CN109039375B - 一种车载以太网线路极性翻转检测装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明揭示了一种车载以太网线路极性翻转检测装置及方法，其包括发送端(1)和与所述发送端(1)通信相连的接收端(2)，所述接收端(2)包括数据解映射模块(22)和与所述数据解映射模块(22)相连的解码器(23)，所述接收端(2)还包括异或门(24)，所述异或门(24)接收端分别与所述数据解映射模块(22)的输出端和所述解码器(23)的输出端通信相连。本发明减小了芯片实现时的面积和功耗，降低芯片的成本，同时提高检测效率。

Description

一种车载以太网线路极性翻转检测装置及方法
技术领域
本发明涉及极性翻转检测领域，特别涉及一种车载以太网线路极性翻转检测装置及方法。
背景技术
随着AI科技的进步，自动驾驶离我们越来越近。为了应对自动驾驶的需求，汽车上增加了大量的传感器，这使得汽车上数据传输需求呈现出爆炸性的增长。车载以太网技术(IEEE802.3bw标准)应运而生。跟传统汽车总线相比，车载以太网具有传输速率高，成本低，上层应用丰富等优势。车载以太网在一对双绞线实现100M bps全双工传输。在现实应用中，双绞线对存在着反接的情况(P端接到N端，N端接到P端)。这种情况下要求phy具备线路极性检测功能，从而在接收端自动纠正信号的极性。
当线对反接后，在发送端极性为正的信号在接收端将会变为负。现有简单可行的做法是在扰码同步后，恢复出发送端的信号并与接收信号相比较。极性相反则证明存在线对反接的情况。但恢复出发送端的信号，这需要在接收端实现额外的数据映射逻辑，这会增加接收机设计的复杂度与成本。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术中的上述缺陷，提供一种车载以太网线路极性翻转检测装置及方法，减小了芯片实现时的面积和功耗，降低芯片的成本，同时提高检测效率。
为实现上述发明目的，本发明采用了如下技术方案：一种车载以太网线路极性翻转检测装置，其包括发送端和与所述发送端通信相连的接收端，所述接收端包括数据解映射模块和与所述数据解映射模块相连的解码器，所述接收端还包括异或门，所述异或门接收端分别与所述数据解映射模块的输出端和所述解码器的输出端通信相连。
此外，本发明还提出如下附属技术方案：
所述发送端包括扰码器和与所述扰码器相连的数据映射模块。
所述接收端还包括与所述数据映射模块和所述数据解映射模块通信相连的均衡与时钟恢复器。
一种车载以太网线路极性翻转检测装置的检测方法，包括以下步骤：
步骤一：提供扰码器和数据映射模块，所述扰码器发出发送端扰码信号，经数据映射模块处理后发出发送端映射信号。
步骤二：提供均衡与时间恢复器，所述发送端映射信号经信道传输后达到接收端的均衡与时间恢复器。
步骤三：所述均衡与时间恢复器将接收到的所述发送端映射信号处理后发出接收端映射信号。
步骤四：所述数据解映射模块将所述均衡与时间恢复器处理后发出的接收端映射信号的信号恢复成接收端扰码信号。
步骤五：所述接收端扰码信号经解码器同步后恢复出发送端扰码信号。
步骤六：所述异或门分别接收所述接收端扰码信号的高一位信号和所述发送端扰码信号的高一位信号，进行判断所述车载以太网线路极性是否翻转并输出极性标志。
步骤六还包括以下步骤：
若所述异或门(24)输出极性标志为1，则判断所述以太网线路极性翻转；
若所述异或门(24)输出极性标志为0，则判断所述以太网线路极性没有翻转。
相比于现有技术，本发明的优点在于：本发明采用一种间接的方式来实现以太网协议标准(IEEE 802.3bw)中的线对反接检测，该发明具有结构简单有效的特点，简化掉了现有方案中额外的数据映射逻辑，从而减小芯片实现时的面积和功耗，降低芯片的成本。
附图说明
图1是本发明中扰码信号sdn与映射信号sym的映射关系表。
图2为本发明中线对反接时发送端扰码信号tx_sdn与接收端扰码信号 rx_sdn的关系表。
图3是本发明一种车载以太网线路极性翻转检测装置示意图。
具体实施方式
以下结合较佳实施例及其附图对本发明技术方案作进一步非限制性的详细说明。
如图1所示，映射信号sym与扰码信号sdn的映射关系(参考以太网协议标准IEEE802.3bw)，其中sdn[2：0]表示是需要传输的3位bit信息；TAn与TBn 表示线上传输电平，并且线上会串行的把TAn，TBn发送出去，TAn与TBn组成映射信号sym。
当线对反接时接收到的接收端映射信号rx_sym与发送端映射信号tx_sym极性相反，如要传输3bits信息010，根据图 1，相应的映射信号为TAn＝-1，TBn＝1。发送端1会先发一个-1v的电平，然后紧跟发一个1v的电平，如果线对反接，接收端会先收到1v的电平，然后紧跟一个-1v的电平。
当线对反接时可以得出如图2所示关系，其中前缀tx表示发送端信号，前缀rx_表示接收端信号。观察发送端扰码信号传输的3位bit信息tx_sdn[2：0]与接收端扰码信号接收的3位bit信息rx_sdn[2：0]可以发现，接收端扰码信号的低2 位rx_sdn[1：0]等于发送端扰码信号的低2位tx_sdn[1：0]，而接收端扰码信号的高 1位rx_sdn[2]则为发送端扰码信号高1位tx_sdn[2]的取反(0变1，1变0)。因此通过比较发送端扰码信号高1位tx_sdn[2]和接收端扰码信号高1位rx_sdn[2]的极性关系，可以直接得到线对反接的相关信息。
通过上述规则，可得出如图3所示方案，一种车载以太网线路极性翻转检测装置包括发送端1和接收端2。发送端1包括扰码器11和与扰码器11通信相连的数据映射模块12。接收端2包括与数据映射模块12相连的均衡与时间恢复器 21，用来降低信号在在信道中产生的畸变并同步收发端时钟，以便正确采样恢复信号，接收端2还包括与均衡与时间恢复器21通信相连数据解映射模块22、与数据解映射模块22通行相连的解码器23以及连接于数据解映射模块22和解码器23的异或门24。
测试时，首先扰码器11发出发送端扰码信号tx_sdn，经数据映射模块12处理后，发出发送端映射信号tx_sym，然后传输给均衡与时间恢复器21进行降畸变以及时钟同步处理，处理后均衡与时间恢复器21发出接收端映射信号rx_sym，数据解映射模块22在收到接收端映射信号rx_sym后，进行处理发出接收端扰码信号rx_sdn，再将接收端扰码信号rx_sdn送入解码器23进行同步操作并恢复出发送端扰码信号tx_sdn。
最后分别将接收端扰码信号rx_sdn的高一位信号rx_sdn[2]和发送端扰码信号tx_sdn的高一位信号tx_sdn[2]送入异或门24处理，判断所述车载以太网线路极性是否翻转。若是，异或门24输出极性标志为1；若否，异或门输出极性标志为0。
本发明采用一种间接的方式来实现以太网协议标准(IEEE 802.3bw)中的线对反接检测，该发明具有结构简单有效的特点，该发明简化掉了现有方案中额外的数据映射逻辑，从而减小芯片实现时的面积和功耗，降低芯片的成本。
需要指出的是，上述较佳实施例仅为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种车载以太网线路极性翻转检测装置，其包括发送端(1)和与所述发送端(1)通信相连的接收端(2)，所述接收端(2)包括数据解映射模块(22)和与所述数据解映射模块(22)相连的解码器(23)，其特征在于：所述接收端(2)还包括异或门(24)，所述异或门(24)接收端分别与所述数据解映射模块(22)的输出端和所述解码器(23)的输出端通信相连，所述发送端(1)包括扰码器(11)和与所述扰码器(11)相连的数据映射模块(12)，所述接收端(2)还包括与所述数据映射模块(12)和所述数据解映射模块(22)通信相连的均衡与时钟恢复器(21)。
2.一种如权利要求1所述的车载以太网线路极性翻转检测装置的检测方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一：提供扰码器(11)和数据映射模块(12)，所述扰码器(11)发出发送端扰码信号(tx_sdn)，经数据映射模块(12)处理后发出发送端映射信号(tx_sym)；
步骤二：提供均衡与时间恢复器(21)，所述发送端映射信号(tx_sym)经信道传输后达到接收端(2)的均衡与时间恢复器(21)；
步骤三：所述均衡与时间恢复器(21)将接收到的所述发送端映射信号(tx_sym)处理后发出接收端映射信号(rx_sym)；
步骤四：所述数据解映射模块(22)将所述均衡与时间恢复器(21)处理后发出的接收端映射信号(rx_sym)的信号恢复成接收端扰码信号(rx_sdn)；
步骤五：所述接收端扰码信号(rx_sdn)经解码器(23)同步后恢复出发送端扰码信号(tx_sdn)；
步骤六：所述异或门(24)分别接收所述接收端扰码信号(rx_sdn)的高一位信号(rx_sdn[2])和所述发送端扰码信号(tx_sdn)的高一位信号(tx_sdn[2])，进行判断车载以太网线路极性是否翻转并输出极性标志。
3.按照权利要求2所述车载以太网线路极性翻转检测装置的检测方法，其特征在于：步骤六还包括以下步骤：
若所述异或门(24)输出极性标志为1，则判断所述以太网线路极性翻转；
若所述异或门(24)输出极性标志为0，则判断所述以太网线路极性没有翻转。
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