CN110509870B - 一种车载can网络及车载can网络管理方法 - Google Patents
一种车载can网络及车载can网络管理方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供一种车载CAN网络和一种车载CAN网络管理方法。所述车载CAN网络包括：CAN总线(7)；第一组控制器，其包括至少一个非OSEK控制器；第二组控制器，其包括至少两个OSEK控制器，所述至少两个OSEK控制器包括一个共享控制器；其中，所述非OSEK控制器和所述OSEK控制器连接至所述CAN总线(7)，所述共享控制器和所述第一组控制器通过唤醒线束(8)相互连接而组成第一子系统，所述第二组控制器组成第二子系统。采用本发明的车载CAN网络或车载CAN网络管理方法，尽管车载CAN网络同时包括非OSEK控制器和OSEK控制器，也可以实现所有控制器的同步唤醒。
Description
技术领域
本发明涉及车载网络技术领域，特别是涉及一种车载CAN网络及车载CAN网络管理方法。
背景技术
在某些车型中，对于某些车载CAN网络，由于需要采用以往的控制器，从而并不能全部采用OSEK控制器。例如，在福田戴姆勒公司的GTL2019款驾驶室升级项目中，信息娱乐CAN网络(Infotainment Controller Area Network，I_CAN)中存在全新开发和借用现有车型的两种类型的控制器。
所述信息娱乐CAN网络上有6个控制器，分别为：仪表(ICUC)、车身控制器(BCU)、门控制器(DCM)一键启动控制器(PS)多媒体屏控制器(TCC)、全景影像控制器(AVM)。其中：ICUC和BCU为借用现有车型的控制器，并未实现基于OSEK的直接网络管理功能；而DCM、PS、TCC和AVM为基于OSEK的控制器。这样，容易造成CAN网络上各控制器的网络管理状态不一致的情况发生，例如无法同时唤醒。
发明内容
本发明的目的在于提供一种车载CAN网络及车载CAN网络管理方法来实现同时带有非OSEK控制器和OSEK控制器的车载CAN网络的各控制器的同时唤醒。
为实现上述目的，本发明提供一种车载CAN网络，所述车载CAN网络包括：
CAN总线；
第一组控制器，其包括至少一个非OSEK控制器；
第二组控制器，其包括至少两个OSEK控制器，所述至少两个OSEK控制器包括一个共享控制器；
其中，所述非OSEK控制器和所述OSEK控制器连接至所述CAN总线，所述共享控制器和所述第一组控制器通过唤醒线束相互连接而组成第一子系统，所述第二组控制器组成第二子系统。
优选地，所述车载CAN网络为信息娱乐CAN网络。
优选地，所述第一组控制器包括仪表、车身控制器；所述第二组控制器包括门控制器、一键启动控制器、多媒体屏控制器、全景影像控制器，其中，所述门控制器为共享控制器。
优选地，在点火开关OFF档下，若所述第二组控制器中的任一控制器因本地唤醒条件满足而被唤醒，即向所述CAN总线发送网络管理报文，以唤醒所述第二子系统的其他控制器，此时，第二子系统中各控制器依据OSEK网络管理标准建立逻辑环；同时，所述共享控制器被唤醒后即通过所述唤醒线束唤醒第一子系统的所有非OSEK控制器。
优选地，所述共享控制器被唤醒后即通过所述唤醒线束持续120ms输出24V高电平以唤醒第一子系统的所有控制器。
优选地，所述第一组控制器的非OSEK控制器被唤醒后，进入初始化状态：在该状态下，所述非OSEK控制器能够在第一设定时长内实现报文的接收，在第二设定时长内实现报文的发送，其中，第二设定时长大于所述第一设定时长，
所述非OSEK控制器在完成初始化后即进入常规状态：在该状态下，所述非OSEK控制器监测所述第二组控制器的网络管理报文，若未监测到网络管理报文，则设置强制休眠时间并等待超时后进入睡眠状态；若监测到任一第二组控制器发出的表示睡眠命令的报文，则所述非OSEK控制器立即进入等待睡眠状态；
等待睡眠状态：在进入该状态后，所述非OSEK控制器立即停止应用报文的发送，并在停止应用报文的发送后设置等待睡眠时间并等待超时，在等待睡眠时间内，若未发生任何唤醒事件，所述非OSEK控制器在超时后进入睡眠状态；在等待睡眠时间内，若发生唤醒事件，所述非OSEK控制器立即进入初始化状态；
睡眠状态：在进入该状态后，所述非OSEK控制器收发器进入低功耗模式并等待唤醒请求，当收到来自唤醒线束的唤醒信号，所述非OSEK控制器立即进入初始化状态。
本发明的另一方面提供一种车载CAN网络管理方法，所述车载CAN网络包括：
CAN总线；
第一组控制器，其包括至少一个非OSEK控制器，所述非OSEK控制器连接至所述CAN总线；
第二组控制器，其包括至少两个OSEK控制器，所述OSEK控制器连接至所述CAN总线，其中，所述至少两个OSEK控制器包括一个共享控制器；
其中，所述共享控制器和所述第一组控制器通过唤醒线束相互连接而组成第一子系统，所述第二组控制器组成第二子系统，
在所述车载CAN网络管理方法中，所述第二子系统基于OSEK唤醒，所述第一子系统由所述共享控制器通过所述唤醒线束唤醒。
优选地，在点火开关OFF档下，若所述第二组控制器中的任一控制器因本地唤醒条件满足而被唤醒，即向所述CAN总线发送网络管理报文，以唤醒所述第二子系统的其他控制器，此时，第二子系统中各控制器依据OSEK网络管理标准建立逻辑环；同时，所述共享控制器被唤醒后即通过所述唤醒线束唤醒第一子系统的所有非OSEK控制器。
优选地，所述第一组控制器包括仪表、车身控制器；所述第二组控制器包括门控制器、一键启动控制器、多媒体屏控制器、全景影像控制器，其中，所述门控制器为共享控制器。
优选地，所述第一组控制器的非OSEK控制器被唤醒后，进入初始化状态：在该状态下，所述非OSEK控制器能够在第一设定时长内实现报文的接收，在第二设定时长内实现报文的发送，其中，第二设定时长大于所述第一设定时长，
所述非OSEK控制器在完成初始化后即进入常规状态：在该状态下，所述非OSEK控制器监测所述第二组控制器的网络管理报文，若未监测到网络管理报文，则设置强制休眠时间进入等待睡眠状态，等待超时后进入睡眠状态；若监测到任一第二组控制器发出的表示睡眠命令的报文，则所述非OSEK控制器立即进入等待睡眠状态；
等待睡眠状态：在进入该状态后，所述非OSEK控制器立即停止应用报文的发送，并在停止应用报文的发送后设置等待睡眠时间并等待超时，在等待睡眠时间内，若未发生任何唤醒事件，所述非OSEK控制器在超时后进入睡眠状态；在等待睡眠时间内，若发生唤醒事件，所述非OSEK控制器立即进入初始化状态；
睡眠状态：在进入该状态后，所述非OSEK控制器收发器进入低功耗模式并等待唤醒请求，当收到来自唤醒线束的唤醒信号，所述非OSEK控制器立即进入初始化状态。
采用本发明的车载CAN网络或车载CAN网络管理方法，尽管车载CAN网络同时包括非OSEK控制器和OSEK控制器，也可以实现所有控制器的同步唤醒。
附图说明
图1是根据本发明一实施例的车载CAN网络的示意性方框图。
图2是根据本发明一实施例的车载CAN网络的示意性工作原理图。
附图标记：
| 1 | 仪表 | 5 | 多媒体屏控制器 |
| 2 | 车身控制器 | 6 | 全景影像控制器 |
| 3 | 门控制器 | 7 | CAN总线 |
| 4 | 一键启动控制器 | 8 | 唤醒线束 |
具体实施方式
在附图中，使用相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。
参见图1，根据本发明一实施例的
车载CAN网络包括：CAN总线7；第一组控制器和第二组控制器。第一组控制器为非OSEK控制器组，其包括至少一个非OSEK控制器。第二组控制器为OSEK控制器组，其包括至少两个OSEK控制器，所述至少两个OSEK控制器包括一个共享控制器。所述非OSEK控制器和所述OSEK控制器连接至所述CAN总线7，所述共享控制器和所述第一组控制器通过唤醒线束8相互连接而组成第一子系统，所述第二组控制器组成第二子系统。
具体地，所述车载CAN网络为信息娱乐CAN网络。当然，所述车载CAN网络不限于信息娱乐CAN网络，也可以是其他的车载CAN网络。
在图1所示实施例中，所述第一组控制器包括仪表(ICUC)1、车身控制器(BCU)2。所述第二组控制器包括门控制器(DCM)3、一键启动控制器(PS)4、多媒体屏控制器(TCC)5、全景影像控制器(AVM)6。其中，所述门控制器3为共享控制器。也就是说，门控制器3为第一子系统和第二子系统的共享控制器，同时属于第一子系统和第二子系统。第一子系统和第二子系统通过门控制器3组成完整系统。
第一子系统由DCM通过唤醒线束8唤醒；第二子系统基于OSEK唤醒。整个系统唤醒的一致性通过DCM实现。
第一子系统中的ICUC和BCU通过监测第二子系统的网络管理报文实现睡眠，从而实现整个系统睡眠的一致性。
通过以上机制，保证整个系统的网络管理行为一致性，从而由此保证CAN网络上各控制器的网络管理行为一致。
第二子系统的唤醒条件有两类:本地唤醒(例如传感器),网络管理报文唤醒(除自身外,其他3个节点中,任意节点发出的网络管理报文)。所以此处的唤醒,指的是第二组控制器中的任一控制器因自身的本地唤醒条件满足而唤醒。它是被本地例如传感器的东西唤醒，但它不是被其他控制器唤醒的，所以可以改成“所述第二组控制器中的任一控制器因其本地唤醒条件满足而唤醒”
第二子系统由于具有基于OSEK的直接网络管理的功能，故，4个控制可以同步休眠唤醒。
第二子系统的常规状态：控制器发送sleep.ind＝1的Ring报文给它的后继节点表示此控制器已满足睡眠条件。当此4个控制器全部发送过sleep.ind＝1后，即4个控制器都可以睡眠了。那么由第一个发送sleep.ind＝1的Ring报文的控制器发送sleep.ACK＝1的Ring报文(最终做出4个控制器全体同时睡眠的指令)。
第二子系统的跛行状态：控制器1未能与其他3个控制器成功建环(可能是它掉线了，也可能只有它在线)如果规定周期后，还是这个情况，它将发出sleep.ind＝1的Limphome报文，表示它只知道自己，且自己满足睡眠条件了，此后若在规定时间内仍未检测到其他任何一个节点，那么它就会睡眠。
而第一组控制器，需要一直检测第一子系统中4个控制器的所有网络管理报文，只有当①收到任一节点sleep.ACK＝1的Ring报文或②全部在线节点sleep.ind＝1的Limphome报文，这两个条件满足一个，第一组控制器就可以准备睡眠了，详情见图2。
在点火开关OFF档下，若所述第二组控制器中的任一控制器因本地唤醒条件满足而被唤醒，即向所述CAN总线7发送网络管理报文，以唤醒所述第二子系统的其他控制器。包括共享控制器在内的整个第二子系统被唤醒。此时，第二子系统中各控制器依据OSEK网络管理标准建立逻辑环。同时，所述共享控制器被唤醒后即通过所述唤醒线束8唤醒第一子系统的所有非OSEK控制器。
例如，所述共享控制器(门控制器3)被唤醒后即通过所述唤醒线束8持续120ms输出24V高电平以唤醒第一子系统的所有控制器(仪表1、车身控制器2)。
所述第一组控制器的非OSEK控制器被唤醒后，进入初始化状态：在该状态下，所述非OSEK控制器能够在第一设定时长内实现报文的接收，在第二设定时长内实现报文的发送，其中，第二设定时长大于所述第一设定时长。例如，要求在该初始化状态下，ICUC、BCU能够在Tstart＝150ms时间内实现报文的接收，在Tactive＝200ms时间内实现报文的发送。
所述非OSEK控制器在完成初始化后即进入常规状态：在该状态下，所述非OSEK控制器监测所述第二组控制器的网络管理报文，若未监测到网络管理报文，则设置强制休眠时间并等待超时后进入睡眠状态；若监测到任一第二组控制器发出的表示睡眠命令的报文，则所述非OSEK控制器立即进入等待睡眠状态；
也就是说，随后ICUC、BCU在完成初始化后即进入常规状态：要求在该状态下，ICUC、BCU能够监测到第二子系统中四个节点的网络管理报文。若未监测到网络管理报文，则设置强制休眠时间T＝30s并等待超时后进入睡眠状态；若监测到sleep.ACK＝1的Ring报文或sleep.ind＝1的Limphome报文则立即进入等待睡眠状态。
等待睡眠状态：在进入该状态后，所述非OSEK控制器立即停止应用报文的发送，并在停止应用报文的发送后设置等待睡眠时间并等待超时，在等待睡眠时间内，若未发生任何唤醒事件，所述非OSEK控制器在超时后进入睡眠状态；在等待睡眠时间内，若发生唤醒事件(通过唤醒线束被唤醒)，所述非OSEK控制器立即进入初始化状态。
例如，等待睡眠状态：要求ICUC、BCU在进入该状态后，立即停止应用报文的发送，并在停发后设置等待睡眠时间Twbs＝5s并等待超时。在等待睡眠时间内，若未发生任何唤醒事件，ICUC、BCU在超时后进入睡眠状态；在等待睡眠时间内，若发生唤醒事件，ICUC、BCU会立即进入初始化状态。
睡眠状态：在进入该状态后，所述非OSEK控制器(ICUC、BCU)的收发器进入低功耗模式并等待唤醒请求，当收到来自唤醒线束8的唤醒信号，所述非OSEK控制器立即进入初始化状态。
睡眠状态：要求在进入该状态后，收发器进入低功耗模式并等待唤醒请求。
本发明的另一方面提供一种车载CAN网络管理方法，所述车载CAN网络包括：
CAN总线7；
第一组控制器，其包括至少一个非OSEK控制器，所述非OSEK控制器连接至所述CAN总线7；
第二组控制器，其包括至少两个OSEK控制器，所述OSEK控制器连接至所述CAN总线7，其中，所述至少两个OSEK控制器包括一个共享控制器；
其中，所述共享控制器和所述第一组控制器通过唤醒线束8相互连接而组成第一子系统，所述第二组控制器组成第二子系统，
在所述车载CAN网络管理方法中，所述第二子系统基于OSEK唤醒，所述第一子系统由所述共享控制器通过所述唤醒线束8唤醒。
优选地，在点火开关OFF档下，若所述第二组控制器中的任一控制器因本地唤醒条件满足而被唤醒，即向所述CAN总线7发送网络管理报文，以唤醒所述第二子系统的其他控制器，此时，第二子系统中各控制器依据OSEK网络管理标准建立逻辑环；同时，所述共享控制器被唤醒后即通过所述唤醒线束8唤醒第一子系统的所有非OSEK控制器。
优选地，优选地，所述第一组控制器的非OSEK控制器被唤醒后，进入初始化状态：在该状态下，所述非OSEK控制器能够在第一设定时长内实现报文的接收，在第二设定时长内实现报文的发送，其中，第二设定时长大于所述第一设定时长。
所述非OSEK控制器在完成初始化后即进入常规状态：在该状态下，所述非OSEK控制器监测所述第二组控制器的网络管理报文，若未监测到网络管理报文，则设置强制休眠时间进入等待睡眠状态，等待超时后进入睡眠状态；若监测到任一第二组控制器发出的表示睡眠命令的报文，则所述非OSEK控制器立即进入等待睡眠状态。
等待睡眠状态：在进入该状态后，所述非OSEK控制器立即停止应用报文的发送，并在停止应用报文的发送后设置等待睡眠时间并等待超时，在等待睡眠时间内，若未发生任何唤醒事件，所述非OSEK控制器在超时后进入睡眠状态；在等待睡眠时间内，若发生唤醒事件，所述非OSEK控制器立即进入初始化状态。
睡眠状态：在进入该状态后，所述非OSEK控制器收发器进入低功耗模式并等待唤醒请求，当收到来自唤醒线束8的唤醒信号，所述非OSEK控制器立即进入初始化状态。
采用本发明的车载CAN网络或车载CAN网络管理方法，尽管车载CAN网络同时包括非OSEK控制器和OSEK控制器，也可以实现所有控制器的同步唤醒。
本发明设计一种基于OSEK(Open Systems and the Corresponding Interfacesfor Automotive Electronics)的新型网络管理方式，用于在网络管理方式不一致的情况下，使同一路CAN网络上各控制器能够同步网络管理状态。
最后需要指出的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制。本领域的普通技术人员应当理解：可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种车载CAN网络，其特征在于，包括：
CAN总线(7)；
第一组控制器，其包括至少一个非OSEK控制器；
第二组控制器，其包括至少两个OSEK控制器，所述至少两个OSEK控制器包括一个共享控制器；
其中，所述非OSEK控制器和所述OSEK控制器连接至所述CAN总线(7)，所述共享控制器和所述第一组控制器通过唤醒线束(8)相互连接而组成第一子系统，所述第二组控制器组成第二子系统，
所述共享控制器被唤醒后即通过所述唤醒线束(8)唤醒第一子系统的所有控制器。
2.如权利要求1所述的车载CAN网络，其特征在于，所述车载CAN网络为信息娱乐CAN网络。
3.如权利要求1所述的车载CAN网络，其特征在于，所述第一组控制器包括仪表(1)、车身控制器(2)；所述第二组控制器包括门控制器(3)、一键启动控制器(4)、多媒体屏控制器(5)、全景影像控制器(6)，其中，所述门控制器(3)为共享控制器。
4.如权利要求1所述的车载CAN网络，其特征在于，
在点火开关OFF档下，若所述第二组控制器中的任一控制器因本地唤醒条件满足而被唤醒，即向所述CAN总线(7)发送网络管理报文，以唤醒所述第二子系统的其他控制器，此时，第二子系统中各控制器依据OSEK网络管理标准建立逻辑环；同时，所述共享控制器被唤醒后即通过所述唤醒线束(8)唤醒第一子系统的所有非OSEK控制器。
5.如权利要求4所述的车载CAN网络，其特征在于，所述共享控制器被唤醒后即通过所述唤醒线束(8)持续120ms输出24V高电平以唤醒第一子系统的所有控制器。
6.如权利要求1所述的车载CAN网络，其特征在于，所述第一组控制器的非OSEK控制器被唤醒后，进入初始化状态：在该状态下，所述非OSEK控制器能够在第一设定时长内实现报文的接收，在第二设定时长内实现报文的发送，其中，第二设定时长大于所述第一设定时长，
所述非OSEK控制器在完成初始化后即进入常规状态：在该状态下，所述非OSEK控制器监测所述第二组控制器的网络管理报文，若未监测到网络管理报文，则设置强制休眠时间并等待超时后进入睡眠状态；若监测到任一第二组控制器发出的表示睡眠命令的报文，则所述非OSEK控制器立即进入等待睡眠状态；
等待睡眠状态：在进入该状态后，所述非OSEK控制器立即停止应用报文的发送，并在停止应用报文的发送后设置等待睡眠时间并等待超时，在等待睡眠时间内，若未发生任何唤醒事件，所述非OSEK控制器在超时后进入睡眠状态；在等待睡眠时间内，若发生唤醒事件，所述非OSEK控制器立即进入初始化状态；
睡眠状态：在进入该状态后，所述非OSEK控制器收发器进入低功耗模式并等待唤醒请求，当收到来自唤醒线束(8)的唤醒信号，所述非OSEK控制器立即进入初始化状态。
7.一种车载CAN网络管理方法，其特征在于，所述车载CAN网络包括：
CAN总线(7)；
第一组控制器，其包括至少一个非OSEK控制器，所述非OSEK控制器连接至所述CAN总线(7)；
第二组控制器，其包括至少两个OSEK控制器，所述OSEK控制器连接至所述CAN总线(7)，其中，所述至少两个OSEK控制器包括一个共享控制器；
其中，所述共享控制器和所述第一组控制器通过唤醒线束(8)相互连接而组成第一子系统，所述第二组控制器组成第二子系统，
在所述车载CAN网络管理方法中，所述第二子系统基于OSEK唤醒，所述第一子系统由所述共享控制器通过所述唤醒线束(8)唤醒，所述共享控制器被唤醒后即通过所述唤醒线束(8)唤醒第一子系统的所有控制器。
8.如权利要求7所述的车载CAN网络管理方法，其特征在于，在点火开关OFF档下，若所述第二组控制器中的任一控制器因本地唤醒条件满足而被唤醒，即向所述CAN总线(7)发送网络管理报文，以唤醒所述第二子系统的其他控制器，此时，第二子系统中各控制器依据OSEK网络管理标准建立逻辑环；同时，所述共享控制器被唤醒后即通过所述唤醒线束(8)唤醒第一子系统的所有非OSEK控制器。
9.如权利要求7所述的车载CAN网络管理方法，其特征在于，所述第一组控制器包括仪表(1)、车身控制器(2)；所述第二组控制器包括门控制器(3)、一键启动控制器(4)、多媒体屏控制器(5)、全景影像控制器(6)，其中，所述门控制器(3)为共享控制器。
10.如权利要求7所述的车载CAN网络管理方法，其特征在于，所述第一组控制器的非OSEK控制器被唤醒后，进入初始化状态：在该状态下，所述非OSEK控制器能够在第一设定时长内实现报文的接收，在第二设定时长内实现报文的发送，其中，第二设定时长大于所述第一设定时长，
所述非OSEK控制器在完成初始化后即进入常规状态：在该状态下，所述非OSEK控制器监测所述第二组控制器的网络管理报文，若未监测到网络管理报文，则设置强制休眠时间进入等待睡眠状态，等待超时后进入睡眠状态；若监测到任一第二组控制器发出的表示睡眠命令的报文，则所述非OSEK控制器立即进入等待睡眠状态；
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