CN110022254B - 用于车辆的can消息的动态路由装置和方法 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了用于车辆的CAN消息的动态路由装置和方法。一种用于车辆的CAN消息的动态路由设备，包括：消息接收单元，被配置为接收从源控制器发送的特定ID的消息和来自至少一个目的地控制器的指定特定消息；消息接收滤波器，被配置为基于包含在特定消息中的至少一条信息进行动态地改变；以及网关控制器，包含消息接收单元和消息接收滤波器，其中，网关控制器被配置为基于有关特定消息的信息生成动态路由表信息，仅针对为消息接收滤波器设置的消息ID检查消息的接收，并且对在动态路由表中指定的目的地控制器执行消息路由。

Description

用于车辆的CAN消息的动态路由装置和方法
相关申请的引证
本申请要求于2017年12月08日提交的韩国申请第10-2017-0167904 号的优先权，其整体通过引证的方式结合于此。
技术领域
本发明涉及用于车辆的CAN(控制器局域网)消息的动态路由装置和方法，并且更具体地，涉及用于车辆的CAN消息的动态路由装置和方法，其能够通过在车辆运行期间基于动态路由表信息获取源控制器和目的地控制器的状态改变主动执行消息路由。
背景技术
通常，车辆内部设置用于车辆驾驶的各种电子设备和各种类型的便利设施。近来，在车辆内部的电子设备中，用于共享各种设备的信息以便使用户便利性最大化并维护稳定性的设备日益增加。
用于车辆的电子设备所使用的数据量持续增加，并且随着数据变得越来越多样化，数据处理方法变为重要问题。
另一方面，随着安装在车辆上的通信控制器的数量增加，所有的控制器不能连接至单个CAN通信网络。因此，通信控制器根据通信控制器所属的域(即，网络)构成单独的CAN网络。为了在属于不同的域的通信控制器之间执行通信，需要用于在不同的CAN物理信道之间收发(即，消息路由)消息(即，CAN消息，在下文中简称为消息)的网关控制器。
如图1所示，网关控制器200基于路由数据库100执行消息路由。即，路由表是基于路由数据库100创建的，并且源控制器和目的地控制器是针对每个消息预定义的。因此，当通过消息接收单元210从源控制器接收消息(即，CAN消息)时，网关控制器通过消息发送单元220向目的地控制器(或目的地控制器所属的信道)发送消息(即，CAN消息)。
然而，随着通信控制器的数量(在下文中，消息发送侧上的通信控制器称为源控制器，并且消息接收侧上的通信控制器称为目的地控制器)增加，由网关控制器管理的通信信道的数量也增加。因此，每个信道的总线负载和网关控制器本身的负载也增加。
因此，当在操作过程中通信环境改变时，当前路由方法(即，基于路由数据库的静态消息路由方法)具有效率低下的问题。此外，当前路由方法具有基于以太网和部分网络难以解决动态网络环境变化的问题。
在题为“网关通信设备和方法”的韩国专利注册号10-1608356(于 2016年3月28日注册的)中公开了本发明的背景技术。
发明内容
本发明的实施方式致力于用于车辆的CAN消息的动态路由设备和方法，其可以通过在车辆的运行期间基于动态路由表信息掌握源控制器和目的地控制器的状态改变主动执行消息路由。
在一个实施方式中，一种用于车辆的CAN消息的动态路由设备可以包括：消息接收单元，被配置为接收从源控制器发送的特定ID的消息和来自至少一个目的地控制器的指定特定消息；消息接收滤波器，被配置为基于包含在特定消息中的至少一条信息进行动态地改变；以及网关控制器，包含消息接收单元和消息接收滤波器，其中，网关控制器被配置为基于有关特定消息的信息生成动态路由表信息，仅针对设置于消息接收滤波器的消息ID检查消息的接收，并且对在动态路由表中指定的目的地控制器执行消息路由。
网关控制器可以被配置为根据目的地控制器的路由请求和目的地控制器的当前状态动态地改变消息路由的设置。
从目的地控制器接收的指定特定消息可以包括：第一特定消息，在所述第一特定消息中，目的地控制器请求或不请求网关控制器以针对特定ID 执行路由；以及第二特定消息，在目的地控制器处于操作状态时被定期发送到网关控制器。
第一特定消息可以包括：命令区域，用于记录添加或移除命令；消息计数区域，用于记录要增加或减少的计数；以及消息ID区域，用于记录期望请求路由或不请求路由的消息ID。
网关控制器可以被配置为：确定定期接收第二特定消息时目的地控制器处于操作状态；并且当没有接收到第二特定消息时，确定目的地控制器进入休眠状态。
动态路由表可以包括：是否请求路由的消息ID信息；有关消息ID的源计数信息；有关消息ID的目的地计数信息；以及有关消息ID的路由执行或不执行信息。
网关控制器可以被配置为：当第一特定消息包括添加命令时，在动态路由表中将消息ID的源计数增加1；并且当第一特定消息包括移除命令时，将动态路由表中消息ID的源计数减少1。
网关控制器可以被配置为：当消息ID的源计数从0变成1时，将消息ID添加到消息接收滤波器以使得网关控制器针对消息ID执行路由；并且当消息ID的源计数从1变成0时，将消息ID从消息接收滤波器移除以使得网关控制器不针对消息ID执行路由。
网关控制器可以被配置为：当接收到第二特定消息时，在动态路由表中针对与目的地控制器相对应的消息ID将目的地计数增加1，并且保持目的地计数；并且当没有接收到第二特定消息并且发生超时时，针对与目的地控制器相对应的消息ID，将目的地计数减少1。
当通过增减目的地计数将消息ID的目的地计数从1变成0时，网关控制器可以被配置为确定目的地控制器进入休眠状态并且不针对与消息 ID相对应的目的地控制器执行路由。
在另一实施方式中，一种用于车辆的CAN消息的动态路由方法可以包括：由网关控制器从目的地控制器接收第一特定消息；由网关控制器检查包含在第一特定消息中的命令是否是添加命令；当包含在第一特定消息中的命令是添加命令时，由网关控制器读取包含在第一特定消息中的消息 ID并且增加动态路由表的消息ID的源计数；由网关控制器检查动态路由表的消息ID的源计数是否为1以上；当消息ID的源计数为1以上时，由网关控制器将消息ID添加至消息接收滤波器；并且由网关控制器检查是否仅针对被添加到消息接收滤波器的消息ID接收消息并对目的地控制器执行路由。
当动态路由表的消息ID的源计数增加时，动态路由方法可以进一步包括在读取包含在第一特定消息中的消息ID之后由网关控制器检查消息 ID是否为存在于路由数据库中的消息ID，并且当消息ID存在于路由数据库中时，动态路由表的消息ID的源计数会增加1。
动态路由表可以包括：是否请求路由的消息ID信息；有关消息ID的源计数信息；有关消息ID的目的地计数信息；以及有关消息ID的路由执行或不执行信息。
第一特定消息可以是包含目的地控制器请求或不请求网关控制器针对特定ID进行路由的信息的消息，并且第一特定消息可以包括：命令区域，用于记录添加或移除命令；消息计数区域，用于记录要增加或减少的计数；以及消息ID区域，用于记录期望是否请求的消息ID。
在另一实施方式中，一种用于车辆的CAN消息的动态路由方法可以包括：由网关控制器从目的地控制器接收第一特定消息；由网关控制器检查包含在第一特定消息中的命令是否是移除命令；当包含在第一特定消息中的命令是移除命令时，由网关控制器读取包含在第一特定消息中的消息 ID，并且当动态路由表的消息ID的源计数不是0时减少动态路由表的消息ID的源计数；当由于将消息ID的源计数减少1而使得动态路由表的消息ID的源计数为0时，由网关控制器从消息接收滤波器移除消息ID；以及网关控制器仅针对从消息接收滤波器移除的消息ID不检查是否从源控制器收到消息。
动态路由表可以包括：是否请求路由的消息ID信息；有关消息ID的源计数信息；有关消息ID的目的地计数信息；以及有关消息ID的路由执行或不执行信息。
第一特定消息可以是包含目的地控制器请求或不请求网关控制器针对特定ID进行路由的信息的消息，并且第一特定消息可以包括：命令区域，用于记录添加或移除命令；消息计数区域，用于记录要增加或减少的计数；以及消息ID区域，用于记录期望是否请求路由的消息ID。
附图说明
图1是用于描述根据相关技术的用于车辆的CAN消息的动态路由设备的操作的示例性方框图。
图2是示出了根据本发明的实施方式的用于车辆的CAN消息的动态路由设备的示意性配置的示例性方框图。
图3是根据本发明的实施方式的用于车辆的CAN消息的动态路由方法的流程图。
图4是用于描述目的地控制器向图2中的网关控制器发送的请求消息或路由消息的配置的示意图。
图5是用于描述通过图2中的网关控制器生成的动态路由表信息的配置的示例性方框图。
图6是用于描述通过图2中的网关控制器动态地改变的消息接收滤波器的示例性方框图。
具体实施方式
在下文中，将参照附图描述根据本发明的实施方式的用于车辆的CAN 消息的动态路由设备和方法。
应注意，这些图并不是精确地按比例绘制的，并且可仅为了描述方便和清楚的目的而放大线条的厚度或者部件的大小。而且，通过考虑本发明的功能来定义如这里使用的术语，并可根据用户或者操作员的习惯或意图来改变这些术语。因此，应根据这里阐述的整体公开内容来定义术语。
图2是示出了根据本发明的实施方式的用于车辆的CAN消息的动态路由设备的示意性配置的示例性方框图。
如图2所示，根据本发明的实施方式的用于车辆的CAN消息的动态路由设备可以包括路由数据库100和网关控制器300。路由数据库100可以提供静态路由表信息。网关控制器300可以通过消息接收单元310从至少一个目的地控制器接收指定特定消息(1.请求消息(或路由消息)，2. 网络管理(NM)消息)，生成动态路由表信息，基于包含在特定消息中的至少一条信息动态地改变消息接收滤波器340，仅针对设置于消息接收滤波器340的消息ID检查消息(即，CAN消息，在下文中仅仅称为消息) 的接收，以及对动态路由表中指定的目的地控制器执行消息路由。
在本实施方式中，网关控制器300可以基本上基于路由数据库100的动态路由表信息进行操作。
在动态路由表信息中，可以针对每个物理信道定义发送消息的控制器 (即，源控制器)和接收消息的控制器(即，目的地控制器)。因此，当向车辆供电并且系统启动时，网关控制器300可以读取信息(即，动态路由表信息)并且执行消息路由的设置。例如，网关控制器300可以读取待读取的消息的ID，设置接收滤波器，并且设置发送消息的发送周期和物理信道。
然而，本实施方式提供了一种方法，该方法根据当前环境动态地执行 (改变)消息路由的设置，降低CAN总线和网关控制器300的负载(路由负载)，并且改善网关控制器300的机能效率。
更具体地，网关控制器300可以通过消息接收单元310从至少一个目的地控制器接收指定特定消息(1.请求消息(或路由消息)，2.NM消息) 并且生成动态路由表信息。
即，当接收到特定ID的消息(即，与特定ID对应的消息)或者接收停止时，根据实施方式的至少一个目的地控制器可以向网关控制器300的消息接收单元310发送指定的第一特定消息(例如，请求消息(或路由消息))(参见图4)。
图4是用于描述目的地控制器向图2中的网关控制器发送的请求消息 (或路由消息)的配置的示例性方框图。如图4所示，目的地控制器向网关控制器300发送的请求消息(或路由消息)可以包括命令区域(即，用于记录指示添加或移除的命令的区域)、消息计数区域(即，用于记录待增加或减少的计数的区域)，以及消息ID区域(或消息ID阵列区域)(即，用于记录需要是否请求路由的消息ID的区域)。
此外，网关控制器300可以通过消息接收单元310从至少一个目的地控制器接收指定的第二特定消息(例如，NM消息)并且生成动态路由表信息。
第二特定消息(NM消息)是当一个目的地控制器处于操作状态(即，除休眠状态以外的操作状态)时定期发送的消息。在接收到第二特定消息 (即，NM消息)时，网关控制器300可以确定目的地控制器处于操作状态。在未接收到第二特定消息(即，NM消息)时，网关控制器300可以确定目的地控制器处于休眠状态。换言之，当通信开始时，目的地控制器中的每一个可以定期向网关控制器300发送第二特定消息(即，NM消息)，网关控制器300可以接收第二特定消息(即，NM消息)。可以确认网关控制器300是否存在于网络中。
因此，网关控制器300可以基于从每个目的地控制器接收的第一和第二特定消息(1.请求消息(或路由消息)，2.NM消息)生成动态路由表信息(参见图5)。
图5是用于描述通过图2中的网关控制器生成的动态路由表信息的配置的示例性方框图。动态路由表可以包括是否请求路由的消息ID、消息 ID的源计数信息、消息ID的目的地计数信息、以及消息ID的路由执行或不执行信息。
当网关控制器300接收第一特定消息(例如，请求消息(或路由消息)) 时，网关控制器300可以改变消息ID的源计数。
例如，当第一特定消息(例如，请求消息(或路由消息))是添加命令时，网关控制器300可以将消息ID的源计数增加1。相反，当第一特定消息是移除命令时，网关控制器300将消息ID的源计数减少1。
当消息ID的源计数从0变成1或者从1变成0时，网关控制器300 可以针对消息ID改变消息接收滤波器(参见图6)。
即，当消息ID的源计数从0变成1时，网关控制器300可以针对消息ID改变消息接收滤波器以便执行路由。相反，当消息ID的源计数从1 变成0时，网关控制器300可以针对消息ID改变消息接收滤波器以便不执行路由(参见图6)。
此外，当接收到第二特定消息(即，NM消息)时，网关控制器300 可以改变目的地计数。
例如，当通过消息接收单元310接收NM消息时，网关控制器300可以将消息ID的目的地计数增加1，持续保持目的地计数，并且然后当未通过消息接收单元310接收到NM消息并且因此发生超时时将与目的地控制器相对应的消息ID的目的地计数减少1。当通过增减目的地计数将消息ID的目的地计数从1变成0时(即，当目的地控制器进入休眠状态时)，网关控制器300可不针对消息ID执行路由(即，消息发送)。
图6是用于描述通过图2中的网关控制器动态地改变的消息接收滤波器的示例性方框图。如上所述，网关控制器300可以从目的地控制器接收第一特定消息(例如，请求消息(或路由消息))并且动态地改变消息接收滤波器。
例如，如在图6中示出的，网关控制器300可以基于关于消息接收滤波器(0x0至0x7FF)(即，针对每个消息ID区域组成的八个缓冲器(阵列))的第一特定消息(例如，请求消息(或路由消息))，针对消息ID改变(即，移除)消息接收滤波器，消息ID的源计数从1变成0。相反，网关控制器300可以改变(即，添加)消息ID的消息接收滤波器，该消息ID的源计数从0变成1。
因此，由于网关控制器300可以通过确认消息接收滤波器340的状态确定是否接收通过源控制器发送的消息，不接收不需要路由的消息，从而减小软件的负载和CAN总线的负载。
图3是根据本发明的实施方式的用于车辆的CAN消息的动态路由方法的流程图。如图3所示，当通信开始时，网关控制器300可以从目的地控制器接收第一特定消息(例如，请求消息(或路由消息))(S101)。
网关控制器300可以检查第一特定消息(例如，请求消息(或路由消息))中包含的命令是否是添加命令(S102)。
当在步骤S102中检查第一特定消息(例如，请求消息(或路由消息)) 中包含的命令是添加命令(S102中的是)时，网关控制器300可以读取第一特定消息中包含的消息ID(S103)。
网关控制器300可以检查读取消息ID是否是存在于路由数据库中的消息ID(S104)。
当消息ID存在于路由数据库中时(S104中的是)，网关控制器300 可以将动态路由表的消息ID的源计数增加1(S105)。
网关控制器300可以检查动态路由表的消息ID的源计数是否为1以上(S106)。
当在步骤S106检查消息ID的源计数为1以上时(S106中的是)，网关控制器300可以设置(添加)用于消息ID的消息接收滤波器(S107)。
仅针对设置(添加)于消息接收滤波器的消息ID，网关控制器300 可以检查是否接收到消息并且对目的地控制器执行路由，从而减少软件的负载和CAN总线的负载。
另一方面，当在步骤S102检查第一特定消息(例如，请求消息(或路由消息))中包含的命令不是添加命令(S102中的否)(即，命令为移除命令)时，网关控制器300可以读取第一特定消息中包含的消息ID(S108)
网关控制器300可以检查动态路由表的消息ID的当前源计数是否为 0(S109)。
当在步骤S109检查动态路由表的消息ID的源计数为0时(S109中的是)，消息ID处于在消息接收滤波器340中被移除的状态，并且因此网关控制器340可不执行另外的操作。
当在步骤S109检查动态路由表的消息ID的源计数不是0时(S109 中的否)，网关控制器340可以将动态路由表的消息ID的源计数减少1 (S110)。
由于消息ID的源计数减少1，网关控制器300可以检查动态路由表的消息ID的源计数是否为0(S111)。
当在步骤S111中检查消息ID的源计数为0(S111中的是)时，网关控制器300可以设置(移除)用于消息ID的消息接收滤波器340(S112)。
由于为消息接收滤波器340设置(移除)消息ID，网关控制器300 可不针对从消息接收滤波器340移除的消息ID确认是否接收消息，从而减少软件的负载和CAN总线的负载。
本实施方式具有以下技术效果：通过在车辆的运行期间基于动态路由表信息控制源控制器和目的地控制器的状态改变主动执行消息路由。此外只有当存在要接收的消息时，目的地控制器可以发送路由请求，并且当不需要时，目的地控制器可以发送路由释放请求。因此，网关控制器可以根据消息的请求状态选择性地执行路由，从而减少软件的负载和CAN总线的负载。
虽然已经为了说明性目的公开了本发明的优选实施例，但是本领域技术人员将认识到，在不脱离如在所附权利要求中定义的本发明的范围和精神的情况下，各种修改、增加和替代都是可能的。

Claims (14)

1.一种用于车辆的控制器区域网消息的动态路由设备，包括：
消息接收单元，被配置为接收从源控制器发送的特定ID的消息和来自至少一个目的地控制器的指定的特定消息；
消息接收滤波器，被配置为基于包含在所述特定消息中的至少一个信息进行动态地改变；以及
网关控制器，包含所述消息接收单元和所述消息接收滤波器，其中，所述网关控制器被配置为基于有关所述特定消息的信息生成动态路由表信息，仅针对为所述消息接收滤波器设置的消息ID检查消息的接收，并且对在动态路由表中指定的目的地控制器执行消息路由，
从所述目的地控制器接收的指定的特定消息包括第一特定消息，在所述第一特定消息中，所述目的地控制器请求或不请求所述网关控制器针对所述特定ID执行路由；并且
其中，所述第一特定消息包括：
命令区域，用于记录添加或移除命令；
消息计数区域，用于记录待增加或减少的计数；以及
消息ID区域，用于记录期望请求路由或不请求路由的消息ID。
2.根据权利要求1所述的动态路由设备，其中，所述网关控制器被配置为根据所述目的地控制器的路由请求和所述目的地控制器的当前状态动态地改变消息路由的设置。
3.根据权利要求1所述的动态路由设备，其中，从所述目的地控制器接收的指定的特定消息还包括：
第二特定消息，在所述目的地控制器处于操作状态时被定期发送到所述网关控制器。
4.根据权利要求3所述的动态路由设备，其中，所述网关控制器被配置为：
确定定期接收所述第二特定消息时所述目的地控制器处于操作状态；并且
当没有接收到所述第二特定消息时，确定所述目的地控制器进入休眠状态。
5.根据权利要求1所述的动态路由设备，其中，所述动态路由表包括：
是否请求路由的消息ID信息；
有关所述消息ID的源计数信息；
有关所述消息ID的目的地计数信息；以及
有关所述消息ID的路由执行或不执行信息。
6.根据权利要求3所述的动态路由设备，其中，所述网关控制器被配置为：
当所述第一特定消息包括添加命令时，将所述动态路由表中所述消息ID的源计数增加1；并且
当所述第一特定消息包括移除命令时，将所述动态路由表中所述消息ID的源计数减少1。
7.根据权利要求6所述的动态路由设备，其中，所述网关控制器被配置为：
当所述消息ID的源计数从0变成1时，将所述消息ID添加到所述消息接收滤波器以使得所述网关控制器针对所述消息ID执行路由；并且
当所述消息ID的源计数从1变成0时，将所述消息ID从所述消息接收滤波器移除以使得所述网关控制器不针对所述消息ID执行路由。
8.根据权利要求3所述的动态路由设备，其中，所述网关控制器被配置为：
当接收到第二特定消息时，在所述动态路由表中针对与所述目的地控制器相对应的所述消息ID将目的地计数增加1，并且保持所述目的地计数；并且
当没有接收到所述第二特定消息并且发生超时时，针对与所述目的地控制器相对应的所述消息ID，将所述目的地计数减少1。
9.根据权利要求8所述的动态路由设备，其中，当通过增减所述目的地计数将所述消息ID的目的地计数从1变成0时，所述网关控制器被配置为确定所述目的地控制器进入休眠状态，并且不会针对与所述消息ID相对应的所述目的地控制器执行路由。
10.一种用于车辆的控制器区域网消息的动态路由方法，包括：
由网关控制器从目的地控制器接收第一特定消息；
由所述网关控制器检查包含在所述第一特定消息中的命令是否是添加命令；
当包含在所述第一特定消息中的命令是所述添加命令时，由所述网关控制器读取包含在所述第一特定消息中的消息ID并且增加动态路由表的所述消息ID的源计数；
由所述网关控制器检查所述动态路由表的所述消息ID的源计数是否为1以上；
当所述消息ID的所述源计数为1以上时，由所述网关控制器将所述消息ID添加至消息接收滤波器；并且
由所述网关控制器检查是否仅针对被添加到所述消息接收滤波器的所述消息ID接收消息并对目的地控制器执行路由，
其中，所述第一特定消息是包含所述目的地控制器请求或不请求所述网关控制器针对特定ID进行路由的信息的消息，并且
所述第一特定消息包括：
命令区域，用于记录添加或移除命令；
消息计数区域，用于记录待增加或减少的计数；以及
消息ID区域，用于记录期望请求路由或不请求路由的消息ID。
11.根据权利要求10所述的动态路由方法，其中，当所述动态路由表的所述消息ID的所述源计数增加时，
所述动态路由方法进一步包括在读取包含在所述第一特定消息中的消息ID之后，由所述网关控制器检查所述消息ID是否为存在于路由数据库中的消息ID，并且
当所述消息ID存在于所述路由数据库中时，所述动态路由表的所述消息ID的所述源计数增加1。
12.根据权利要求10所述的动态路由方法，其中，所述动态路由表包括：
是否请求路由的消息ID信息；
有关所述消息ID的源计数信息；
有关所述消息ID的目的地计数信息；以及
有关所述消息ID的路由执行或不执行信息。
13.一种用于车辆的控制器区域网消息的动态路由方法，包括：
由网关控制器从目的地控制器接收第一特定消息；
由所述网关控制器检查包含在所述第一特定消息中的命令是否是移除命令；
当包含在所述第一特定消息中的命令是所述移除命令时，由所述网关控制器读取包含在所述第一特定消息中的消息ID，并且当所述动态路由表的所述消息ID的源计数不是0时，减少动态路由表的所述消息ID的源计数；
当由于将所述消息ID的所述源计数减少1使得所述动态路由表的所述消息ID的源计数为0时，由所述网关控制器从消息接收滤波器移除所述消息ID；以及
所述网关控制器仅针对从所述消息接收滤波器移除的消息ID不检查是否从源控制器收到消息，
其中，所述第一特定消息是包含所述目的地控制器请求或不请求所述网关控制器针对特定ID进行路由的信息的消息，并且
所述第一特定消息包括：
命令区域，用于记录添加或移除命令；
消息计数区域，用于记录待增加或减少的计数；以及
消息ID区域，用于记录期望请求路由或不请求路由的消息ID。
14.根据权利要求13所述的动态路由方法，其中，所述动态路由表包括：
是否请求路由的消息ID信息；
有关所述消息ID的源计数信息；
有关所述消息ID的目的地计数信息；以及
有关所述消息ID的路由执行或不执行信息。
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