CN110537357B - 在双向视频网络中控制帧的传输和接收的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种控制装置(DC)，其用于控制由通信网络(RC)的主部件(OM)或从部件(OEI)进行的帧传输，该通信网络适用于在由表限定的时隙中进行非视频数据帧的双向传输。当所谓用于接收的部件(OM)在具有第一时间段的时隙中接收由所谓用于发送的部件(OE1)在第二时间段中发送的非视频数据帧时，该装置(DC)设置成触发具有第三时间段的延时，该第二时间段与第一时间段同时开始并严格小于该第一时间段，该第三时间段在第二时间段和第一时间段之间，并且当该延时结束而该非视频数据帧尚未被完全接收时，该装置设置成命令在接收部件(OM)中清除接收到的该非视频数据帧的数据。

Description

在双向视频网络中控制帧的传输和接收的方法和装置
技术领域
本发明涉及通信网络，该通信网络适合于在主部件和从部件之间进行非视频数据帧的双向传输以及视频数据帧的单向传输，并且更具体地，本发明涉及控制非视频数据帧在这些部件之间的传输。
背景技术
如本领域技术人员所知，某些上述类型的通信网络，尤其是所谓的“低压差分信令”(或者LVDS-“Low Voltage Differential Signaling(低压差分信号)”)的通信网络包括主部件和至少一个从部件，这些部件配置成在由编程表(或“schedule table(调度表)”)限定的时隙(或时段)(或“slot(时档)”)中进行非视频数据帧的双向交换以及视频数据帧的单向交换。
这样的编程表的使用有利地允许避免两个部件(或节点)基本上同时传输非视频数据帧，这会导致这些非视频数据帧的丢失。例如，多媒体计算机与车辆的触摸屏之间的屏幕参数设置非视频数据帧的丢失可导致无法考虑由乘客控制的参数设置，并且因此引起在触摸屏上的不良效果。
然而这样的编程表并不允许避免所有的问题。实际上，有时会出现帧的非视频数据中的一部分在表格分配给部件的时隙结束时仍未由该部件传输。在这种情况下，该部件在下一个时隙中完成其传输，而另一部件在该下一个时隙中开始传输。因此，在两个帧之间存在冲突的风险，并且因此存在丢失这两个帧的风险。例如，这种情况可发生在由于不同于帧传输的其他任务而导致存在计算(或CPU)负载峰值时，因为这会导致正在传输的帧中的字节间时间远大于设置时间(这可例如是通过蓝牙应用程序进行电话通话时的情况)。
为了改善这种情况，已经提出的是，当专用于通过发送主部件或发送从部件传输非视频数据帧的时隙开始时触发延时，该延时的持续时间严格小于该时隙的持续时间，并且当该延时已经结束而该非视频数据帧尚未完全传输时，禁止该发送部件完成其传输。然而，当发送部件没有时间在预定的时隙中发送该数据帧时，接收部件接收到被截断的帧但却不知道其不会接收到该被截断的帧的末段，因此仍然在等待该帧的末段。因此，当发送部件向该接收部件传输下一帧时，接收部件将这个新的帧的开端理解为前一截断的帧的剩余部分，并且因此接收部件无法做到与发送部件重新同步。这将导致双向LVDS通信永久丢失，直到下次启动为止。例如，在车辆中，这可能会导致触摸屏失去控制、触发损坏模式、或者与驾驶辅助系统(例如ADAS类型(“Advanced Driver Assistance System(高级驾驶员辅助系统)”))的摄像头失去通信。
发明内容
因此，本发明尤其旨在克服上述缺点。
因此，本发明提出了一种方法，一方面，该方法专用于控制由属于通信网络的主部件和从部件进行的数据帧双向传输，该通信网络适用于在由表限定的时隙中进行非视频数据帧的双向传输并适用于视频数据帧的单向传输，并且另一方面，该方法包括以下步骤：在该步骤中，当具有第一时间段并专用于由所谓用于发送的部件传输至少一个非视频数据帧的时隙开始时，触发具有第二时间段的第一延时，该第二时间段严格小于该第一时间段，并且当该第一延时已经结束而该非视频数据帧尚未完全传输时，禁止发送部件完成其传输。
该方法的特征在于，在其步骤中，当所谓用于接收的部件在时隙中接收到非视频数据帧时，在该接收部件中触发具有第三时间段的第二延时，该第三时间段介于第二时间段和第一时间段之间，并且当第二延时已经结束而非视频数据帧尚未被完全接收时，在接收部件中清除接收到的该非视频数据帧的数据。
因此，现在可以确定的是，下一时隙一开始，接收部件就可用于新的接收。
根据本发明的控制方法可包括可单独或组合采用的其他特征，并且尤其是：
-在步骤中，当接收部件是从部件时，可以在该从部件开始接收非视频数据帧时触发具有第三时间段的第二延时；
-在步骤中，当接收部件是主部件时，可以在发送从部件用来发送非视频数据帧的时隙开始时触发具有第三时间段的第二延时；
-当第一时间段等于5ms时，第三时间段可以例如在3.5ms至4.5ms之间。例如，第三时间段可以等于4ms。
本发明还提出了一种控制装置，其用于控制由属于通信网络的主部件或从部件进行的帧传输，该通信网络适用于在由表限定的时隙中进行非视频数据帧的双向传输并适用于视频数据帧的单向传输。
该装置的特征在于，该装置设置成：当该装置所在的所谓用于接收的部件在具有第一时间段的时隙中接收由所谓用于发送的另一部件在第二时间段发送的视频数据帧时，触发具有第三时间段的延时，该第二时间段与第一时间段同时开始并严格小于该第一时间段，该第三时间段在第二时间段和第一时间段之间；并且在该延时结束而该非视频数据帧尚未被完全接收时，命令在其接收部件中清除所接收到的该非视频数据帧接的数据。
本发明还提出了一种部件(主部件或从部件)，其能够连接到通信网络，该通信网络适用于在由表限定的时隙中进行非视频数据帧的双向传输并适用于视频数据帧的单向传输，并且该部件包括上述类型的控制装置。
本发明还提出了一种可选地是机动车辆类型的车辆，该车辆一方面包括通信网络，该通信网络适用于在由表限定的时隙中进行非视频数据帧的双向传输并适用于视频数据帧的单向传输，并且另一方面，该车辆包括至少两个上述类型并连接到通信网络的部件。
尽管是非限制性地，本发明特别适合于通信网络是LVDS类型的情况。
附图说明
通过审阅下方的详细描述和附图，本发明的其他特征和优点将显现，在附图中：
-图1示意性且功能性地示出了包括通信网络的车辆，该通信网络与主部件和从部件连接，主部件和从部件各自配备有根据本发明的控制装置，以及
-图2示意性地示出了使写入帧(TE)具体化的时序图第一示例，该写入帧的一部分(ptnt)在与该写入帧的时隙关联的第一延时结束时未被发送。
具体实施方式
本发明尤其旨在提出一种控制方法及一种相关联的控制装置DC，该控制方法和装置用于允许控制由属于通信网络RC的主部件OM和至少一个从部件OEj进行的帧传输。该通信网络适用于在(编程)表限定的时隙中进行非视频数据帧的双向传输，并且适用于视频数据帧的单向传输。
在下文中，作为非限制性示例，认为通信网络RC安装在诸如汽车的机动车辆V中。然而本发明不限于该应用。实际上，本发明涉及可包括至少一个通信网络的任意系统、设施或设备，该通信网络适于非视频数据帧的双向传输和视频数据帧的单向传输。因此，本发明尤其涉及陆地、海上(或河上)或空中类型的载具，可选地是工业类型的设施，以及建筑物。
此外，在下文中，作为非限制性示例，认为通信网络RC是LVDS类型(“Low VoltageDifferential Signaling(低压差分信号)”)。然而本发明不限于这种类型的通信网络。通常，本发明涉及适用于双向传输非视频数据帧并适用于单向传输视频数据帧的任意通信网络。
图1示意性地示出了包括(通信)网络RC的非限制性示例的车辆。在该示例中，(LVDS类型的)网络RC包括总线，主部件(或节点)OM和四个从部件(或节点)OE1至OE4(j＝1至4)连接至该主线。然而，从部件OEj的数量可以采用大于或等于一(1)的任意值。
只要在视频数据的采集或使用中涉及到主部件OM和从部件OEj，该主部件OM和该从部件OEj可以是任意类型。例如，在为汽车的情况下，主部件OM可以是多媒体计算机或ADAS管理器，而从部件OEj可以是触摸屏或者用于采集外部环境图像的摄像机。
在网络RC内，主部件OM和从部件OEj被授权在(编程)表中预限定的时隙ct(或“slots(时间段)”)期间发送彼此已知的非视频数据帧。
应了解到，在LVDS网络中，主部件OM可以发送所谓用于写入的非视频数据帧(或“write frame(写入帧)”)TE、或者所谓用于报头的非视频数据帧(或“header frames(报头帧)”)TH，而每个从部件OEj可以分别响应于报头非视频数据帧TH而发送所谓用于读取的非视频数据帧(或“read frames(读取帧)”)TL。此外，报头帧TH和相关联的读取帧TL在由表限定的相同时隙ct中被发送。
写入帧TE用于将非视频数据传输到从部件OEj，并且包含始终以相同的顺序传输的以下字段：
-同步字段(SYNC)，其指示帧的开始，
-字段(DEV ADDR)，其指示将该帧发送到哪个组件(串行器、解串器或从微控制器)，
-标识符(ID)，其允许接收从部件OEj的应用程序知道如何解码功能数据字段，
-帧长度(DLC)，其指示帧的大小或功能数据字段的大小(以字节为单位)，
-功能数据字段(Di)，其包括控制数据(例如屏幕调试)，
-校验和(CRC)，其用于允许接收从部件OEj验证接收到的帧在传输过程中没有被更改。
报头帧TH包括始终以相同的顺序发送的以下字段：
-同步字段(SYNC)，其指示帧的开始，
-字段(DEV ADDR)，其指示将帧发送到哪个组件(串行器、解串器或从微控制器)，
-标识符(ID)，其允许接收从部件OEj的应用程序知道如何解码功能数据字段，
-帧长度(DLC)，其指示帧的大小或功能数据字段的大小(以字节为单位)。
读取帧TL包含始终以相同的顺序发送的以下字段：
-第一字段(ACK)，其指示帧的开始，
-功能数据字段(Di)，其包含控制数据(例如，由触摸屏生成的指示用户触摸了屏幕的哪一部分的数据)，
-校验和(CRC)，其允许接收主部件OM验证接收到的帧在传输过程中没有被更改。
根据本发明的(控制)方法包括在每次时隙ct开始时执行的步骤，该时隙具有第一时间段dct并专用于由以下称为用于发送的部件OM或OEj传输至少一个非视频数据帧。
在这种情况下，时隙ct开始时，在发送部件OM或OEj中触发具有第二时间段dtemp1的第一延时temp1，该第二时间段严格小于(所考虑的时隙ct的)第一时间段dct，并且如果该非视频数据帧尚未完全传输，则在该第一延时temp1结束时，禁止传输该非视频数据帧的发送部件OM或OEj完成其传输。应理解的是，帧的末段ptnt的这种传输中断(在第一延时temp1的第二时间段dtemp1结束时)用于避免在下一时隙ct中在该帧的末段ptnt和下一帧之间出现冲突，以使得下一帧不会也丢失。
而接收部件OEj或OM已接收到截断帧ptt，并且因此仍在等待该帧的末段ptnt。为了避免接收部件OEj或OM将由发送部件OM或OEj传输的下一帧的开始理解为前一截断帧ptt的剩余部分，本发明提出的是，在该方法的步骤中，在该时隙ct期间，在该接收部件OEj或OM中触发具有第三时间段dtemp2的第二延时temp2，该第三时间段dtemp2在第二时间段dtemp1和第一时间段dct之间。然后，如果第二延时temp2已经结束而接收部件OEj或OM未完全接收到非视频数据帧，则在接收部件(OEj或OM)中清除其已经接收到且不完整的该非视频数据帧的数据ptt。
因此，当发送部件OM或OEj在下一时隙ct期间向接收部件OEj或OM发送下一帧时，接收部件(OEj或OM)将在该时隙ct中接收到的第一数据理解为一个新的帧的开始，而不是前一截断帧的剩余部分。因此，不存在接收部件OEj或OM与发送部件OM或OEj不同步的风险，并且因此也不存在双向LVDS通信丢失的风险。另外，现在可以确定的是，从该下一个时隙ct开始，接收部件就可用于新的接收。
应注意到，第二延时temp2的触发在接收从部件OEj和接收主部件OM中不一定以相同的方式执行。
实际上，在该方法的步骤中，当接收部件是从部件OEj时，可以在通过该接收从部件OEj开始接收非视频数据帧时触发(具有第三时间段dtemp2的)第二延时temp2。
相反地，在该方法的步骤中，当接收部件是主部件OM时，可以在该时隙ct开始时触发(具有第三时间段dtemp2的)第二延时temp2，发送从部件OEj利用该时隙ct以传输非视频数据帧。
在第二延时temp2的触发时刻上的微小差异是由以下事实造成的：主部件OM通过其对表的控制和对网络RC的同步的控制而知道每个时隙ct的开始时间(因此，开始时间用作主部件的触发参考)，而从部件OEj仅在其开始接收帧的第一字节时才有触发参考。
例如，当第一时间段dct等于5ms时，第三时间段dtemp2可以在3.5ms和4.5ms之间。在这种情况下，第三时间段dtemp2例如可以被选择为等于4ms。
通常，根据配备至部件OM和OEj的内部计时器的精度来选择第三时间段dtemp2。因此，该第三时间段dtemp2相对于第一时间段dct被选择为尽可能大，至少为计时器的偏差以及可选地帧的最后一个字节的传输结束保留余量。
该方法的实施可以由控制装置DC来执行。如图1中非限制性地示出的，每个部件OM、OEj可以配备有这样的控制装置DC。然而在未示出的实施变型中，每个控制装置DC可以联接到主部件OM或从部件OEj。
特别地，当每个控制装置DC所属的部件是发送部件时，则该控制装置DC负责在每个时隙ct开始时触发第一延时temp1，在该时隙ct期间，该部件应当传输一个帧，并且该控制装置DC在相关第一延时temp1结束时(在第二时间段dtemp1结束时)验证该帧是否已完全传输。如果该帧尚未完全传输，则控制装置DC将禁止其所属发送部件完成该发送部件的传输。当每个控制装置DC所属的部件是接收部件并因此在时隙ct中接收由发送部件传输的非视频数据帧时，该控制装置DC还负责触发第二延时temp2(具有第三时间段dtemp2，该第三时间段dtemp2在第二时间段dtemp1和第一时间段dct之间)，并且当第二延时temp2已经结束而非视频数据帧尚未被完全接收时，该控制装置DC命令在其接收部件中清除该非视频数据帧的已接收数据ptt。
每个控制装置DC可以以软件模块(或信息模块或“software(软件)”)、电子电路(或“hardware(硬件)”)、或者电子电路和软件模块组合的形式来实现。应注意到，每个控制装置DC都可以被视为自动装置。
图2示意性地示出了时序图示例，其可有助于理解本发明。
在时刻t0，诸如主部件OM的发送部件开始在时隙ct期间传输写入帧TE，该时隙ct在该发送部件所存储的表中限定，并且因此，该主部件OM的控制装置DC触发第一延时temp1。因此，该时隙ct及相关(并具有第一时间段dtemp1)的第一延时temp1在该同一时刻t0开始。从该时刻t0起，发送主部件OM具有第一时间段dtemp1，用于在时隙ct中向例如OE1的接收从部件发送该写入帧TE。该第一时间段dtemp1在时刻t1(其中t1＝t0+dtemp1)终止。
一旦接收从部件OE1开始在同一时隙中接收写入帧TE，该接收从部件OE1的控制装置DC触发具有第二时间段dtemp2的第二延时temp2。
在该示例中，在时刻t1，仅写入帧TE的一部分ptt被传输并由从部件OE1接收。因此，发送主部件OM的控制装置DC禁止后者(OM)完成其发送(因此，ptnt部分不会被传输至接收从部件OE1)。写入帧TE的已发送部分ptt以白色示出，而写入帧TE的未发送部分ptnt以灰色示出。
在时刻t2，在接收从部件OE1中，第二延时temp2的第二时间段dtemp2结束(t2＝t0+dtemp2)。接收从部件OE1在该时刻t2尚未完整接收到整个写入帧TE(该写入帧TE的长度由该写入帧TE的报头的长度字段限定)，该接收从部件OE1的控制装置DC命令该接收从部件OE1从其接收存储器中清除其刚刚接收到的已发送部分ptt的数据。因此，写入帧TE丢失，然而与主部件OM的同步和通信得以保留。
通过防止可能的冲突问题并通过确保接收部件将总是可以从下一个时隙一开始就用于新的接收，本发明允许确保通信网络的两个部件(或节点)之间的传输的确定性和稳定性。

Claims (9)

1.一种用于控制帧传输的方法，所述帧传输由属于通信网络（RC）的主部件（OM）或从部件（OEj）进行，所述通信网络适用于在由表限定的时隙中进行非视频数据帧的双向传输并适用于视频数据帧的单向传输，其特征在于，所述方法包括以下步骤，在所述步骤中，当具有第一时间段并专用于由所谓用于发送的部件（OM、OEj）传输至少一个非视频数据帧的时隙开始时，触发具有第二时间段的第一延时，所述第二时间段严格小于所述第一时间段，并且当所述第一延时已经结束而非视频数据帧尚未被完全传输时，禁止用于发送的部件（OM、OEj）完成其传输，并且在所述步骤中，当所谓用于接收的部件（OM、OEj）在所述时隙中接收到所述非视频数据帧时，在用于接收的部件（OM、OEj）中触发具有第三时间段的第二延时，所述第三时间段在所述第二时间段和所述第一时间段之间，并且当所述第二延时已经结束而所述非视频数据帧尚未被完全接收时，在用于接收的部件（OM、OEj）中清除所接收到的所述非视频数据帧的数据。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步骤中，当用于接收的部件（OM、OEj）是从部件（OEj）时，在所述从部件（OEj）开始接收所述非视频数据帧时触发所述具有第三时间段的第二延时。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步骤中，当用于接收的部件（OM、OEj）是主部件（OM）时，在所述时隙开始时触发所述具有第三时间段的第二延时，所述时隙由用于发送的从部件（OEj）用于发送所述非视频数据帧。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，当所述第一时间段等于5ms时，所述第三时间段在3.5ms至4.5ms之间。
5.一种控制装置（DC），其用于控制由属于通信网络（RC）的主部件（OM）或从部件（OEj）进行的帧传输，所述通信网络适用于在由表限定的时隙中进行非视频数据帧的双向传输并适用于视频数据帧的单向传输，其特征在于，所述装置包括至少两个模块，其中至少第一模块设置成当所谓用于接收的部件（OM、OEj）在具有第一时间段的时隙中接收由所谓用于发送的部件（OEj、OM）在第二时间段发送的非视频数据帧时，触发具有第三时间段的延时，所述第二时间段与所述第一时间段同时开始并严格小于所述第一时间段，所述第三时间段在所述第二时间段和所述第一时间段之间；并且至少第二模块设置成在所述延时结束而所述非视频数据帧尚未被完全接收时，命令在用于接收的部件（OM、OEj）中清除所接收到的所述非视频数据帧的数据。
6.一种适于连接到通信网络（RC）的部件（OM、OEj），所述通信网络适用于在由表限定的时隙中进行非视频数据帧的双向传输并适用于视频数据帧的单向传输，其特征在于，所述部件包括根据权利要求5所述的控制装置（DC）。
7.一种包括通信网络（RC）的车辆（V），所述通信网络适用于在由表限定的时隙中进行非视频数据帧的双向传输并适用于视频数据帧的单向传输，其特征在于，所述车辆包括至少两个根据权利要求6所述的部件（OM、OEj），所述部件连接到所述通信网络（RC）。
8.根据权利要求7所述的车辆，其特征在于，所述通信网络（RC）是所谓的低压差分信号类型。
9.根据权利要求7或8所述的车辆，其特征在于，所述车辆是机动车辆类型。
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