CN107404337B - 车辆网络中的第一通信节点及其操作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种车辆网络中的第一通信节点的操作方法，其中，车辆网络包括用于向第二通信节点供电的供电设备(PSE)和用于从第二通信节点获得电力的供电装置(PD)，该方法包括：以基于PSE被激活和PD被停用的第一模式操作第一通信节点；从第二通信节点接收请求电源的第一信号；以及响应于第一信号，向第二通信节点供电。

Description

车辆网络中的第一通信节点及其操作方法
相关申请的交叉引用
本申请要求在2016年4月14日向韩国专利局（KIPO）提交的韩国专利申请No.10¬2016-0045287的优先权权益，该公开全部内容合并于此，仅供参考。
技术领域
本公开涉及用于在车辆网络中供电的方法及其装置，并且更具体地，涉及用于基于车辆网络中的电力数据线（PoDL）方案供电的方法及其装置。
背景技术
随着近年来汽车零部件的数字化，车载电子装置的数量和种类也在不断增加。通常，电子装置可用在整个车辆中，诸如在动力传动系控制系统（例如，发动机控制系统、自动变速器控制系统等）、车身控制系统（例如，车身电子设备控制系统、便利装置控制系统、灯控制系统等）、底盘控制系统（例如，转向装置控制系统、制动控制系统、悬架控制系统等）、车辆网络（例如，控制器区域网络（CAN）、基于FlexRay的网络、基于面向媒体的系统传输（MOST）网络等）、多媒体系统（例如，导航装置系统、远程信息处理系统、信息娱乐系统等）中等等。
在这些系统的每者中使用的电子装置经由支持电子装置的功能的车辆网络连接。例如，车辆CAN可支持高达1Mbps的传输速率、冲突消息的自动重传、基于循环冗余接口（CRC）的错误检测等。基于FlexRay的网络可支持高达10Mbps的传输速率、通过两个信道同时传输数据、同步数据传输等。基于MOST的网络为用于高质量多媒体的通信网络，其可支持高达150Mbps的传输速率。
同时，远程信息处理系统和信息娱乐系统，像大多数增强型车辆安全系统一样，需要更高的传输速率和系统扩展性。然而，CAN、基于FlexRay的网络等可能不足以支持这些要求。具体地，基于MOST的网络可比CAN或基于FlexRay的网络支持更高的传输速率。然而，将基于MOST的网络应用于车辆网络可能是昂贵的。由于这些限制，通常将基于以太网的网络用作车辆网络。基于以太网的网络可通过一对绕组支持双向通信，并且可支持高达10Gbps的传输速率。基于以太网的车辆网络可包括多个通信节点。通信节点可为网关、交换机（或网桥）、终端节点等。
用于在车辆网络中供电的电力线可与用于车辆网络中的电子装置之间的通信的数据线分开。在此情况下，电子装置可通过电力线获取电力并通过数据线接收数据。另选地，车辆网络中的电力和数据可通过单个线路传送。例如，可以通过用于通信的数据线传送电力。然而，当电力和数据通过单线传送时，如果在电子装置内部或外部发生故障，电力供应会会终止。因此，不能获得电力的电子装置可能无法操作，从而在车辆网络中引起问题。
发明内容
本公开提供了基于车辆网络中的电力数据线（PoDL）方案的车载电源方法及其装置。
根据本公开的实施例，车辆网络中的第一通信节点的操作方法包括，其中，车辆网络包括用于向第二通信节点供电的供电设备（PSE）和用于从第二通信节点获得电力的供电装置（PD）：以基于PSE被激活和PD被停用的第一模式操作第一通信节点；从第二通信节点接收请求电源的第一信号；以及响应于第一信号，向第二通信节点供电。
第一通信节点可经由数据线耦合至第二通信节点，第一信号可经由数据线从第二通信节点接收，并且电力可从第一通信节点经由数据线供应给第二通信节点。
操作方法可另外包括：当第一通信节点处于故障状态时，以基于PSE被停用和PD被激活的第二模式操作第一通信节点。
第二通信节点可包括用于获得从第一通信节点提供的电力的PD。
操作方法还可另外包括：当第一信号具有预定范围内的电压时，确定从第二通信节点请求供电。
操作方法可另外包括监测数据线；以及基于监测数据线的结果，当第二通信节点被确定为处于故障状态时，停止向第二通信节点供电。
操作方法可另外包括当第一通信节点的输出电压在预定范围之外时，确定第二通信节点处于故障状态。
操作方法可另外包括当第一通信节点的输出电流在预定范围之外时，确定第二通信节点处于故障状态。
操作方法可另外包括传送包括指示故障发生的指示符的第二信号。
第二信号可另外包括处于故障状态的第二通信节点的标识符。
操作方法可另外包括将指示故障原因的故障代码存储在数据库中。
此外，根据本公开的实施例，车辆网络中的第一通信节点的操作方法包括，其中，车辆网络包括用于向第二通信节点供电的供电设备（PSE）和用于从第二通信节点获得电力的供电装置（PD）：以基于PSE被停用和PD被激活的第一模式操作第一通信节点；向第二通信节点传送请求电源的第一信号；以及在传送第一信号之后，从第二通信节点获得电力。
第一通信节点可经由数据线耦合至第二通信节点，第一信号可经由数据线传送至第二通信节点，并且第一通信节点经由数据线从第二通信节点获得电力。
操作方法可另外包括当第一通信节点处于故障状态时，以第一模式操作第一通信节点。
第二通信节点可包括用于向第一通信节点提供电力的PSE。
操作方法可另外包括当确定第一通信节点处于故障状态时，以断电模式操作。
操作方法可另外包括当耦接至第一通信节点的第三通信节点被确定为处于故障状态时，传送包括指示故障发生的指示符的第二信号。
此外，根据本公开的实施例，车辆网络中的第一通信节点包括：支持物理层功能的物理（PHY）层单元；经由车辆网络中的数据线向第二通信节点供电的供电设备（PSE）；以及经由数据线从第二通信节点获得电力的供电装置（PD）。
当PSE被激活时，PD可被停用，并且在PSE被停用时PD可被激活。
PSE可接收从第二通信节点请求电源的信号，以及PSE可响应于接收到的信号向第二通信节点提供电力。
PD可向第二通信节点传送请求电源的信号，以及PD可在传送信号之后从第二通信节点获得电力。
根据本公开的实施例，提供了包括PSE和PD两者的通信节点。通信节点可使用PSE向其他通信节点供电。如果PSE处于故障状态，则通信节点可使用PD从另一通信节点获得电力。此外，通信节点可识别故障的发生，并在数据库中存储与故障相关的信息（例如，是否发生故障、故障原因、故障通信节点的标识符等）。此外，可以向其他通信节点通知与故障有关的信息。
附图说明
通过参考附图详细描述本公开，本公开的实施例将变得更加明显，其中：
图1为示出根据本公开的实施例的车辆网络拓扑的示意图；
图2为示出根据本公开的实施例的构成车辆网络的通信节点的示意图；
图3为示出基于PoDL的车辆网络的实施例的框图；
图4为示出根据本公开的实施例的车辆网络中的通信节点的另一示意图；
图5为示出基于PoDL的车辆网络中的通信节点的操作方法的实施例的流程图；
图6为示出由通信节点生成的信号的框图；以及
图7为示出基于PoDL的车辆网络中的通信节点的操作方法的实施例的流程图。
应理解，上述参考附图不一定按照比例绘制，其呈现说明本公开的基本规律的各种优选功能的某种程度简化表示。本公开的具体设计特征，包括例如具体尺寸、取向、位置和形状，将部分地由特定的预期应用和使用环境来确定。
具体实施方式
在下文中，本公开的实施例将通过参考附图进行详细描述。不过本领域的技术人员应明白，在没有脱离本公开实质和范围的情况下，所述实施例均可以以各种不同方式改动。此外，在整个说明书中，相同的附图标记指代相同的元件。
本文所使用的术语仅用于描述特定形式的目的，并不旨在限制本公开的范围。如本文所使用的，单数形式“一种”、“一个”、“该”旨在也包括复数形式，除非上下文明确指出不同。应进一步理解，当在本说明书中使用时，术语“包括”和/或“包括”指定所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除存在或添加一或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或其组合。如本文所使用，术语“和/或”包括一或多个相关列出的项目的任何和所有组合。
应理解，本文所用的“车辆”或“车辆”或其他类似术语一般包括机动车辆，诸如包括运动型多用途车（SUV）、公共汽车的客运汽车，卡车，各种商用车辆，包括各种船舶、航空器等的水运工具，包括混合动力车辆，电动汽车，燃烧、插电式混合动力电动车辆，氢动力车辆和其他替代燃料车辆（例如源自石油以外的资源的燃料）。
虽然本文将形式描述为使用多个单元来执行示例性过程，但是应理解，示例性过程也可由一或多个模块执行。此外，应理解，控制器/控制单元可执行以下进一步描述的一或多个过程，以及术语控制器/控制单元是指包括存储器和处理器的硬件装置。存储器被配置成存储模块，以及处理器被具体配置成执行所述模块以执行下面进一步描述的一或多个过程。此外，应理解，本文所述的单元或模块可包括用于控制单元或模块的操作的控制器/控制单元。
此外，本公开的控制逻辑可被实施为包含由处理器、控制器/控制单元等执行的可执行程序指令的计算机可读介质上的非暂态计算机可读介质。计算机可读介质的示例包括但不限于只读存储器（ROM）、随机存取存储器（RAM）、光盘（CD）-ROM、磁带、软盘、闪存驱动器、智能卡和光学数据存储装置。计算机可读记录介质也可以分布在联网计算机系统中，使得计算机可读介质以例如由远程信息处理服务器或控制器局域网（CAN）的分布式方式存储和执行。
由于本公开可进行各种修改并具有多种形式，因此具体实施例将在附图中示出并在具体实施方式中详细描述。然而，应理解，并不旨在将本公开限制于具体实施例，而是相反，本公开涵盖落入本公开的精神和范围内的所有修改和替换。
诸如第一、第二等的关系术语可用于描述各种元件，但是所述元件不应该被该术语限制。这些术语仅用于将一个元件与另一元件区分开。例如，在不脱离本公开的范围的情况下，第一部件可被命名为第二部件，并且第二部件也可类似地被命名为第一部件。术语“和/或”意指多个相关项和所述项中的任一者或其组合。
应理解，当提及某个部件与另一部件“耦合”或“连接”时，某个部件与另一部件直接“耦合”或“连接”，或者另一部件可位于他们之间。相反，当提及某个部件与另一部件“直接耦合”或“直接连接”时，应理解另一部件不位于他们之间。
如本文所使用的，除非特别指出或在上下文中是显而易见的，术语“大约”应理解为在本领域的正常公差范围内，例如在平均值的2个标准偏差内。“约”可以理解为在规定值的10%、9%、8%、7%、6%、5%、4%、3%、2%、1%、0.5%、0.1%、0.05%或0.01%内。除非从上下文中另有说明，本文所提供的所有数值均由术语“约”修饰。
除非另有定义，本文使用的所有术语（包括技术和科学术语）具有与本公开所属领域的普通技术人员通常理解的相同的含义。诸如通常使用并已在词典中的术语的术语应被解释为具有与本领域中的语境含义相匹配的含义。在本说明书中，除非有明确的定义，否则术语不应理想过度地被解释为正式含义。
在下文中，将参照附图详细描述本公开的形式。在描述本公开中，为了便于对本公开的全面理解，在整个附图的描述中，相同的附图标记指代相同的元件，并且将省略其重复的描述。
图1为示出根据本公开的实施例的车辆网络拓扑的示意图。
如图1所示，包括在车辆网络中的通信节点可为网关、交换机（或网桥）或端节点。网关100可与至少一个交换机110-1、110-2、120和130连接，并且可被配置成连接不同的网络。例如，网关100可支持在支持控制器区域网络（CAN）（例如，FlexRay，面向媒体的系统传输（MOST）或本地互连网络（LIN））协议的交换机以及支持以太网协议的交换机之间的连接。交换机110、110-1、110-2、120和130中的每者可被连接至端节点111、112、113、121、122、123、131、132和133中的至少一者。交换机110、110-1、110-2、120和130中的每者可互连端节点111、112、113、121、122、123、131、132和133，并控制连接至交换机的端节点111、112、113、121、122、123、131、132和133中的至少一者。
端节点111、112、113、121、122、123、131、132和133可包括被配置成控制安装在车辆内的各种类型的装置的电子控制单元（ECU）。例如，端节点111、112、113、121、122、123、131、132和133可包括包含在信息娱乐装置（例如，显示装置、导航装置和环视图监测装置）中的ECU。
包含在车辆网络中的通信节点（例如，网关、交换机、端节点等）可以星形拓扑、总线拓扑、环形拓扑、树形拓扑、网格拓扑等连接。另外，车载网络的通信节点可支持CAN协议、FlexRay协议、MOST协议、LIN协议或以太网协议。本公开的实施例可应用于前述网络拓扑。然而，可应用本公开的实施例的网络拓扑不限于此，并且可以以各种方式配置。
图2为示出根据本公开的实施例的车辆网络中的通信节点的示意图。值得注意的是，下面论述的各种方法可由具有处理器和存储器的控制器执行。
如图2所示，网络的通信节点200可包括PHY层210和控制器220。此外，通信节点200可另外包括用于供电的稳压器（未示出）。具体地，控制器220可被实现为包括媒体访问控制（MAC）层。PHY层210可被配置成从或向另一个通信节点接收或传送信号。控制器220可被配置成控制PHY层210并执行各种功能（例如，信息娱乐功能等）。PHY层210和控制器220可被实施为一个片上系统（SoC），或者可被实施为单独的芯片。
此外，PHY层210和控制器220可经由媒体无关接口（MII）230连接。MII 230可包括在IEEE 802.3中定义的接口，并且可包括在PHY层210和控制器220之间的数据接口和管理接口。可使用降低的MII（RMII）、千兆位MII（GMII）、降低的GMII（RGMII）、串行GMII（SGMII）、10GMII（XGMII）之一来代替MII 230。数据接口可包括传输信道和接收信道，每个信道可具有独立的时钟、数据和控制信号。管理接口可包括双信号接口，一个信号用于时钟以及一个信号用于数据。
具体地，PHY层210可包括PHY层接口211、PHY层处理器212和PHY层存储器213。PHY层210的配置不限于此，并且PHY层210可以以各种方式配置。PHY层接口211可被配置成将从控制器220接收到的信号传送至PHY层处理器212，并将从PHY层处理器212接收到的信号传送至控制器220。PHY层处理器212可被配置成执行PHY层接口211和PHY层存储器213的操作。PHY层处理器212可被配置成调制待传送的信号或解调接收到的信号。PHY层处理器212可被配置成控制PHY层存储器213以输入或输出信号。PHY层存储器213可被配置成存储接收到的信号，并且基于来自PHY层处理器212的请求输出所存储的信号。
控制器220可被配置成使用MII 230监测和控制PHY层210。控制器220可包括控制器接口221、控制器处理器222、主存储器223和子存储器224。控制器220的配置不限于此，并且控制器220可以以各种方式配置。控制器接口221可被配置成从PHY层210（例如，PHY层接口211）或上层（未示出）接收信号，将接收到的信号传送至控制器处理器222，并且将从控制器处理器222接收到的信号传送至PHY层210或上层。控制器处理器222可另外包括用于控制控制器接口221、主存储器223和子存储器224的独立存储器控制逻辑或集成存储器控制逻辑。存储器控制逻辑可被实施为包含在主存储器223和子存储器224中，或者可被实施为包含在控制器处理器222中。
此外，主存储器223和子存储器224中的每者可被配置成存储由控制器处理器222处理的信号，并且可被配置成基于来自控制器处理器222的请求输出所存储的信号。主存储器223可为被配置成临时存储控制器处理器222的操作所需的数据的易失性存储器（例如，RAM）。子存储器224可为可存储用于执行控制器220的功能的操作系统代码（例如，内核和装置驱动）和应用程序代码的非易失性存储器。可使用具有高处理速度的闪速存储器、硬盘驱动器（HDD）或用于大容量数据存储的光盘只读存储器（CD-ROM）作为非易失性存储器。通常，控制器处理器222可包括具有至少一个处理核的逻辑电路。高级RISC机（ARM）系列的核或Atom系列的核可用作控制器处理器222。
下面将描述由车辆网络中的通信节点和对应的对方通信节点执行的方法。尽管由第一通信节点执行该方法（例如，信号传送或接收），但是该方法可应用于对应于第一通信节点的第二通信节点。换句话说，当描述第一通信节点的操作时，对应于该第一通信节点的第二通信节点可被配置成执行与第一通信节点的操作相对应的操作。此外，当描述第二通信节点的操作时，第一通信节点可被配置成执行与交换机的操作相对应的操作。
图3为示出基于PoDL的车辆网络的实施例的框图。
如图3所示，通信节点310可经由数据线330（例如，链路段）耦合至通信节点320。通信节点310和320中的每者可为网关、交换机（或网桥）或端节点。通信节点310和320中的每者可支持IEEE 802.3bu标准。通信节点310和320之间的通信可通过数据线330来执行。电力也可通过数据线330传送。例如，通信节点310可通过数据线330提供电力，并且通信节点320可通过数据线330获得电力。
通信节点310可包括PHY层单元311、供电设备（PSE）312和介质依赖接口/电源接口（MDI/PI）313。通信节点310可另外包括MAC层单元（在图3中省略）。MAC层单元可与参考图2所述的MAC层单元220相同或类似。PHY层单元311可与参考图2所述的PHY层单元210相同或类似。PSE 312可为在IEEE 802.3bu标准中规定的PSE。因此，PSE 312可检测供电装置（PD）322（或包括PD 322的通信节点320），并向PD 322（或包括PD 322的通信节点320）提供电力。
MDI/PI 313可为在IEEE 802.3bu标准中定义的MDI/PI。在MDI/PI313中，MDI可为在PHY层单元311和数据线330之间的接口。MDI可支持通过数据线330传送或接收数据。在MDI/PI 313中，PI可为在PSE 312和数据线330之间的接口。PI可支持对数据线330的状态（例如，电压、电流等）的监测操作，并且可支持通过数据线330的供电操作。PI可与MDI分开存在，或也可存在于MDI内。
通信节点320可包括PHY层单元321、PD 322和MDI/PI 323。通信节点320可另外包括MAC层单元（在图3中省略）。MAC层单元可与参考图2所述的MAC层单元220相同或类似。PHY层单元321可与参考图2所述的PHY层单元210相同或类似。PD 322可为在IEEE 802.3bu标准中规定的PD。PD 322可请求PSE 312（或包括PSE 312的通信节点310）向PD 322提供电力，并且响应于电源请求，获得从PSE 312（或包括PSE 312的通信节点310）提供的电力。
MDI/PI 323可为在IEEE 802.3bu标准中定义的MDI/PI。在MDI/PI 323中，MDI可为在PHY层单元321和数据线330之间的接口。MDI可支持通过数据线330传送或接收数据。在MDI/PI 323中，PI可为在PD 322和数据线330之间的接口。PI可通过数据线330支持电力获取操作。PI可与MDI分开存在，或也可存在于MDI内。
通信节点310可基于从PSE 312提供的电力来操作，并且通过PSE 312向其他通信节点提供电力。然而，由于通信节点310并不包括PD，所以不能从另一通信节点获得电力。因此，当PSE 312故障时，通信节点310可能不能获得电力，并因此可能停止通信节点310的操作。
另一方面，通信节点320可从通信节点310获取电力，并且可基于电力进行操作。然而，由于通信节点320并不包括PSE，它可能不具有其独立的电力。因此，当包括PSE 312的通信节点310故障时，通信节点320不能从通信节点310获取电力，并然后可能停止通信节点320的操作。
同时，在通信节点包括PSE和PD两者的情况下，可解决上述问题（例如，通信节点的操作停止）。包括PSE和PD两者的通信节点可被配置如下。
图4为示出根据本公开的实施例的车辆网络中的通信节点的另一示意图。
如图4所示，通信节点400可包括PHY层单元410、PSE 420、PD 430和MDI/PI 440。通信节点400可另外包括MAC层单元（图4中未示出）。MAC层单元可与参考图2所述的MAC层单元220相同或类似。通信节点400可为网关、交换机（或网桥）、终端节点等。PHY层单元410可与参考图2所述的PHY层单元210相同或类似。
PSE 420可为在IEEE 802.3bu标准中规定的PSE。因此，PSE 420可检测PD（即，在另一通信节点中的PD）并向检测到的PD（或包括检测到的PD的通信节点）提供电力。PD 430可为在IEEE 802.3bu标准中规定的PD。PD 430可请求PSE（即，在另一通信节点中的PSE）向PD430提供电力，并且响应于电源请求，获取从PSE（或包括PSE的通信节点）提供的电力。
MDI/PI 440可为在IEEE 802.3bu标准中定义的MDI/PI。在MDI/PI 440中，MDI可为在PHY层单元410和数据线4之间的接口（未在图4中示出）。MDI可支持通过数据线传输或接收数据。在MDI/PI 440中，PI可为在数据线、PSE 420和PD 430之间的接口。PI可通过数据线支持电源或采集操作。PI可与MDI分开存在，或也可存在于MDI内。
通信节点400可具有两种操作模式。两种操作模式可包括PSE模式和PD模式。默认操作模式可为PSE模式。在PSE模式中，通信节点400可基于被激活的PSE 420和被停用的PD430来操作。因此，通信节点400可基于由激活的PSE 420提供的功率（例如，主电源）来操作，并且可经由激活的PSE 420向其他通信节点提供电力。在PD模式中，通信节点400可基于被停用的PSE 420和被激活的PD 430来操作。因此，通信节点400可经由PD 430从另一通信节点获得电力（例如，冗余电力），并且可基于所获得的电力进行操作。在PHY层单元410（或MAC层单元）的控制下，PSE 420和PD 430可被激活或停用。
下面将描述在PSE模式中的通信节点400的具体操作的示例性说明。
图5为解释基于PoDL的车辆网络中的通信节点的操作方法的实施例的流程图。
如图5所示，第一通信节点（例如，参考图4所述的通信节点400）可以以PSE模式操作，该PSE模式为PSE正常操作的默认操作模式。PSE正常工作的情况可能意味着电力通常由PSE提供（例如，当构成PSE的电路不处于断路状态或短路状态时）。
第一通信节点（或包含在第一通信节点中的PSE）可通过监测连接至包括PD的第二通信节点的数据线来识别PD或包括PD的第二通信节点的存在。在这里，第二通信节点可为参考图3所述的通信节点320或参考图4所述以PD模式操作的通信节点400。例如，当在数据线中检测到在预定范围（例如，2.8伏至3.2伏）内的电压时，第一通信节点可确定存在PD（或包括PD的第二通信节点）。在此情况下，第一通信节点可确定从第二通信节点请求电源。相反，当第一通信节点在数据线中检测到超出预定范围（例如，低于2.8伏的电压或高于3.2伏的电压）的电压时，第一通信节点可确定PD（或，包括PD的第二通信节点）不存在。
在检测到包括PD的第二通信节点的情况下（即，当从第二通信节点请求电源时），第一通信节点可识别包含在第二通信节点中的PD的类型和电力等级要求。PD的类型可被分为支持100BASE-T1以太网的“A”类、支持1000BASE-T1以太网的“B”类以及支持100BASE-T1以太网和1000BASE-T1以太网两者的“A+B”类。然而，PD的类型不限于上述示例，并且PD的类型可不同地定义。例如，可进一步定义支持10GBASE以太网的类型或支持100GBASE以太网的类型。PD的电力等级要求可定义为如下表1和表2所示。
[表1]
Figure 379421DEST_PATH_IMAGE001
[表2]
Figure 911903DEST_PATH_IMAGE002
VPSE（max）可为在第一通信节点的PI测量的最大电压。VPSE（min）可为在第一通信节点的PI测量的最小电压。IPI（max）可为在第一通信节点的PI测量的最大电流。VPD（min）可为在包括PD的第二通信节点的PI测量的最小电压。Ppd可为在包括PD的第二通信节点的PI的可用电力。串行通信分类协议（SCCP）等级代码可为在SCCP中定义的等级代码。
在步骤S510中，第一通信节点（例如，包含在第一通信节点中的PSE和PHY层单元）可向第二通信节点传送请求与包含在第二通信节点中的PD的类型和电力等级要求相关的信息的信号。然后，第二通信节点（例如，包含在第二通信节点中的PD和PHY层单元）可从第一通信节点接收信号，响应于接收到的信号产生包括所请求的信息的信号，并且向第一通信节点传送所产生的信号。该信号可经由在第一通信节点和第二通信节点之间的数据线传送。包括PD类型、与电力等级要求相关的信息等可被配置如下。
图6为示出由通信节点生成的信号的框图。
如图6所示，信号600可具有64位的大小。信号600可包括具有8位大小的PD信息字段610，具有48位大小的地址字段620和具有8位大小的循环冗余校验（CRC）字段630。PD信息字段610可指示包含在已产生信号600的通信节点（例如，第二通信节点）中的PD的类型、电力等级要求等。地址字段620可指示已产生信号600的通信节点的标识符（例如，第二通信节点的PHY地址、MAC地址等）。可基于先前的56位（例如，PD信息字段610和地址字段620）来产生CRC字段630的值。
再次参考图5，第一通信节点（例如，包含在第一通信节点中的PSE和PHY层单元）可从第二通信节点接收包括包含在第二通信节点中的PD的与类型、电力等级要求等相关的信息的信号。第一通信节点（例如，包含在第一通信节点中的PSE和PHY层单元）可基于接收到的信号来识别包含在第二通信节点中的PD的类型和电力等级要求。另外，第一通信节点（即，包含在第一通信节点中的PHY层单元和MAC层单元）可从所接收到的信号识别第二通信节点的标识符。
第一通信节点（例如，包含在第一通信节点中的PSE）可基于所识别的PD的类型和电力等级要求来确定待提供给第二通信节点的电力，并经由数据线将所确定的电力提供给第二通信节点（S520）。第二通信节点（例如，包含在第二通信节点中的PD）可经由数据线从第一通信节点获得电力，并且可基于所获得的电力进行操作。
同时，第一通信节点（例如，包含在第一通信节点中的PSE和PHY层单元）可通过监测数据线来检查是否发生故障（S530）。第一通信节点可通过两种方法来检查是否发生故障。
在第一种方法中，可在第一通信节点的PI测量输出电压、输出电流等，并且可确定所测量的输出电压（或输出电流）是否落在预定范围内（例如，对于表1和表2中所述的每种等级的VPSE（min）至VPSE（max））。如果所测量的输出电压（或输出电流）落在预定范围内，则第一通信节点可确定没有发生故障。相反，如果所测量的输出电压（或输出电流）未落在预定范围内，则第一通信节点可确定发生故障。也就是说，第一通信节点可确定第二通信节点处于故障状态。
在第二方法中，第一通信节点可通过数据线从第二通信节点接收包括指示发生故障的指示符的信号，并且基于包含在所接收的信号中的指示符来确定第二通信节点中是否已发生故障。在这里，第一通信节点可在从供电开始起的预定时间之后监测数据线。预定时间可为第二通信节点确定是否发生故障所需的时间。
在发生故障的情况下，第一通信节点（例如，PSE、PHY层单元和包含在第一通信节点中的MAC层单元）可产生包括指示发生故障的指示符的信号，并通过传送所产生的信号来通知发生故障（S540）。此外，第一通信节点可存储故障相关信息（例如，是否已经发生故障、发生的原因（例如，故障代码）、处于故障状态的通信节点的标识符等）。
包括指示发生故障的指示符的信号可以以广播或组播方式传送。指示符可以由1比特位表示。例如，如果指示符设置为0，则可指示没有发生故障，以及如果指示符设置为1，则可指示已发生故障。此外，信号可包括通信节点（例如，第二通信节点）处于故障状态的标识符，以及通信节点的标识符可被映射至指示发生故障的指示符。在这里，通信节点的标识符可为通过步骤S510获得的通信节点的PHY地址或MAC地址。此外，信号可指示在多个通信节点中的每个通信节点中是否发生故障。在此情况下，处于故障状态的每个通信节点的标识符和指示符两者可被包含在信号中。
第一通信节点（包含在第一通信节点中的PSE）可在故障状态下停止向第二通信节点供电（S550）。这里，虽然说明了在步骤S540之后执行步骤S550，但执行顺序可不限于此。例如，步骤S550可在步骤S540之前执行，或者可与步骤S540并行执行。同时，当在停止供电的状态下解决第二通信节点的故障（例如，当第二通信节点正常工作时）时，第二通信节点（包含在第二通信节点中的PD）可向第一通信节点发送请求恢复电力供应的信号。在从第二通信节点接收到信号时，第一通信节点（包含在第一通信节点中的PSE）可确定请求恢复供电，并恢复向第二通信节点供电。在此情况下，第一通信节点可基于包含在步骤S510中识别的第二通信节点中的PD的类型和电力等级要求，向第二通信节点供电。
在第二通信节点没有发生故障的情况下，第一通信节点可通过数据线继续向第二通信节点供电。第二通信节点可基于从第一通信节点获得的电力来操作。同时，当第二通信节点可以从另一实体（例如，包含在第二通信节点中的PSE）获取电力时，第二通信节点可能不需要从第一通信节点获取电力。在此情况下，第二通信节点（例如，包含在第二通信节点中的PD）可产生包括停止供电的指令的信号，并且通过数据线将产生的信号传送给第一通信节点。指示符可以由1比特位表示。例如，如果指示符设置为0，则可指示供电，如果指示符设置为1，则可指示停止供电。此外，信号也可包括第二通信节点的标识符。第一通信节点（例如，包含在第一通信节点中的PSE）可经由数据线从第二通信节点接收信号，并且当接收到的信号指示停止供电时，停止向第二通信节点供电。
同时，下面将描述在PD模式中的通信节点400的具体操作的示例性说明。
图7为解释基于PoDL的车辆网络中的通信节点的另外操作方法的实施例的流程图。
如图7所示，如果PSE工作异常，则第一通信节点（例如，参考图4所述的通信节点400）可在PD模式下操作（S700）。在PD模式中，第一通信节点可基于停用的PSE和激活的PD来操作。如果PSE工作异常，构成PSE的电路可处于断路状态或短路状态。
由于以PD模式工作的第一通信节点不能从其PSE获得电力，所以第一通信节点（例如，包含在第一通信节点中的PD）可向另一通信节点（例如，第二通信节点）请求电力（S710）。第二通信节点可通过数据线连接至第一通信节点。第二通信节点可为参考图3所述的第一通信节点310或参考图4所述的通信节点400。第一通信节点可经由数据线将信号传送至第二通信节点，使得在第二通信节点的PI中检测到在预定范围内（例如，2.8伏至3.2伏）的电压。当在数据线上检测到预定范围内的电压时，第二通信节点可确定存在PD（例如，包括PD的第一通信节点），并且从第一通信节点请求供电。
当从第一通信节点请求供电时，第二通信节点（例如，包含在第二通信节点中的PSE）可向第一个通信节点请求与包含在第一通信节点中的PD的类型和电力等级要求相关的信息。PD的类型可被分为支持100BASE-T1以太网的“A”类、支持1000BASE-T1以太网的“B”类以及支持100BASE-T1以太网和1000BASE-T1以太网两者的“A+B”类。此外，可进一步定义支持10GBASE以太网的类型或支持100GBASE以太网的类型。PD的电力等级要求可与表1和表2中说明的相同。
第一通信节点（例如，包含在第一通信节点中的PD和PHY层单元）可产生包括与其PD的类型和电力等级要求相关的信息的信号，并通过数据线将所产生的信号传送至第二通信节点（S720）。由第一通信节点所产生的信号可与参考图6所述的信号600相同或类似。例如，信号可包括PD信息字段、地址字段和CRC字段。PD信息字段可指示包含在第一通信节点中的PD的类型和电力等级要求。地址字段可指示第一通信节点的标识符（例如，PHY地址、MAC地址等）。
第二通信节点（例如，包含在第二通信节点中的PSE和PHY层单元）可经由数据线从第一通信节点接收信号，并且基于所接收到的信号识别包含在第一通信节点中的PD的类型和电力等级要求。第二通信节点（例如，包含在第二通信节点中的PSE和PHY层单元）可基于包含在第一通信节点中的PD的类型和电力等级要求来确定待提供给第一通信节点的电力，并通过数据线将所确定的电力提供给第一通信节点。第一通信节点（例如，包含在第一通信节点中的PD）可通过数据线从第二通信节点获得电力（S730），并且可基于所获得的电力运行。
同时，第一通信节点（例如，包含在第一通信节点中的PD和PHY层单元）可识别是否发生故障（S740）。第一通信节点（例如，包含在第一通信节点中的PD和PHY层单元）可识别当发生故障时所发生的故障类型（例如，内部故障、外部故障等）（S750）。当发生内部故障时，第一通信节点可以以断电模式（或睡眠模式）运行（S760）。内部故障可为构成第一通信节点的电路处于断路状态或短路状态的情况。在断电模式下，可停用第一通信节点的MAC层单元和PHY层单元。在睡眠模式中，第一通信节点可以以最小功率运行。例如，在睡眠模式中，可停用第一通信节点的MAC层单元，并且可激活第一通信节点的PHY层单元。此外，第一通信节点可在其数据库中存储故障相关信息（例如，是否已发生故障、发生原因（例如，故障代码）等）。
第一通信节点（例如，PD、PHY层单元和包含在第一通信节点中的MAC层单元）可产生包括指示在发生外部故障时发生故障的指示符的信号，并通过传送所产生的信号来通知发生故障（S770）。此外，第一通信节点可在其数据库中存储故障相关信息（例如，是否已发生故障、发生的原因（例如，故障代码）、故障通信节点的标识符等）。外部故障可为构成第一通信节点的电路和通过数据线连接的其他通信节点的电路处于断路状态或短路状态的情况。
包括指示发生故障的指示符的信号可以以广播或组播方式传送。包含在信号中的指示符可由1比特位表示。例如，如果指示符设置为0，则可指示没有发生故障，以及如果指示符设置为1，则可指示已发生故障。此外，信号可包括处于故障状态的通信节点的标识符，并且该通信节点的标识符可被映射到指示发生故障的指示符。此外，信号可指示在多个通信节点中的每个通信节点中是否发生故障。在此情况下，每个通信节点的标识符和指示符两者可被包含在信号中。
在没有发生故障（例如，内部故障）的情况下，第一通信节点可基于经由数据线从第二通信节点获得的电力来运行。另一方面，如果第二通信节点可以从另一实体（例如，包含在第一通信节点中的PSE）获取电力，则第一通信节点可能不需要从第二通信节点获取电力。在此情况下，第一通信节点（例如，包含在第一通信节点中的PD）可产生包括用于命令停止供电的指示符的信号，并且经由数据线将产生的信号传送至第二通信节点。指示符可以由1比特位表示。例如，如果指示符设置为0，则可指示供电，如果指示符设置为1，则可指示停止供电。此外，信号可另外包括第一通信节点的标识符（例如，PHY地址、MAC地址等）。第二通信节点（例如，包含在第二通信节点中的PSE）可经由数据线从第一通信节点接收信号，并且当接收到的信号指示停止供电时，停止向第一通信节点供电。
根据本公开的实施例的方法可被实施为可由各种计算机执行并记录在计算机可读介质上的程序指令。计算机可读介质可包括程序指令、数据文件、数据结构或其组合。记录在计算机可读介质上的程序指令可针对本公开具体设计和配置，或者可为公知的，并且计算机软件领域的技术人员可得到。
计算机可读介质的示例可包括诸如ROM、RAM和闪速存储器的硬件装置，其被具体配置成存储和执行程序指令。程序指令的示例包括由例如编译器制成的机器代码，以及由计算机使用解释器执行的高级语言代码。上述示例性硬件装置可以被配置成作为至少一个软件模块来操作，以便执行本公开的操作，并且反之亦然。
虽然上面已经详细描述了本公开的实施例及其优点，但是应理解，在不脱离本公开的范围的情况下可以进行各种改变、替换和变更。

Claims (18)

1.一种车辆网络中的第一通信节点的操作方法，所述第一通信节点包括用于向第二通信节点供电的供电设备PSE和用于从所述第二通信节点获取电力的供电装置PD，所述操作方法包括：
基于被激活的PSE和被停用的PD以第一模式操作所述第一通信节点；
从所述第二通信节点接收请求电源的第一信号；并且
响应于所述第一信号向所述第二通信节点供电，
其中，所述操作方法另外包括：当所述第一通信节点的PSE处于故障状态时，以基于被激活的所述PD和停用的所述PSE的第二模式操作所述第一通信节点。
2.根据权利要求1所述的操作方法，其中，所述第一通信节点经由数据线耦合至所述第二通信节点，所述第一信号经由所述数据线从所述第二通信节点接收，并且所述电力经由所述数据线从所述第一通信节点提供给所述第二通信节点。
3.根据权利要求1所述的操作方法，其中，所述第二通信节点包括用于获得从所述第一通信节点提供的电力的PD。
4.根据权利要求1所述的操作方法，另外包括当所述第一信号具有预定范围内的电压时，确定从所述第二通信节点请求电源。
5.根据权利要求2所述的操作方法，另外包括：
监测所述数据线；以及
基于监测所述数据线的结果，当所述第二通信节点被确定为处于故障状态时，停止向所述第二通信节点供电。
6.根据权利要求5所述的操作方法，另外包括当所述第一通信节点的输出电压在预定范围之外时，确定所述第二通信节点处于故障状态。
7.根据权利要求5所述的操作方法，另外包括当所述第一通信节点的输出电流在预定范围之外时，确定所述第二通信节点处于故障状态。
8.根据权利要求5所述的操作方法，另外包括传送包括指示发生故障的指示符的第二信号。
9.根据权利要求8所述的操作方法，其中，所述第二信号另外包括所述第二通信节点处于所述故障状态的标识符。
10.根据权利要求8所述的操作方法，另外包括将指示故障原因的故障代码存储在数据库中。
11.一种车辆网络中的第一通信节点的操作方法，所述第一通信节点包括用于向第二通信节点供电的供电设备PSE和用于从所述第二通信节点获取电力的供电装置PD，所述操作方法包括：
基于被停用的所述PSE和被激活的所述PD以第一模式操作所述第一通信节点；
向所述第二通信节点传送请求电源的第一信号；并且
在传送所述第一信号之后从所述第二通信节点获得电力，
其中所述操作方法另外包括当所述第一通信节点的PSE处于故障状态时，以所述第一模式操作所述第一通信节点。
12.根据权利要求11所述的操作方法，其中，所述第一通信节点经由数据线耦合至所述第二通信节点，所述第一信号经由所述数据线传送至所述第二通信节点，并且所述第一通信节点经由所述数据线从所述第二通信节点获得电力。
13.根据权利要求11所述的操作方法，其中，所述第二通信节点包括用于向所述第一通信节点提供电力的PSE。
14.根据权利要求11所述的操作方法，另外包括当所述第一通信节点被确定处于故障状态时以断电模式操作。
15.根据权利要求11所述的操作方法，另外包括当耦合至所述第一通信节点的第三通信节点被确定为处于故障状态时，传送包括指示发生故障的指示符的第二信号。
16.一种车辆网络中的第一通信节点，所述第一通信节点包括：
支持物理层功能的物理层单元；
供电设备PSE，其经由所述车辆网络中的数据线向第二通信节点供电；以及
经由所述数据线从所述第二通信节点获得电力的供电装置PD，
其中基于被激活的PSE和被停用的PD以第一模式操作所述第一通信节点，
当所述第一通信节点的PSE处于故障状态时，以基于被激活的PD和停用的PSE的第二模式操作所述第一通信节点。
17.根据权利要求16所述的第一通信节点，其中，所述PSE接收从所述第二通信节点请求电源的信号，并且所述PSE响应于所接收到的信号向所述第二通信节点供电。
18.根据权利要求16所述的第一通信节点，其中，所述PD向所述第二通信节点传送请求电源的信号，并且所述PD在传送所述信号之后从所述第二通信节点获得电力。
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