CN109510779A - 车载装置、信息处理单元、信息处理方法以及存储介质 - Google Patents

Abstract

提供了车载装置、信息处理单元、信息处理方法以及存储介质。车载装置包括处理器，该处理器被配置成：从一个或更多个应用获得以第一通信地址作为目的地的第一发送数据以及以第二通信地址作为目的地的第二发送数据；在以预定周期的间隔设置的多个定时中的第一定时处向中继单元发送第一发送数据，其中该预定周期与车载装置所连接的中继单元的缓冲器大小相对应；以及在多个定时中的第二定时处向中继单元发送第二发送数据，第二定时与第一定时不同。

Description

车载装置、信息处理单元、信息处理方法以及存储介质

技术领域

本发明涉及车载装置、信息处理单元、信息处理方法和存储程序的非暂态计算机可读存储介质。

背景技术

在现有技术中，已知以下技术：用于对应于预定条件来确定所接收分组的发送顺序的优先级控制，以及用于限制通信带宽的带宽控制，以便提高中继单元(诸如交换机或路由器)中的服务质量(QoS)。

例如，作为优先级控制，已知的有诸如严格优先级(Strict)或加权轮询(weightedround robin，WRR)的方法。例如，作为带宽控制，已知的有诸如加权公平队列(weightedfair queueing，WFQ)、基于类别的加权公平队列(CBWFQ)、或整形(shaping)的方法。

日本未经审查的专利申请公开第2009-088823号(JP 2009-088823 A)公开了以下技术：设置在装置内的卡对将要发送的数据进行缓冲，交换机在读取卡内的缓冲器的滞留状况的同时使用卡来调度发送时机，并且卡根据所述调度通过交换机来发送数据。

发明内容

然而，在现有技术的中继单元中的优先级控制和带宽控制中，存在着在中继单元中发生分组丢失的可能性。

本发明提供了能够进一步降低发生分组丢失的可能性的技术。

本发明的第一方面涉及一种车载装置，该车载装置包括处理器，该处理器被配置成：从一个或更多个应用获得以第一通信地址作为目的地的第一发送数据以及以第二通信地址作为目的地的第二发送数据；在以预定周期的间隔设置的多个定时中的第一定时处向中继单元发送第一发送数据，其中该预定周期与车载装置所连接的中继单元的缓冲器大小相对应；以及在多个定时中的第二定时处向中继单元发送第二发送数据，第二定时与第一定时不同。

根据本发明的第一方面，车载装置在周期性定时处发送从一个或更多个应用获得的多个发送数据。因此，可以进一步降低中继单元中发生分组丢失的可能性。

在根据本发明的第一方面的车载装置中，处理器可以被配置成在预定周期内获得第一发送数据和第二发送数据。

根据本发明的第一方面，车载装置在周期性定时处发送在一个预定周期内获得的发送数据。因此，可以进一步减少发生分组丢失的可能性。

在根据本发明的第一方面的车载装置中，处理器可以被配置成从第一应用获得第一发送数据，并且从第二应用获得第二发送数据。

根据本发明的第一方面，车载装置在周期性定时处发送从多个应用获得的发送数据。因此，即使在发送从应用获得的数据时可以进一步减少发生分组丢失的可能性。

在根据本发明的第一方面的车载装置中，处理器可以被配置成：一边限制要在第一定时处发送的数据的大小，一边对该数据进行发送，以及在多个定时中的与第一定时和第二定时不同的第三定时处发送第一发送数据中包括的多个数据中的未发送数据。

根据本发明的第一方面，车载装置将发送数据划分成每个均具有预定大小的数据，并且在周期性定时处发送所划分的数据。因此，即使在发送每个均具有相对大尺寸的数据时可以进一步减少发生分组丢失的可能性。

在根据本发明的第一方面的车载装置中，处理器可以被配置成：当第一发送数据是被中继单元优先中继的数据时，在第一定时处发送第一发送数据，以及当第一发送数据是不被中继单元优先中继的数据时，在不依赖于多个定时的定时处发送第一发送数据。

根据本发明的第一方面，车载装置在不限制周期性发送定时的情况下立即发送以下数据：对于该数据，在中继单元中可以允许分组丢失的发生。因此，可以以相对高的速度来发送允许发生分组丢失的数据。

在根据本发明的第一方面的车载装置中，处理器可以被配置成：当第一发送数据的类别是由处理器非周期性地获得的数据的类别时，一边限制要在第一定时处发送的数据的大小，一边对该数据进行发送。处理器可以被配置成当第一发送数据的类别是由处理器周期性地获得的数据的类别时，在不限制数据大小的情况下对要在第一定时处发送的数据进行发送。

根据本发明的第一方面，车载装置在一次发送定时处发送要周期性发送的控制数据。因此，可以以相对高的速度发送要周期性发送的控制数据。

本发明的第二方面涉及一种信息处理单元。信息处理单元包括处理器，该处理器被配置成：从一个或更多个应用获得以第一通信地址作为目的地的第一发送数据以及以第二通信地址作为目的地的第二发送数据；在以预定周期的间隔设置的多个定时中的第一定时处向中继单元发送第一发送数据，其中该预定周期与信息处理单元所连接的中继单元的缓冲器大小相对应；以及在多个定时中的第二定时处向中继单元发送第二发送数据，第二定时与第一定时不同。

本发明的第三方面涉及一种信息处理方法。该信息处理方法包括：使信息处理单元从一个或更多个应用获得以第一通信地址作为目的地的第一发送数据以及以第二通信地址作为目的地的第二发送数据；以及使信息处理单元：在以预定周期的间隔设置的多个定时中的第一定时处向中继单元发送第一发送数据，其中该预定周期与信息处理单元所连接的中继单元的缓冲器大小相对应，以及在多个定时中的第二定时处向中继单元发送第二发送数据，第二定时与第一定时不同。

本发明的第四方面涉及一种存储程序的非暂态计算机可读存储介质，该程序使计算机执行处理。该程序使信息处理单元执行：从一个或更多个应用获得以第一通信地址作为目的地的第一发送数据以及以第二通信地址作为目的地的第二发送数据；在以预定周期的间隔设置的多个定时中的第一定时处向中继单元发送第一发送数据，其中该预定周期与信息处理单元所连接的中继单元的缓冲器大小相对应；以及在多个定时中的第二定时处向中继单元发送第二发送数据，第二定时与第一定时不同。

根据本发明的各方面，可以进一步减少发生分组丢失的可能性。

附图说明

下面将参照附图来描述本发明的示例性实施方式的特征、优点以及技术意义和工业意义，在附图中，相似的附图标记表示相似的元件，并且在附图中：

图1是示出根据实施方式的信息处理系统的配置示例的图；

图2是示出根据实施方式的信息处理单元的硬件配置示例的图；

图3是示出根据实施方式的信息处理单元的功能块的示例的图；

图4是示出当从根据实施方式的信息处理单元的应用接收到发送请求时的处理的示例的流程图；

图5是示出当根据实施方式的信息处理单元的周期性发送定时已到来时的处理的示例的流程图；

图6A是用于描述发送数据的顺序的图；以及

图6B是用于描述发送数据的顺序的图。

具体实施方式

在下文中，将参照附图来描述本发明的实施方式。

系统配置

图1是示出根据实施方式的信息处理系统1的配置示例的图。在图1中，信息处理系统1包括信息处理单元10-1、10-2，......，和10-N(在下文中，在不需要区分这些设备时简称为“信息处理单元10”)，以及中继单元20。信息处理系统1可以包括多个中继单元20。

例如，信息处理单元10-1、10-2，…...，和10-N通过网络经由至少一个或更多个中继单元20来连接，该网络诸如是车载局域网(LAN)、LAN、无线LAN、因特网、或移动电话网(诸如长期演进(LTE)到第5代(5G))。

在下文中，作为示例，将描述通过车载LAN来连接车载装置(作为信息处理单元10的示例)的车载系统。然而，所公开的技术适用于各种网络系统中的各种机器，该各种网络系统诸如是用于控制工厂中的机器的网络，以及将传感器连接到云的物联网(IoT)系统。

例如，信息处理单元10是诸如传感器或车辆电子控制单元(ECU)的车载装置。

硬件配置

图2是示出根据实施方式的信息处理单元10的硬件配置示例的图。图2的信息处理单元10包括通过总线B相互连接的驱动设备100、辅助存储设备102、存储设备103、中央处理单元(CPU)104和接口设备105。

例如，实现信息处理单元10中的处理的信息处理程序由存储介质101来提供。当记录该信息处理程序的存储介质101被设置在驱动设备100中时，通过驱动设备100将信息处理程序从存储介质101安装到辅助存储设备102上。这里，信息处理程序不需要从存储介质101安装，并且可以经由网络从另外的计算机下载。辅助存储设备102存储已安装的信息处理程序，并且还存储所需的文件或数据。

例如，存储设备103是随机存取存储器(RAM)，并且在接收到用于激活程序的指令时从辅助存储设备102中读出该程序，并存储所读出的程序。CPU 104根据存储在存储设备103中的程序来实现与信息处理单元10有关的功能。接口设备105用作连接到网络的接口。

作为存储介质101，存在着诸如光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能盘(DVD)或通用串行总线(USB)存储器的便携式存储介质。作为辅助存储设备102的示例，存在着硬盘驱动器(HDD)或闪存。存储介质101和辅助存储设备102二者对应于计算机可读存储介质。

功能配置

将参照图3来描述根据实施方式的信息处理单元10的功能配置。图3是示出根据实施方式的信息处理单元10的功能框图的示例的图。信息处理单元10包括获得部11、发送部12和设置部13。获得部11、发送部12和设置部13表示由安装在信息处理单元10上的一个或更多个程序实现的、用于使信息处理单元10的CPU 104执行处理的功能。

获得部11从在信息处理单元10上运行的一个或更多个应用获得要使用的传输协议的指定、目的地的通信地址、以及发送数据。例如，作为要使用的传输协议，指定了传输控制协议(TCP)和用户数据报协议(UDP)。例如，在通信地址中包括因特网协议(IP)地址和端口号。

发送部12以设置部13所设置的预定周期在周期性发送定时处经由中继单元20通过使用对应用指定的传输协议来向目的地的通信地址发送由获得部11获得的发送数据。

设置部13设置发送部12发送数据的周期(“预定周期”)，该周期是根据中继单元20的缓冲器大小和数据大小的上限来预先设置。设置部13可以响应于用户的操作来执行设置，或者可以根据通过中继单元20从外部装置接收的命令来执行设置。

处理

从应用接收到发送请求时的处理

将参照图4来描述当从根据实施方式的信息处理单元10的应用接收到对于发送的请求时的处理。图4是示出当从根据实施方式的信息处理单元10的应用接收到对于发送的请求时的处理的示例的流程图。

可以请求信息处理单元10在设置部13预先设置的预定周期(例如，4ms)内从运行在信息处理单元10上的一个或多个应用发送多个数据。在这种情况下，针对数据，目的地的通信地址或要使用的传输协议可以不同或者相同。例如，应用包括用于实现信息处理单元10中的主功能(主机制)(诸如传感器所测量的数据的发送)的应用。应用可以包括用于实时监视信息处理单元10的应用和用于更新信息处理单元10的软件的应用。

在步骤S1中，获得部11从运行在信息处理单元10上的一个或更多个应用获得发送数据、作为目的地的信息处理单元10的通信地址、以及要使用的传输协议的指定。例如，由一个或更多个应用来执行用于发送的功能，该用于发送的功能包括在由操作系统(OS)提供的用于数据通信的应用编程接口(API)中。

随后，发送部12确定所获得的发送数据的类别(步骤S2)。例如，发送数据的类别可以由一个或更多个应用来预先设置。在这种情况下，例如，应用可以通过执行预定的API来指定发送数据的类别。

例如，发送数据的类别包括“优先级类别1”、“优先级类别2”以及“尽力服务类别”。例如，“优先级类别1”可以用于控制信息(以预定(固定)周期(例如，1秒)利用预定(固定)数据大小而发送的“周期性获得的数据”的示例)。

例如，“优先级类别2”可以用于以下信息(“非周期性获得的数据”的示例)：该信息是响应于诸如用户操作的事件、利用非固定的数据大小而发送的。例如，“尽力服务类别”可以用于以下数据：对于该数据允许分组丢失。

当类别为“尽力服务类别”(在步骤S2中的“尽力服务类别”)时，发送部12生成包括所获得的发送数据的“尽力服务类别”的分组(步骤S3)。这里，发送部12可以发送分组，通过使用包括在以太网报头中的3比特服务类别(CoS)字段来对该分组设置分组优先级。替选地，发送部12可以生成以下分组：根据诸如服务类型(ToS)或区分服务(DiffServ)的QoS协议，通过使用IP报头的预定字段来对该分组设置分组优先级。

之后，发送部12通过中继单元20将分组从信息处理单元10的发送缓冲器发送到作为目的地的信息处理单元10(步骤S4)，并且结束处理。例如，如上所述，分组丢失可能发生在除了控制数据以外的数据中，可以在没有带宽的限制或发送定时的平滑(周期化)的限制的情况下发送期望以高速度发送的数据，只要网络中存在可用的带宽即可。

同时，当类别是“优先级类别1”或“优先级类别2”(在步骤S2中的“优先级类别1”或“优先级类别2”)时，发送部12将所获得的发送数据暂时存储在发送缓冲器中(步骤S5)，并且结束处理。例如，发送缓冲器可以是作为接口设备105的网络接口卡(NIC)的发送缓冲器。

在发送定时已到来时的处理

将参照图5来描述当根据实施方式的信息处理单元10的周期性发送定时已到来时的处理。图5是示出根据实施方式的信息处理单元10的发送定时已到来时的处理的示例的流程图。

在步骤S11中，发送部12检测到周期性发送定时已到来，其中该周期性发送定时具有由设置部13预先设置的预定周期。

随后，发送部12确定存储在发送缓冲器中的发送数据当中的最早的发送数据的类别(步骤S12)。这里，当在预先设置的预定周期的一个周期内从运行在信息处理单元10上的应用接收到对于“优先级类别1”或“优先级类别2”的数据的发送请求时，发送数据被存储在发送缓冲器中。当在当前发送定时处发送数据未被存储在发送缓冲器中时，在当前发送定时处不发送数据。

当类别为“优先级类别1”(在步骤S12中的“优先级类别1”)时，发送部12生成包括发送数据的“优先级类别1”的分组(步骤S13)，并且进行到步骤S15的处理。这里，当类别为“优先级类别1”时，发送部12可以不限制在当前发送定时处要发送的数据的大小。通过这样做，当“优先级类别1”被用于以固定周期利用固定数据大小而发送的信息时，即使在任何定时处从信息处理单元10发送“优先级类别1”的数据，通过使用具有足够大小的缓冲器的中继单元20，也不会发生分组丢失。

当类别为“优先级类别2”(在步骤S12中的“优先级类别2”)时，发送部12生成包括以下数据的“优先级类别2”的分组：该数据具有由设置部13预先设置的预定大小或更小的大小(步骤S14)。例如，信息处理单元10中的周期性发送数据的大小(例如，“优先级类别1”所使用的发送数据的固定大小)可以被设置为预定大小。当发送数据的大小大于预先设置的预定大小时，发送部将发送数据划分成多个数据，使得发送数据具有预先设置的预定大小或者更小的大小，并且生成包括所划分的数据的分组。所划分的数据当中的、在当前发送定时处未被发送的未发送数据在随后的发送定时处被发送。

在步骤S13和步骤S14中，与步骤S3的处理类似，发送部12生成以下分组：根据诸如Cos、ToS或DiffServ的QoS协议来对该分组设置分组优先级。

之后，发送部12通过中继单元20将所生成的分组发送到作为目的地的信息处理单元10(步骤S15)，并且结束处理。

当来自应用的发送数据在当前发送定时处被存储在发送缓冲器中时，发送数据当中的、在当前发送定时(“第一定时”的示例)处未被发送的发送数据在随后的发送定时(“第二定时”的示例)处被发送。假设来自一个应用的发送数据被存储在发送缓冲器中，并且发送数据的大小大于由设置部13预先设置的预定大小。在这种情况下，发送部12在当前发送定时(“第一定时”的示例)处发送发送数据当中的具有上限大小的数据，并且在随后的发送定时(“第三定时”的示例)处发送发送数据当中的未发送数据。

修改示例

在步骤S12和步骤S15中，发送部12可以按照与预定条件对应的顺序来发送存储在发送缓冲器中的发送数据，而不是按照时间的升序来发送发送数据。例如，发送部12将预定条件设置为“优先级类别1”的优先级高于“优先级类别2”的优先级的条件，并且通过严格优先级或WRR来确定发送顺序。

在严格优先级的情况下，当“优先级类别1”的发送数据和“优先级类别2”的发送数据存在于发送缓冲器中时，发送部12优先于“优先级类别2”的发送数据来发送“优先级类别1”的发送数据1。例如，如上所述，在信息处理单元10中，可以优先于设置有“优先级类别2”并且对应于事件的数据，以固定周期来发送设置有“优先级类别1”的控制数据。

图6A和6B是用于描述发送数据的顺序的图。在图6A的示例中，按照由获得部11按时间获得的数据的升序，发送数据601至607被存储在信息处理单元10的发送缓冲器600中。这里，假设发送数据601至603是“优先级类别2”，发送数据604是“优先级类别1”，发送数据605至607是“尽力服务类别”。在这种情况下，如图6B所示，“尽力服务类别”的发送数据605至607被立即从信息处理单元10发送。

当发送部12将“优先级类别1”的优先级设置成比“优先级类别2”的优先级高，并且通过严格优先级来确定发送顺序时，“优先级类别1”的发送数据604在由设置部13预先设置的预定周期T的发送定时处被发送。之后，“优先级类别2”的发送数据601至603在预定周期T的发送定时处被发送。

中继单元20

在下文中，将描述中继单元20。根据实施方式的中继单元20是支持诸如CoS、ToS或DiffServ的QoS功能的交换机或路由器。

在车载系统中，可以基于设计规格或实际测量来计算从每个信息处理单元10以固定周期利用固定数据大小以“优先级类别1”而发送的信息的通信带宽。

如在实施方式中，可以通过将要从每个信息处理单元10以“优先级类别2”发送的数据的发送定时设置成预定周期，并且限制每次发送的数据的大小，来计算要以“优先级类别2”发送的数据的通信带宽的最大值。

如上所述，分配给“优先级类别1”和“优先级类别2”的通信带宽可以被确定成使得在中继单元20中不发生对于“优先级类别1”和“优先级类别2”的分组的分组丢失，并且可以被设置到中继单元20。

例如，假设发送“优先级类别1”和“优先级类别2”的分组的信息处理单元10的数目为10。假设从每个信息处理单元10一次发送的数据(以太网帧的有效载荷)的最大值被设置部13设置为1.5KB。假设从每个信息处理单元10发送“优先级类别1”和“优先级类别2”的分组的预定周期被设置部13设置为4ms。

在这种情况下，在中继单元20中，分配给“优先级类别1”和“优先级类别2”的通信带宽被设置为30Mbps(＝1.5KB×8比特×10/4ms)或更大。假设对中继单元20的输出端口设置的、对于“优先级类别1”和“优先级类别2”的分组的发送缓冲器大小被设置为13.5KB(＝1.5KB×(10-1))。如上所述，可以实现在中继单元20中不发生“优先级类别1”和“优先级类别2”的分组的分组丢失的通信系统。

结论

根据实施方式，在发送侧的信息处理单元以预先设置的预定周期来发送从一个或更多个应用获得的发送数据。如上所述，可以进一步减少发生分组丢失的可能性。

虽然已经描述了本发明的实施方式，但是本发明不限制于具体实施方式。应当理解，在不脱离权利要求书中描述的本发明的范围的情况下，可以对实施方式进行各种改变和修改。

发送部12的功能可以加载在以下程序上：该程序在诸如数据链路层的层中执行通信。在这种情况下，该程序的至少一部分可以被例如NIC的驱动器加载。该程序可以由操作系统(OS)处理，并且可以安装在信息处理单元10上。

发送部12的功能可以被加载在以下程序上：该程序在诸如传输层或应用层的层中执行通信。

“优先级类别1”或“优先级类别2”的数据是“被中继单元优先中继的数据”的示例。“尽力服务类别”的数据是“不被中继单元优先中继的数据”的示例。

Claims (9)

1.一种车载装置，其特征在于包括处理器，所述处理器被配置成：

从一个或多个应用获得以第一通信地址作为目的地的第一发送数据和以第二通信地址作为目的地的第二发送数据；

在以预定周期的间隔设置的多个定时中的第一定时处向中继单元发送所述第一发送数据，其中所述预定周期与所述车载装置所连接的中继单元的缓冲器大小相对应；以及

在所述多个定时中的第二定时处向所述中继单元发送所述第二发送数据，所述第二定时与所述第一定时不同。

2.根据权利要求1所述的车载装置，其特征在于，所述处理器被配置成在所述预定周期内获得所述第一发送数据和所述第二发送数据。

3.根据权利要求1或2所述的车载装置，其特征在于，所述处理器被配置成从第一应用获得所述第一发送数据，并且从第二应用获得所述第二发送数据。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的车载装置，其特征在于，所述处理器被配置成：

一边限制要在所述第一定时处发送的数据的大小，一边对所述数据进行发送，以及

在所述多个定时中的与所述第一定时和所述第二定时不同的第三定时处发送所述第一发送数据中包括的多个数据中的未发送数据。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的车载装置，其特征在于，所述处理器被配置成：

当所述第一发送数据是被所述中继单元优先中继的数据时，在所述第一定时处发送所述第一发送数据，以及

当所述第一发送数据是不被所述中继单元优先中继的数据时，在不依赖于所述多个定时的定时处发送所述第一发送数据。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的车载装置，其特征在于，所述处理器被配置成：

当所述第一发送数据的类别是由所述处理器非周期性地获得的数据的类别时，一边限制要在所述第一定时处发送的数据的大小，一边对所述数据进行发送，以及

当所述第一发送数据的类别是由所述处理器周期性地获得的数据的类别时，在不限制所述数据大小的情况下对要在所述第一定时处发送的数据进行发送。

7.一种信息处理单元，其特征在于包括处理器，所述处理器被配置成：

从一个或多个应用获得以第一通信地址作为目的地的第一发送数据和以第二通信地址作为目的地的第二发送数据；

在以预定周期的间隔设置的多个定时中的第一定时处向所述中继单元发送所述第一发送数据，其中所述预定周期与所述信息处理单元所连接的中继单元的缓冲器大小相对应；以及

在所述多个定时中的第二定时处向所述中继单元发送所述第二发送数据，所述第二定时与所述第一定时不同。

8.一种信息处理方法，其特征在于包括：

使信息处理单元从一个或多个应用获得以第一通信地址作为目的地的第一发送数据和以第二通信地址作为目的地的第二发送数据；以及

使所述信息处理单元

在以预定周期的间隔设置的多个定时中的第一定时处向中继单元发送所述第一发送数据，其中所述预定周期与所述信息处理单元所连接的中继单元的缓冲器大小相对应，以及

在所述多个定时中的第二定时处向所述中继单元发送所述第二发送数据，所述第二定时与所述第一定时不同。

9.一种存储程序的非暂态计算机可读存储介质，所述程序使计算机执行处理，其特征在于，所述程序使信息处理单元执行：

从一个或多个应用获得以第一通信地址作为目的地的第一发送数据和以第二通信地址作为目的地的第二发送数据；

在以预定周期的间隔设置的多个定时中的第一定时处向中继单元发送所述第一发送数据，其中所述预定周期与所述信息处理单元所连接的中继单元的缓冲器大小相对应；以及

在所述多个定时中的第二定时处向所述中继单元发送所述第二发送数据，所述第二定时与所述第一定时不同。