CN111064644B - 一种基于车载以太网的avb通信方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种基于车载以太网的AVB通信方法，属于车载网络通信技术领域。该方法包括以下步骤：当通信层向应用层发送以太网AVB数据时，提取通信层传输的每包以太网AVB数据包中的CAN数据，将提取出的CAN数据发送给应用层；应用层将接收到的CAN数据发送给决策层进行处理。本发明的有益效果是：将通信层传输的每包以太网AVB数据包中的CAN数据单独提取出来发送给决策层进行处理，保证了决策层所需解析处理的数据仅是每包以太网AVB数据包中的CAN数据，而不是大量整包的以太网AVB数据包，从而减少了决策层的数据处理量，提高了决策层数据处理效率。

Description

一种基于车载以太网的AVB通信方法
技术领域
本发明涉及一种基于车载以太网的AVB通信方法，属于车载网络通信技术领域。
背景技术
现有车载网络在引入信息娱乐系统和基于视频的高级驾驶辅助系统(ADAS)后，其传输带宽不足的问题逐渐凸显出来，新一代车载网络技术应运而生，以太网音视频桥接技术(AVB)是一项新的IEEE 802标准，其在传统以太网络的基础上，通过保障带宽、限制延迟和精准时钟同步，建立高质量、低延迟、时间同步的以太网络，其更适用于具有实时性和容错性的应用场景。
AVB通信在实际传输中涉及大量的以太网AVB数据包(每包以太网AVB数据包的数据多达几千个字节)，在将无人车划分为不同域间模块进行通信时，由于以太网传输数据量巨大，且传输速度快，决策层的数据处理压力大；而且，每包以太网AVB数据包中均包含以太网帧头、帧尾、以太网标识、校验及计数等大量与决策层的数据解析处理不相关的数据，进一步增加了决策层的数据处理量、降低了决策层的数据处理效率。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于车载以太网的AVB通信方法，用以解决目前无人车各域间模块通信时，决策层处理的数据量大、数据处理效率低的问题。
为实现上述目的，本发明提供了一种基于车载以太网的AVB通信方法，包括以下步骤：
当通信层向应用层发送以太网AVB数据时，提取通信层传输的每包以太网AVB数据包中的CAN数据，将提取出的CAN数据发送给应用层；
应用层将接收到的CAN数据发送给决策层进行处理。
本发明的有益效果是：将通信层传输的每包以太网AVB数据包中的CAN数据单独提取出来发送给决策层进行处理，保证了决策层所需解析处理的数据仅是每包以太网AVB数据包中的CAN数据，而不是大量整包的以太网AVB数据包，从而减少了决策层的数据处理量，提高了决策层数据处理效率。
作为对上述基于车载以太网的AVB通信方法的一种改进，应用层在向决策层发送数据时，需判断发送的CAN数据是否发生更新变化，将有更新变化的相关帧CAN数据发送给决策层。
由于保证了决策层所需解析处理的数据仅是实时更新的CAN数据，进一步减少了决策层的数据处理量，提高了决策层数据处理效率。
为了更好地实现通信层与应用层之间的数据传输，作为对上述基于车载以太网的AVB通信方法的另一种改进，通信层与应用层之间通过实体函数实现数据传输，所述实体函数包括实体接收函数和实体发送函数；所述实体接收函数用于接收通信层向应用层发送的以太网AVB数据，并将其中的CAN数据提取出来发送给应用层；所述实体发送函数用于将应用层接收到的决策层发送的CAN数据发送给通信层。
为了更好地实现应用层与决策层之间的数据传输，作为对上述基于车载以太网的AVB通信方法的又一种改进，应用层与决策层之间通过虚拟函数实现数据传输，所述虚拟函数包括虚拟接收函数和虚拟发送函数；所述虚拟接收函数用于判断应用层向决策层发送的CAN数据是否发生更新变化，将有更新变化的相关帧CAN数据发送给决策层；所述虚拟发送函数用于将决策层要发送的CAN数据发送给应用层。
为了保证数据接收的准确性，作为对上述基于车载以太网的AVB通信方法的再一种改进，应用层接收到通信层发送的CAN数据后，需要将CAN数据中的CAN ID与设置的接收缓冲列表中的CAN ID进行比较，一致时，再判断CAN数据是否发生更新变化。
为了保证数据发送的准确性，作为对上述基于车载以太网的AVB通信方法的进一步改进，应用层接收到决策层发送的CAN数据后，需要将CAN数据中的CAN ID与设置的发送缓冲列表中的CAN ID进行比较，一致时，再将CAN数据发送给通信层。
附图说明
图1是本发明的基于车载以太网的AVB通信方法示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例对本发明进行进一步详细说明。
结合图1，本发明的基于车载以太网的AVB通信方法，实现了无人车各域间模块的通信层、应用层、决策层之间的实体通信与虚拟通信。其中，通信层与应用层之间通过实体函数实现数据传输，实体函数包括实体接收函数RecvVlan()和实体发送函数SendVlan()；应用层与决策层之间通过虚拟函数实现数据传输，虚拟函数包括虚拟接收函数RecvEth_CANMsg()和虚拟发送函数SendEth_CANMsg()。
本发明的方法能够实现无人车各域间模块之间的AVB通信，对无人车各域间模块划分了相应的VLanID，并建立了不同的线程调用实体函数。
VLanID的划分范围如下：17代表智能控制器，51代表车身管理模块，58代表整车控制器模块，34代表网联终端模块。接收线程1对应实体接收函数RecvVlan(34)，接收线程2对应实体接收函数RecvVlan(51)，接收线程3对应实体接收函数RecvVlan(58)，发送线程对应实体发送函数SendVlan(17)。
上述无人车各域间模块指智能控制器、车身管理模块、整车控制器模块及网联终端模块；作为其他实施方式，只要是决策层的数据解析处理只关注以太网AVB数据包中的CAN数据的设备，均可以使用本发明所述方法。
下面对无人车各域间模块间的通信过程进行详细介绍。
通信层向决策层发送数据的过程如下：
通信层向应用层发送以太网AVB数据时，通过调用实体接收函数接收通信层要向应用层发送的以太网AVB数据，并将其中的CAN数据提取出来发送给应用层；具体地，实体接收函数提取CAN数据时，通过滤除每包以太网AVB数据包中的以太网帧头、帧尾、以太网标识、校验及计数等数据，实现仅保留其中的CAN数据，每帧CAN数据包含的内容为CAN信息标识、加密、ID值、长度、8bytes数据、检验值等，共占32个字节。
应用层接收到通信层发送的CAN数据后，通过调用虚拟接收函数，将接收到的CAN数据中的CAN ID与应用层中设置的接收缓冲列表中的CAN ID进行比较，一致时，再判断CAN数据是否发生更新变化，将有更新变化的相关帧CAN数据发送给决策层进行处理。其中，应用层中设置的接收缓冲列表用来存储决策层需要处理的CAN数据对应的CAN ID，如果接收到的CAN数据中的CAN ID不在该接收缓冲列表中，就说明其对应的CAN数据不是决策层需要处理的。
虚拟接收函数判断CAN数据是否发生更新变化时，无论应用层接收到的CAN数据是数据包形式还是帧的形式，其更新变化的判断均是逐帧进行的，即通过判断每帧CAN数据的更新标志位，当更新标志位由0变为1时，判断该帧CAN数据是发生更新变化的，仅把有更新变化的CAN数据按照帧的形式发送给决策层。其中，每帧CAN数据都有更新标志位，每帧CAN数据包含32个字节，更新标志位位于这32个字节中的第二个字节的Bit4-Bit3位，更新标志位用来判断欲发送给决策层的CAN数据是否是发生更新变化的，以便决策层接收到的是更新变化的CAN数据而不是一整包数据，提高决策层的数据处理效率。
决策层向通信层发送数据的过程如下：
决策层根据接收到的有更新变化的CAN数据进行相应的决策处理，生成相应指令后，通过调用虚拟发送函数，将要发送的指令以CAN数据的形式发送给应用层；具体地，将指令生成CAN数据时，根据实际决策需要对所要生成的CAN数据中的ID、长度、data内容进行设置。
应用层接收到决策层发送的CAN数据后，通过调用实体发送函数，将接收到的CAN数据中的CAN ID与应用层中设置的发送缓冲列表中的CAN ID进行比较，一致时，再将CAN数据发送给通信层。其中，应用层中设置的发送缓冲列表用来存储决策层需要发送的CAN数据对应的CAN ID，如果接收到的CAN数据中的CAN ID不在该发送缓冲列表中，就说明其对应的CAN数据不是决策层需要发送的。

Claims (6)

1.一种基于车载以太网的AVB通信方法，用于无人车各域间模块的通信；其特征在于：包括以下步骤：
当通信层向应用层发送以太网AVB数据时，将以太网AVB数据包中除CAN数据以外的其他数据滤除，仅保留数据包中的CAN数据；将所保留的CAN数据发送给应用层；
应用层将接收到的CAN数据发送给决策层进行处理。
2.根据权利要求1所述的基于车载以太网的AVB通信方法，其特征在于：应用层在向决策层发送数据时，需判断发送的CAN数据是否发生更新变化，将有更新变化的相关帧CAN数据发送给决策层。
3.根据权利要求1或2所述的基于车载以太网的AVB通信方法，其特征在于：通信层与应用层之间通过实体函数实现数据传输，所述实体函数包括实体接收函数和实体发送函数；所述实体接收函数用于接收通信层向应用层发送的以太网AVB数据，并将其中的CAN数据提取出来发送给应用层；所述实体发送函数用于将应用层接收到的决策层发送的CAN数据发送给通信层。
4.根据权利要求2所述的基于车载以太网的AVB通信方法，其特征在于：应用层与决策层之间通过虚拟函数实现数据传输，所述虚拟函数包括虚拟接收函数和虚拟发送函数；所述虚拟接收函数用于判断应用层向决策层发送的CAN数据是否发生更新变化，将有更新变化的相关帧CAN数据发送给决策层；所述虚拟发送函数用于将决策层要发送的CAN数据发送给应用层。
5.根据权利要求2或4所述的基于车载以太网的AVB通信方法，其特征在于：应用层接收到通信层发送的CAN数据后，需要将CAN数据中的CAN ID与设置的接收缓冲列表中的CAN ID进行比较，一致时，再判断CAN数据是否发生更新变化。
6.根据权利要求3所述的基于车载以太网的AVB通信方法，其特征在于：应用层接收到决策层发送的CAN数据后，需要将CAN数据中的CAN ID与设置的发送缓冲列表中的CAN ID进行比较，一致时，再将CAN数据发送给通信层。
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