报文发送前执行一次。相对于现有技术中每接收到一个源报文进行一次赋值操作来说，降低中断执行时间，这样当总线负载比较高的情况下，可以降低路由报文的丢包率，降低CAN(Controller Area Network，控制器局域网络)中断的负载、CPU峰值负载和平均负载，提高系统的实时性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为现有技术中信号处理方法的流程图；

图2为本发明实施例提供的信号处理方法的一种流程图；

图3为本发明实施例提供的信号处理方法的另一种流程图；

图4为本发明实施例提供的信号处理方法的再一种流程图；

图5为本发明实施例提供的信号处理装置的一种结构示意图；

图6为本发明实施例提供的信号处理装置的另一种结构示意图；

图7为本发明实施例提供的信号处理装置的再一种结构示意图。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好地理解本发明，首先对本发明实施例涉及的专业术语进行说明：

路由信号：包括源信号和目标信号两种，且源信号和目标信号总是一一对应出现，源信号为GW从源网络接收的信号，目标信号为GW发送到目标网络的信号；

信号路由：指GW从源网络接收源信号，将源信号的值赋值给目标信号，并将目标信号发送到目标网络的过程；

路由报文：包括源报文和目标报文，源报文携带一个或者多个源信号；目标报文携带一个或者多个目标信号，目标报文的目标信号可能来自于一个或者多个源报文；

事件信号：目标信号的一种类型，当给这种类型的目标信号赋值时，会触发携带这种类型的目标信号的目标报文发送到目标网络中；

ECU：电子控制单元，整车中具有一定独立功能的电子控制单元；

GW：网关，整车的ECU被分成不同的网段，通过网关不同网段之间的ECU能够实现通信；

报文：ECU之间通信的载体；

信号：报文的最小有效信息单位，一个信号或者多个信号组成一个报文；

源报文和目标报文：信号路由中，GW需要接收一条报文，然后将接收报文中的信号，转发至另一条或者多条报文中，GW接收的报文为源报文，转发的报文为目标报文；

报文接收回调函数；在CAN中断中调用，且由上层模块定义，用于通知上层模块某条报文已经被成功接收的函数；

报文预发送回调函数；由CAN模块或者Com模块在发送目标报文之前调用，且由上层模块定义，用于通知上层模块某条报文即将被发送到总线的函数，当该报文预发送回调函数被执行后，目标报文被发送到目标网络上，其中CAN模块或者Com模块为GW中的某个模块，上层模块是在软件架构中位于CAN模块或者Com模块所处层级之上的模块。

Com模块：Com是Communication Module的简写，所述Com模块是AUTOSAR(AUTomotive Open System Architecture，汽车开放系统架构)软件架构中用于管理应用报文发送和接收的软件模块，其可以在报文发送之前(或者之后)提供通知，还可以在报文接收之前(或者之后)提供通知。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图2，其示出了本发明实施例提供的信号处理方法的一种流程图，其中所述信号处理方法可以基于汽车ECU软件开发现有软件架构：AUTOSAR软件架构和OSEK/VDS(Open Systems And The Corresponding Interfaces for Automotive Electronics/Vehicle Distributed Executive，应用在模块和静态实时操作系统上的标准)软件架构，在不破坏现有软件架构设计的情况下执行。

图2所示的信号处理方法可以包括以下步骤：

101：当所接收到的报文为信号路由的源报文，且源报文中源信号对应的目标信号是事件信号时，设置目标报文的发送请求，其中目标报文的发送请求用于指示发送目标报文。

在本发明实施例中，源报文、目标报文、源信号和目标信号的信息被记录在位于GW中的路由表中，每接收到一个报文，将所接收到的报文的信息与路由表中源报文的信息进行比对，如果两者信息一致，则说明接收到的报文为信号路由的报文。

其中源报文的信息包括：源报文的Id(IDentity，身份标识号码)，源报文的长度和源报文对应的源网络。目标报文的信息包括：目标报文的Id，目标报文的长度和目标报文对应的目标网络。源信号和目标信号的信息包括信号在各自报文中的位置、信号发送方式，其中信号发送方式包括事件信号的发送方式和周期信号的发送方式，事件信号和周期信号为目标信号的两种类型。每个源信号对应的目标信号的类型被预先设置，因此在接收到源信号之后，根据预先设置则可以确定其对应的目标信号是否为事件信号。

102：在目标报文发送前，判断目标报文是否为路由信号的目标报文，且是否已经接收到目标报文对应的源报文。

在本发明实施例中，路由信号包括源信号和目标信号两种，且源信号和目标信号一一对应出现，那么路由信号的目标报文是携带有路由信号的目标信号的目标报文，判断目标报文是否为路由信号的目标报文即是判断目标报文是否是源报文中源信号对应的目标信号的目标报文。

进一步由于源信号和目标信号一一对应出现，所以在接收到源报文后，通过两者的一一对应关系可以在路由表中确定其对应的目标信号，由此确定路由信号的目标报文。并且目标报文的目标信号可能来自于一个或者多个源报文，因此需要判断目标报文所对应的源报文是否都被接收到。

103：当目标报文为路由信号的目标报文，且已经接收到目标报文对应的源报文时，将源报文中源信号的值赋给目标报文中的目标信号。

104：发送携带有目标信号的目标报文。

在本发明实施例中，将源报文中源信号的值赋给目标报文中的目标信号的过程与现有技术中相同，对此本发明实施例不再阐述。

从上述技术方案可以看出，当目标报文为路由信号的目标报文，且已经接收到目标报文对应的源报文时，将源报文中源信号的值赋给目标报文中的目标信号，这样在源报文和目标报文的发送频率不同的情况下，为目标信号的赋值操作仅在目标报文发送前执行一次。相对于现有技术中每接收到一个源报文进行一次赋值操作来说，降低中断执行时间，这样当总线负载比较高的情况下，可以降低路由报文的丢包率，降低CAN中断的负载、CPU峰值负载和平均负载，提高系统的实时性。

需要说明的一点是：上述步骤101和102的过程可以通过调用报文接收回调函数来完成，相应的步骤103和104的过程可以通过调用报文预发送回调函数。

此外，为了可以尽快判断是否已经接收到目标报文对应的源报文，本发明实施例提供的信号处理方法还可以为源报文设置接收标志，如图3所示，其示出了在图2基础上本发明实施例提供的信号处理方法的另一种流程，还可以包括以下步骤：

105：当所接收到的报文为信号路由的源报文时，为源报文设置接收标志，其中接收标志用于指示已接收到源报文。这样在判断是否已经接收到目标报文对应的源报文时可以通过判断目标报文对应的源报文是否设置有接收标志来确定。

当目标报文对应的源报文设置有接收标志时，表明已经接收到目标报文对应的源报文；当目标报文对应的源报文未设置有接收标志时，表明未接受到目标报文对应的源报文，此时可以结束CAN中断。在本发明实施例中CAN中断是由CAN总线上的应用打断MCU(Micro Control Unit，微控制单元)中正在执行的应用。

进一步还可以在图3基础上包括步骤106：当目标报文为路由信号的目标报文，且已经接收到目标报文对应的源报文时，清除为源报文设置的接收标志，如图4所示。当源报文设置的接收标志被清除后，接收标志所占用的内存空间被释放，可以降低资源消耗。

与上述方法实施例相对应，本发明实施例还提供一种信号处理装置，其结构示意图如图5所示，可以包括：第一设置单元11、判断单元12、赋值单元13和发送单元14。其中，

第一设置单元11，用于当所接收到的报文为信号路由的源报文，且源报文中源信号对应的目标信号是事件信号时，设置目标报文的发送请求，其中目标报文的发送请求用于指示发送目标报文。

在本发明实施例中，源报文、目标报文、源信号和目标信号的信息被记录在位于GW中的路由表中，每接收到一个报文，将所接收到的报文的信息与路由表中源报文的信息进行比对，如果两者信息一致，则说明接收到的报文为信号路由的报文。

其中源报文的信息包括：源报文的Id，源报文的长度和源报文对应的源网络。目标报文的信息包括：目标报文的Id，目标报文的长度和目标报文对应的目标网络。源信号和目标信号的信息包括信号在各自报文中的位置、信号发送方式，其中信号发送方式包括事件信号的发送方式和周期信号的发送方式，事件信号和周期信号为目标信号的两种类型。每个源信号对应的目标信号的类型被预先设置，因此在接收到源信号之后，根据预先设置则可以确定其对应的目标信号是否为事件信号。

判断单元12，用于在目标报文发送前，判断目标报文是否为路由信号的目标报文，且是否已经接收到目标报文对应的源报文。

在本发明实施例中，路由信号包括源信号和目标信号两种，且源信号和目标信号一一对应出现，那么路由信号的目标报文是携带有路由信号的目标信号的目标报文，判断目标报文是否为路由信号的目标报文即是判断目标报文是否是源报文中源信号对应的目标信号的目标报文。

进一步由于源信号和目标信号一一对应出现，所以在接收到源报文后，通过两者的一一对应关系可以在路由表中确定其对应的目标信号，由此确定路由信号的目标报文。并且目标报文的目标信号可能来自于一个或者多个源报文，因此需要判断目标报文所对应的源报文是否都被接收到。

赋值单元13，用于当判断单元12判断出目标报文为路由信号的目标报文，且已经接收到目标报文对应的源报文时，将源报文中源信号的值赋给目标报文中的目标信号。在本发明实施例中，将源报文中源信号的值赋给目标报文中的目标信号的过程与现有技术中相同，对此本发明实施例不再阐述。

发送单元14，用于发送携带有目标信号的目标报文。

从上述技术方案可以看出，当目标报文为路由信号的目标报文，且已经接收到目标报文对应的源报文时，将源报文中源信号的值赋给目标报文中的目标信号，这样在源报文和目标报文的发送频率不同的情况下，为目标信号的赋值操作仅在目标报文发送前执行一次。相对于现有技术中每接收到一个源报文进行一次赋值操作来说，降低中断执行时间，这样当总线负载比较高的情况下，可以降低路由报文的丢包率，降低CAN中断的负载、CPU峰值负载和平均负载，提高系统的实时性。

在本发明实施例中，CAN中断的负载由系统运行的时间和CAN中断执行的累积时间决定，例如系统运行的时间为Ts，在系统运行的Ts时间内，CAN中断执行的累积时间为Tc(Tc＝Tc1+Tc2+Tc3+…+Tcn，Tck为每次CAN中断的执行时间，1<＝K<＝n)，则CAN中断的负载Lc＝(Tc/Ts)*100，由于采用本发明实施例提供的信号处理方法使得Tck减少了，Lc自然就变小。

CPU平均负载为Lr＝(Tr/Ts)*100，其中Ts为系统运行的时间，Tr为2在系统运行的Ts时间内用于执行有效任务的时间，Tr中包含Tc，Tc变小，则Tr也变小了，Lr也变小了。同时，由于本发明实施例提供的信号处理方法减少了现有技术中没有必要的目标信号的赋值操作，使得Tr进一步减少，进而进一步降低CPU平均负载。在CPU平均负载中Ts足够小的情况下，CPU平均负载即是CPU峰值负载，因此在同一个Ts下，Tr相对于现有技术来说减少，因此CPU峰值负载降低。

当CPU的峰值负载变小，对于实时系统而言任务被更加及时的执行，即实时性得到提高，进一步当峰值负载较高时系统由于任务赌塞，无法及时处理处理一些关键任务，就会对整车安全构成威胁，因此当峰值负载变小后，任务堵塞情况降低，这样系统就可以及时处理一些关键任务，从而提高整车安全性。

此外，为了可以尽快判断是否已经接收到目标报文对应的源报文，本发明实施例提供的信号处理装置还可以为源报文设置接收标志，如图6所示，在图5所示信号处理装置的基础上还包括：第二设置单元15，用于当所接收到的报文为信号路由的源报文时，为源报文设置接收标志，其中接收标志用于指示已接收到源报文。这样判断单元12在判断是否已经接收到目标报文对应的源报文时可以通过判断目标报文对应的源报文是否设置有接收标志来确定。

当目标报文对应的源报文设置有接收标志时，表明已经接收到目标报文对应的源报文；当目标报文对应的源报文未设置有接收标志时，表明未接受到目标报文对应的源报文，此时可以结束CAN中断。在本发明实施例中CAN中断是由CAN总线上的应用打断MCU(Micro Control Unit，微控制单元)为上正在执行的应用，例如由于CAN总线上完成一个报文接收中断MCU上正在执行的应用。

进一步在图6基础上，本发明实施例提供的信号处理装置还可以包括：清除单元16，用于当判断单元12判断出目标报文为路由信号的目标报文，且已经接收到目标报文对应的源报文时，清除为源报文设置的接收标志。当源报文设置的接收标志被清除后，接收标志所占用的内存空间被释放，可以降低资源消耗。

需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。对于装置类实施例而言，由于其与方法实施例基本相似，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种信号处理方法，其特征在于，包括：

在报文的接收中断中，当所接收到的报文为信号路由的源报文，且所述源报文中源信号对应的目标信号是事件信号时，设置目标报文的发送请求，其中所述目标报文的发送请求用于指示发送所述目标报文；

在目标报文发送前，判断所述目标报文是否为路由信号的目标报文，且是否已经接收到所述目标报文对应的源报文；

当所述目标报文为路由信号的目标报文，且已经接收到所述目标报文对应的源报文时，将所述源报文中源信号的值赋给所述目标报文中的目标信号；

发送携带有所述目标信号的目标报文。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：当所接收到的报文为信号路由的源报文时，为所述源报文设置接收标志，其中所述接收标志用于指示已接收到所述源报文。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，通过判断所述目标报文对应的源报文是否设置有所述接收标志来判断是否已经接收到所述目标报文对应的源报文。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：当所述目标报文为路由信号的目标报文，且已经接收到所述目标报文对应的源报文时，清除为所述源报文设置的所述接收标志。

5.一种信号处理装置，其特征在于，包括：

第一设置单元，用于在报文的接收中断中，当所接收到的报文为信号路由的源报文，且所述源报文中源信号对应的目标信号是事件信号时，设置目标报文的发送请求，其中所述目标报文的发送请求用于指示发送所述目标报文；

判断单元，用于在目标报文发送前，判断所述目标报文是否为路由信号的目标报文，且是否已经接收到所述目标报文对应的源报文；

赋值单元，用于当所述判断单元判断出所述目标报文为路由信号的目标报文，且已经接收到所述目标报文对应的源报文时，将所述源报文中源信号的值赋给所述目标报文中的目标信号；

发送单元，用于发送携带有所述目标信号的目标报文。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：第二设置单元，用于当所接收到的报文为信号路由的源报文时，为所述源报文设置接收标志，其中所述接收标志用于指示已接收到所述源报文。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述判断单元通过判断所述目标报文对应的源报文是否设置有所述接收标志来判断是否已经接收到所述目标报文对应的源报文。

8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：清除单元，用于当所述判断单元判断出所述目标报文为路由信号的目标报文，且已经接收到所述目标报文对应的源报文时，清除为所述源报文设置的所述接收标志。