CN110545227A - 一种车载以太网数据接入装置 - Google Patents

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Abstract

本发明属于车载以太网通信领域，尤其涉及一种车载以太网数据接入装置。所述车载以太网数据接入装置包括：连接非车载以太网节点的非车载以太网总线；连接车载以太网节点的车载以太网总线；以及车载网关，所述网关内设有：非车载以太网接口收发模块，连接所述非车载以太网总线；车载以太网接口收发模块，连接所述车载以太网总线；以及协议转换模块，分别连接所述非车载以太网接口收发模块和所述车载以太网接口收发模块。本发明实现了非车载以太网数据在车载以太网上的接入及传输，使得基于CAN、LIN等协议的数据与车载以太网协议数据能够互相通信。

Description

一种车载以太网数据接入装置
技术领域
本发明属于车载以太网通信领域，尤其涉及一种车载以太网数据接入装置。
背景技术
传统的车载网络主要有控制器局域网(Controller Area Network，CAN)和局域网互联网络(Local Interconnect Network，LIN)等。CAN总线是一个性能稳健、技术成熟，具备成本低与高可靠性特点，在车载网络中广泛应用。LIN总线适合用于汽车车窗、天窗、座椅、车内照明等通信速度较低的应用场景，在满足通信速度需求与无需CAN总线性能的同时可进一步降低网络成本，通常作为CAN总线的补充网络。随着汽车智能化、网络化的不断发展，汽车高清车载娱乐系统、车联网系统、云服务及大数据等新兴技术在车辆上的应用，车载以太网总线应运而生，可实现100Mbit/s甚至1Gbit/s的数据传输速率，同时满足汽车行业低电磁辐射、低功耗、带宽分配、低延迟以及同步实时性等方面的要求。
虽然，汽车总线网络可以实现相同类型总线上的节点之间的数据传输，但不同类型的总线之间，其各自的节点是无法直接进行通信的。介于车载以太网高速率、同步实时性等的优势，统一基于车载以太网总线的数据传输已经成为整车网络通信总线的未来发展趋势。但汽车中的非车载以太网数据仍无法接入车载以太网，也无法进一步实现基于车载以太网的标准化传输和扩展。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术中存在的上述问题，提供一种车载以太网数据接入装置。
本发明所采用的技术手段是：一种车载以太网数据接入装置，包括：连接非车载以太网节点的非车载以太网总线；连接车载以太网节点的车载以太网总线；以及车载网关，所述网关内设有：非车载以太网接口收发模块，连接所述非车载以太网总线；车载以太网接口收发模块，连接所述车载以太网总线；以及协议转换模块，分别连接所述非车载以太网接口收发模块和所述车载以太网接口收发模块。
可选地，所述非车载以太网总线包括连接CAN节点的CAN总线；所述非车载以太网接口收发模块包括CAN接口收发模块，连接所述CAN总线；以及所述协议转换模块包括CAN协议转换模块，分别连接所述CAN接口收发模块和所述车载以太网接口收发模块。
可选地，所述CAN协议转换模块包括：CAN报文封装单元，连接所述CAN接口收发模块；车载以太网报文解析单元，分别连接所述CAN报文封装单元和所述车载以太网接口收发模块；CAN报文解析单元，连接所述CAN接口收发模块；以及车载以太网报文封装单元，分别连接所述CAN报文解析单元和所述车载以太网接口收发模块。
可选地，所述非车载以太网总线包括连接LIN节点的LIN总线；所述非车载以太网接口收发模块包括LIN接口收发模块，连接所述LIN总线；以及所述协议转换模块包括LIN协议转换模块，分别连接所述LIN接口收发模块和所述车载以太网接口收发模块。
可选地，所述LIN协议转换模块包括：LIN报文封装单元，连接所述LIN接口收发模块；车载以太网报文解析单元，分别连接所述LIN报文封装单元和所述车载以太网接口收发模块；LIN报文解析单元，连接所述LIN接口收发模块；以及车载以太网报文封装单元，分别连接所述LIN报文解析单元和所述车载以太网接口收发模块。
可选地，所述车载以太网接口收发模块是DP83848C以太网控制芯片。
可选地，所述CAN节点包括汽车刹车控制节点、引擎控制节点和安全气囊控制节点中至少一个。
可选地，所述LIN节点包括车灯控制节点、车门控制节点和座椅控制节点中至少一个。
可选地，所述车载以太网节点包括故障诊断节点、行车记录仪节点和后排娱乐系统节点中至少一个。
可选地，所述非车载以太网收发接口和车载以太网收发接口中还包括安全验证单元。
与现有技术相比，本发明产生的有益效果是：
(1)本发明通过车载网关将汽车中的非车载以太网总线节点接入车载以太网总线，实现了非车载以太网数据在车载以太网上的接入及传输，使得基于CAN、LIN等协议的数据与车载以太网协议数据能够互相通信，有利于实现进一步的标准化传输与扩展。
(2)本发明通过车载以太网接口收发模块自动判断数据帧的目的节点，选择相应的协议转换模块，减少了网络接口数量，提高了装置自适应性和集成性。
(3)本发明通过各接口收发模块对收到的数据进行安全验证，验证通过后进行下一步传输，提高了数据网络的安全性能与稳定性能。
附图说明
图1为车载以太网数据接入装置的结构示意图。
图2为CAN协议转换模块的结构示意图。
图3为LIN协议转换模块的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述，显然所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。
本实施例提供了一种车载无线网数据接入装置，用于实现汽车中非车载以太网数据接入车载以太网。在本实施例中，汽车内的网络架构包括非车载以太网总线网络和车载以太网总线网络，且非车载以太网总线网络包括CAN总线网络和LIN总线网络。如图1所示，所述车载以太网数据接入装置包括：连接CAN节点的CAN总线，连接LIN节点的LIN总线，连接车载以太网节点的车载以太网总线，以及车载网关。
CAN节点之间的数据通过CAN总线传输，LIN节点之间的数据通过LIN总线传输，车载以太网节点之间的数据通过车载以太网总线传输；不同类型的总线节点均可接入车载以太网总线，通过车载以太网总线进行传输。
所述车载网关中包括CAN接口收发模块、CAN协议转换模块、LIN协议接口收发模块、LIN协议转换模块和车载以太网接口收发模块。
所述CAN接口收发模块分别连接所述CAN总线和所述CAN协议转换模块，用于接收所述CAN总线发送的CAN帧，进行安全验证，验证通过后，根据优先权发送给所述CAN协议转换模块；或接收所述CAN协议转换模块发送的CAN帧，进行安全验证，验证通过后，根据优先权发送给所述CAN总线。
所述CAN协议转换模块分别连接所述CAN接口收发模块和所述车载以太网接口收发模块，用于接收所述CAN接口收发模块发送的CAN帧，转换为车载以太网帧，发送给所述车载以太网接口收发模块；或接收所述车载以太网接口收发模块发送的车载以太网帧，转换为CAN帧，发送给所述CAN接口收发模块。
所述LIN接口收发模块分别连接所述LIN总线和所述LIN协议转换模块，用于接收所述LIN总线发送的LIN帧，进行安全验证，验证通过后，根据优先权发送给所述LIN协议转换模块；或接收所述LIN协议转换模块发送的LIN帧，进行安全验证，验证通过后，根据优先权发送给所述LIN总线。
所述LIN协议转换模块分别连接所述LIN接口收发模块和所述车载以太网接口收发模块，用于接收所述LIN接口收发模块发送的LIN帧，转换为车载以太网帧，发送给所述车载以太网接口收发模块；或接收所述车载以太网接口收发模块发送的车载以太网帧，转换为LIN帧，发送给所述LIN接口收发模块。
所述车载以太网接口收发模块分别连接所述CAN协议转换模块、LIN协议转换模块和所述车载以太网总线。用于接收所述协议转换模块发送的车载以太网帧，并进行安全验证，验证通过后，根据优先级发送给所述车载以太网总线；或接收所述车载以太网总线发送的车载以太网帧，判断目标地址是CAN节点还是LIN节点，并进行安全验证，验证通过之后，根据优先级发送给相应协议转换模块。
所述车载以太网数据接入装置的工作过程是：
当CAN节点数据需要接入所述以太网总线时，通过CAN接口收发模块和所述车载以太网接口收发模块收发数据帧，通过CAN协议转换模块完成CAN帧和车载以太网帧之间的转换，实现基于以太网总线的双向数据传输和通信，例如接收或响应车载以太网上的控制器发出的控制信号。
当LIN节点数据需要接入所述以太网总线时，通过LIN接口收发模块和所述车载以太网接口收发模块收发数据帧，通过LIN协议转换模块完成LIN帧和车载以太网帧之间的转换，实现基于以太网总线的双向数据传输和通信。
本实施例中，如图2所示，所述CAN协议转换模块包括：CAN报文封装单元、车载以太网报文解析单元、CAN报文解析单元和车载以太网报文封装单元。
所述CAN报文封装单元，分别连接所述CAN接口收发模块和所述车载以太网报文解析单元，用于接收所述CAN接口收发模块发送的CAN帧，按照CAN协议将所述CAN帧封装成CAN应用层报文，发送给所述车载以太网报文解析单元。
所述车载以太网报文解析单元，分别连接所述CAN报文封装单元和所述车载以太网接口收发模块，用于接收所述CAN报文封装单元发送的CAN应用层报文，按照车载以太网协议对报文进行解析，得到车载以太网帧，发送给所述车载以太网接口收发模块。
所述车载以太网报文封装单元，分别连接所述CAN报文解析单元和所述车载以太网接口收发模块，用于接收所处车载以太网接口收发模块发送的车载以太网帧，按照车载以太网协议将所述车载以太网帧封装成车载以太网应用层报文，发送给所述CAN报文解析单元。
所述CAN报文解析单元，连接所述CAN接口收发模块和所述车载以太网报文封装单元，用于接收所述车载以太网报文封装单元发送的车载以太网应用层报文，按照CAN协议对报文进行解析，得到CAN帧，发送给所述CAN接口收发模块。
所述CAN协议转换模块的工作过程是：
当CAN帧转需要换为车载以太网帧时，CAN接口收发模块向CAN报文封装单元发送CAN帧；所述CAN报文封装单元接收后，按照CAN协议将所述CAN帧封装成CAN应用层报文，发送给所述车载以太网报文解析单元；所述车载以太网报文解析单元接收后，按照车载以太网协议对报文进行解析，得到车载以太网帧，发送给所述车载以太网接口收发模块。
当车载以太网帧需要转换为CAN帧时，车载以太网接口收发模块向车载以太网报文封装单元发送车载以太网帧，所述车载以太网报文封装单元接收后，按照车载以太网协议将所述车载以太网帧封装成车载以太网应用层报文，发送给所述CAN报文解析单元；所述CAN报文解析单元接收后，按照CAN协议对报文进行解析，得到CAN帧，发送给所述CAN接口收发模块。
本实施例中，如图3所示，所述LIN协议转换模块包括：LIN报文封装单元、车载以太网报文解析单元、LIN报文解析单元和车载以太网报文封装单元。
所述LIN报文封装单元，分别连接所述LIN接口收发模块和所述车载以太网报文解析单元，用于接收所述LIN接口收发模块发送的LIN帧，按照LIN协议将所述LIN帧封装成LIN应用层报文，发送给所述车载以太网报文解析单元。
所述车载以太网报文解析单元，分别连接所述LIN报文封装单元和所述车载以太网接口收发模块，用于接收所述LIN报文封装单元发送的LIN应用层报文，按照车载以太网协议对报文进行解析，得到车载以太网帧，发送给所述车载以太网接口收发模块。
所述车载以太网报文封装单元，分别连接所述LIN报文解析单元和所述车载以太网接口收发模块，用于接收所处车载以太网接口收发模块发送的车载以太网帧，按照车载以太网协议将所述车载以太网帧封装成车载以太网应用层报文，发送给所述LIN报文解析单元。
所述LIN报文解析单元，连接所述LIN接口收发模块和所述车载以太网报文封装单元，用于接收所述车载以太网报文封装单元发送的车载以太网应用层报文，按照LIN协议对报文进行解析，得到LIN帧，发送给所述LIN接口收发模块。
所述LIN协议转换模块的工作过程是：
当LIN帧转需要换为车载以太网帧时，LIN接口收发模块向LIN报文封装单元发送LIN帧；所述LIN报文封装单元接收后，按照LIN协议将所述LIN帧封装成LIN应用层报文，发送给所述车载以太网报文解析单元；所述车载以太网报文解析单元接收后，按照车载以太网协议对报文进行解析，得到车载以太网帧，发送给所述车载以太网接口收发模块。
当车载以太网帧需要转换为LIN帧时，车载以太网接口收发模块向车载以太网报文封装单元发送车载以太网帧，所述车载以太网报文封装单元接收后，按照车载以太网协议将所述车载以太网帧封装成车载以太网应用层报文，发送给所述LIN报文解析单元；所述LIN报文解析单元接收后，按照LIN协议对报文进行解析，得到LIN帧，发送给所述LIN接口收发模块。
可选地，所述车载以太网接口收发模块可以是DP83848C以太网控制芯片。
可选地，所述CAN节点包括汽车刹车控制节点、引擎控制节点和安全气囊控制节点中至少一个。
可选地，所述LIN节点包括车灯控制节点、车门控制节点和座椅控制节点中至少一个。
可选地，所述的车载以太网数据接入装置，所述车载以太网节点包括故障诊断节点、行车记录仪节点和后排娱乐系统节点中至少一个。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种车载以太网数据接入装置，其特征在于，包括：
连接非车载以太网节点的非车载以太网总线；
连接车载以太网节点的车载以太网总线；以及
车载网关，所述网关内设有：非车载以太网接口收发模块，连接所述非车载以太网总线；车载以太网接口收发模块，连接所述车载以太网总线；以及协议转换模块，分别连接所述非车载以太网接口收发模块和所述车载以太网接口收发模块。
2.如权利要求1所述的车载以太网数据接入装置，其特征在于，
所述非车载以太网总线包括连接CAN节点的CAN总线；
所述非车载以太网接口收发模块包括CAN接口收发模块，连接所述CAN总线；以及
所述协议转换模块包括CAN协议转换模块，分别连接所述CAN接口收发模块和所述车载以太网接口收发模块。
3.如权利要求2所述的车载以太网数据接入装置，其特征在于，所述CAN协议转换模块包括：
CAN报文封装单元，连接所述CAN接口收发模块；
车载以太网报文解析单元，分别连接所述CAN报文封装单元和所述车载以太网接口收发模块；
CAN报文解析单元，连接所述CAN接口收发模块；以及
车载以太网报文封装单元，分别连接所述CAN报文解析单元和所述车载以太网接口收发模块。
4.如权利要求2所述的车载以太网数据接入装置，其特征在于，
所述非车载以太网总线包括连接LIN节点的LIN总线，；
所述非车载以太网接口收发模块包括LIN接口收发模块，连接所述LIN总线；以及
所述协议转换模块包括LIN协议转换模块，分别连接所述LIN接口收发模块和所述车载以太网接口收发模块。
5.如权利要求4所述的车载以太网数据接入装置，其特征在于，所述LIN协议转换模块包括：
LIN报文封装单元，连接所述LIN接口收发模块；
车载以太网报文解析单元，分别连接所述LIN报文封装单元和所述车载以太网接口收发模块；
LIN报文解析单元，连接所述LIN接口收发模块；以及
车载以太网报文封装单元，分别连接所述LIN报文解析单元和所述车载以太网接口收发模块。
6.如权利要求1-5中所述的车载以太网数据接入装置，其特征在于，所述车载以太网接口收发模块是DP83848C以太网控制芯片。
7.如权利要求1-3中所述的车载以太网数据接入装置，其特征在于，所述CAN节点包括汽车刹车控制节点、引擎控制节点和安全气囊控制节点中至少一个。
8.如权利要求1、4-5中任一项所述的车载以太网数据接入装置，其特征在于，所述LIN节点包括车灯控制节点、车门控制节点和座椅控制节点中至少一个。
9.如权利要求1-5中任一项所述的车载以太网数据接入装置，其特征在于，所述车载以太网节点包括故障诊断节点、行车记录仪节点和后排娱乐系统节点中至少一个。
10.如权利要求1-5中任一项所述的车载以太网数据接入装置，其特征在于，所述非车载以太网收发接口和车载以太网收发接口中还包括安全验证单元。
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CN112968894B (zh) * 2021-02-19 2022-08-16 北京物芯科技有限责任公司 接口转换装置及计算设备

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