CN112068475B - 一种车载多域控制器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种车载多域控制器，包括与汽车ECU控制单元电连接的控制板卡，所述控制板卡包括MCU管理模块、辅助驾驶模块、车载娱乐模块、OBU模块、扩展模块和时钟模块；所述MCU管理模块用于对所述辅助驾驶模块、车载娱乐模块、OBU模块和扩展模块的数据进行检测，并对所述汽车ECU控制单元的供电电路进行供电监测；所述OBU模块包括车载网络子模块和第一CPU模块，所述车载网络子模块包括若干需要进行无线连接的系统，所述车载网络子模块与第一CPU模块电连接。本发明提供了一种使用同一MCU管理模块进行控制的车载多域控制器，控制器的整体性和一致性更好，且使用CPLD进行时钟同步处理，结合数据中的时间戳，进行产品的同步，数据安全性更好。

Description

一种车载多域控制器
技术领域
本发明涉及车载控制器技术领域，具体为一种车载多域控制器。
背景技术
目前随着人们生活水平的提高和电子技术的发展，大众对汽车的舒适度以及安全性有了更高的要求。当前汽车普遍配备有多个车载电子产品：如车载娱乐系统、自动驾驶系统、车载网关、导航系统、OBU车载单元模块等。解决车载多系统、多个控制域之间的互联设计已经是大家普遍关注的话题，但是当前市场的设计多是将不同控制域的电子产品通过cable互联，这样存在的问题有以下几点：
1、各个模块均使用自己单独的管理控制器，缺乏整体的控制管理；
2、各个产品的系统不同，存在兼容性问题；
3、各个模块之间数据安全性的设计方案复杂。
发明内容
本发明的目的在于提供了一种使用同一MCU管理模块进行控制的车载多域控制器，控制器的整体性和一致性更好，且使用CPLD进行时钟同步处理，结合数据中的时间戳，进行产品的同步，数据安全性更好。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种车载多域控制器，包括与汽车ECU控制单元电连接的控制板卡，所述控制板卡包括MCU管理模块、辅助驾驶模块、车载娱乐模块、OBU模块、扩展模块、时钟模块、第一CPU模块和第二CPU模块；所述MCU管理模块用于对所述辅助驾驶模块、车载娱乐模块、OBU模块和扩展模块的数据进行检测，并对所述汽车ECU控制单元的供电电路进行供电监测；
所述OBU模块包括车载网络子模块，所述车载网络子模块包括若干需要进行无线连接的系统，所述车载网络子模块与第一CPU模块电连接，用于使车载网络子模块与第一CPU模块进行数据交互；
所以辅助驾驶模块包括若干用于连接外部车载设备的外接口，所述辅助驾驶模块与第二CPU模块电连接，用于使辅助驾驶模块与第二CPU模块进行数据交互；
所述车载娱乐模块包括音视频设备和游戏设备，所述车载娱乐模块与所述第二CPU模块电连接，用于使车载娱乐模块与第二CPU模块进行数据交互；
所述MCU管理模块与交换模块通讯连接，所述交换模块与所述第一CPU模块、第二CPU模块和扩展模块通讯连接，用于通过所述交换模块进行MCU管理模块与第一CPU模块、第二CPU模块和扩展模块之间的信息交互，所述时钟模块与MCU管理模块、第一CPU模块和第二CPU模块均电连接，所述MCU管理模块配置有时钟同步校准策略，用于将辅助驾驶模块、车载娱乐模块、OBU模块和扩展模块接收到信息分别进行时钟同步化处理；所述控制器还包括与所述时钟模块电连接的CPLD模块，CPLD模块内部包括若干不同的逻辑功能块，若干所述逻辑功能块具有不同的传输时延Δt，用于向车载娱乐模块、OBU模块和扩展模块分别提供时钟同步检测信号；所述时钟同步校准策略包括第一CPU同步策略和第二CPU同步策略；所述时钟同步校准策略包括通过MCU管理模块控制时钟模块向CPLD模块发送测试时钟脉冲，定义发送所述测试时钟脉冲的时间为初始时间t1，所述CPLD模块根据所述测试时钟脉冲分别接通不同的逻辑功能块以向车载娱乐模块、OBU模块、辅助驾驶模块和扩展模块分别提供时钟同步检测信号；所述车载娱乐模块、OBU模块、辅助驾驶模块和扩展模块根据所述时钟同步检测信号进行运算处理后生成输出检测信号，并将输出检测信号分别发送至第一CPU模块和第二CPU模块；
所述第二CPU同步策略包括第二CPU模块将其接收到来自所述车载娱乐模块、辅助驾驶模块和扩展模块的输出检测信号发送至时钟模块，定义所述时钟模块接收到第二CPU模块发送的输出检测信号的时间为接收时间t3；定义所述车载娱乐模块自接收信号至将信号传输至第二CPU模块的时间为修正时间Δt12，定义所述扩展模块自接收信号至将信号传输至第二CPU模块的时间为修正时间Δt13；定义所述辅助驾驶模块自接收信号至将信号传输至第二CPU模块的时间为修正时间Δt14；所述第二CPU同步策略包括将所述车载娱乐模块的输入信号在原有接收时间的基础上减去修正时间Δt12作为车载娱乐模块的输入信号的时间戳信息；所述扩展模块的输入信号在原有接收时间的基础上减去修正时间Δt13作为扩展模块的输入信号的时间戳信息；所述辅助驾驶模块的输入信号在原有接收时间的基础上减去修正时间Δt14作为辅助驾驶模块的输入信号的时间戳信息；
所述第一CPU同步策略包括CPU修正时间和ECU修正时间，所述第一CPU同步策略包括将其接收到来自所述OBU模块的输出检测信号发送至时钟模块，定义所述时钟模块接收到第一CPU模块发送的输出检测信号的时间为接收时间t2；定义所述OBU模块自接收信号至将信号传输至第一CPU模块的时间为CPU修正时间，所述第一CPU同步策略还包括将所述第一CPU模块接收到的来自所述OBU模块的输入信号在原有接收时间的基础上减去CPU修正时间作为第一CPU模块接收到的来自OBU模块的输入信号的时间戳信息；
所述第一CPU同步策略还包括第一CPU模块将其接收到来自所述OBU模块的输出检测信号发送至所述交换模块，通过交换模块将所述输出检测信号发送至MCU管理模块，所述MCU管理模块将所述输出检测信号发送至汽车ECU控制单元的输入端，汽车ECU控制单元将输出检测信号经过处理后通过汽车ECU控制单元的输出端将经过处理的输出检测信号传送至所述MCU管理模块，定义所述MCU管理模块接收来自所述汽车ECU控制单元经过处理的输出检测信号的时间为接收时间t4，定义所述OBU模块自接收信号至将信号传输至ECU控制单元的时间为ECU修正时间，所述第一CPU同步策略还包括将所述ECU控制单元接收到的来自所述OBU模块的输入信号在原有接收时间的基础上减去ECU修正时间作为ECU控制单元接收到的来自OBU模块的输入信号的时间戳信息。
优选的，所述OBU模块包括GPS惯导系统、WIFI/蓝牙系统和V2X信息交换系统，所述GPS惯导系统用于进行车载导航，所述WIFI/蓝牙系统用于提供无线传输路径，所述V2X信息交换系统用于与交通控制系统进行信息交互；所述CPLD模块通过第一功能块向GPS惯导系统发送时钟同步检测信号，CPLD模块通过第二功能块向WIFI/蓝牙系统发送时钟同步检测信号，CPLD模块通过第三功能块向V2X信息交换系统发送时钟同步检测信号，所述第一功能块的传输时延记为Δt1，第二功能块的传输时延记为Δt2，第三功能块的传输时延记为Δt3；
定义GPS惯导系统的CPU修正时间T1＝t2-t1-Δt1,定义WIFI/蓝牙系统的CPU修正时间T2＝t2-t1-Δt2,定义V2X信息交换系统的CPU修正时间T3＝t2-t1-Δt3；
定义GPS惯导系统的ECU修正时间T11＝t4-t1-Δt1,定义WIFI/蓝牙系统的ECU修正时间T12＝t4-t1-Δt2,定义V2X信息交换系统的ECU修正时间T13＝t4-t1-Δt3。
优选的，所述车载娱乐模块包括九轴传感器和娱乐系统，所述九轴传感器用于获取所述控制板卡的位置和加速度信息，所述娱乐系统用于连接音视频设备和游戏设备；所述CPLD模块通过第四功能块向九轴传感器发送时钟同步检测信号，CPLD模块通过第五功能块向娱乐系统发送时钟同步检测信号，所述第四功能块的传输时延记为Δt4，第五功能块的传输时延记为Δt5，定义九轴传感器的第四修正时间T4＝t3-t1-Δt4,定义娱乐系统的第五修正时间T5＝t3-t1-Δt5。
优选的，所述辅助驾驶模块包括摄像头接口和CAN/LIN接口，所述摄像头接口用于连接外部摄像设备，所述CAN/LIN接口用于提供数据通信连接接口；所述CPLD模块通过第六功能块向摄像头接口发送时钟同步检测信号，CPLD模块通过第七功能块向CAN/LIN接口发送时钟同步检测信号，所述第六功能块的传输时延记为Δt6，第七功能块的传输时延记为Δt7，定义摄像头接口的第六修正时间T7＝t3-t1-Δt6,定义CAN/LIN接口的第七修正时间T7＝t3-t1-Δt7。
优选的，所述扩展模块包括T1接口和扩展接口，所述T1接口用于连接外部传感器，所述扩展接口用于与另一个的控制板卡的扩展接口相连接以实现控制板卡之间的级联。
优选的，所述CPLD模块通过第八功能块向T1接口发送时钟同步检测信号，所述第八功能块的传输时延记为Δt8，定义T1接口的第八修正时间T8＝t3-t1-Δt7。
优选的，所述第一CPU模块和第二CPU模块之间通过PCIE总线通讯连接，用于进行实时的数据交互以实现数据的备份，所述第一CPU模块包括第一备用存储区，用于存储所述第二CPU模块通过所述PCIE总线传送至第一CPU模块的备份数据，所述第二CPU模块包括第二备用存储区，用于存储所述第一CPU模块通过所述PCIE总线传送至第二CPU模块的备份数据。
优选的，所述第一CPU模块包括第一备用存储区，用于存储所述第二CPU模块传送至第一CPU模块的备份数据，所述第二CPU模块包括第二备用存储区，用于存储所述第一CPU模块传送至第二CPU模块的备份数据，所述MCU管理模块配置有同步策略，所述同步策略包括预设的数据交换周期，每间隔一次数据交换周期，MCU管理模块控制第一CPU模块和第二CPU模块通过交换模块进行一次数据交换备份。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明的控制器通过设置MUC管理模块，并使用同一MCU管理模块对辅助驾驶模块、车载娱乐模块、OBU模块和扩展模块进行集中控制，使得该控制器的整体性和一致性更好，避免存在兼容性问题。
本发明的控制器使用CPLD进行时钟同步处理，结合数据中的原有接收时间和同步校准策略，在原有接收时间的基础上减去修正时间作为输入信号的时间戳信息，以此来进行不同信息的同步，数据安全性更好。
本发明的控制器使用第一CPU模块和第二CPU模块分别对需要进行无线连接的设备和需要外接传感器类设备的信号进行处理，相对于使用同一CPU对各种信号进行处理的方式，处理效率明显提高；并且第一CPU模块和第二CPU模块之间相互进行数据的同步备份，提高了该控制器数据保存的可靠性。
本发明的控制器中通过针对GPS惯导系统和V2X信息交换系统采集的数据设置了两个修正时间，分别是CPU修正时间和ECU修正时间，当GPS惯导系统和V2X信息交换系统采集的数据传输到第一CPU模块时，需要减去各自的CPU修正时间以确定GPS惯导系统和V2X信息交换系统实际数据采集的准确时间，这样第一CPU模块在对GPS惯导系统和V2X信息交换系统的数据进行运算处理时，精准度就会大大提高；因为GPS惯导系统和V2X信息交换系统采集的信息需要传递给汽车ECU控制单元来指导汽车的实际运行路线，由于当数据从第一CPU模块传递至汽车ECU控制单元时也会存在一定的时间延迟，所以当GPS惯导系统和V2X信息交换系统采集的数据传输到ECU模块时，需要减去各自的ECU修正时间以确定GPS惯导系统和V2X信息交换系统实际数据采集的准确时间，这样汽车ECU控制单元接收到的GPS惯导系统和V2X信息交换系统的数据的时间就会更加精确，自动驾驶模式下的安全性能就会大大提高。
附图说明
图1为本发明一种车载多域控制器的第一种实施例的电路连接框图；
图2为本发明一种车载多域控制器的第二种实施例的电路连接框图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，本发明提供的一种实施例，一种车载多域控制器，包括与汽车ECU控制单元电连接的控制板卡，所述控制板卡包括MCU管理模块、辅助驾驶模块、车载娱乐模块、OBU模块、扩展模块、时钟模块、第一CPU模块和第二CPU模块；所述MCU管理模块用于对所述辅助驾驶模块、车载娱乐模块、OBU模块和扩展模块的数据进行检测，并对所述汽车ECU控制单元的供电电路进行供电监测；第一CPU模块和第二CPU模块主要实现各种数据运算，以及信息融合；所述OBU模块包括车载网络子模块，所述车载网络子模块包括若干需要进行无线连接的系统，所述车载网络子模块与第一CPU模块电连接，用于使车载网络子模块与第一CPU模块进行数据交互；
所以辅助驾驶模块包括若干用于连接外部车载设备的外接口，所述辅助驾驶模块与第二CPU模块电连接，用于使辅助驾驶模块与第二CPU模块进行数据交互；
所述车载娱乐模块包括音视频设备和游戏设备，所述车载娱乐模块与所述第二CPU模块电连接，用于使车载娱乐模块与第二CPU模块进行数据交互；
所述MCU管理模块与交换模块通讯连接，所述交换模块与所述第一CPU模块、第二CPU模块和扩展模块通讯连接，用于通过所述交换模块进行MCU管理模块与第一CPU模块、第二CPU模块和扩展模块之间的信息交互，所述时钟模块与MCU管理模块、第一CPU模块和第二CPU模块均电连接，所述MCU管理模块配置有时钟同步校准策略，用于将辅助驾驶模块、车载娱乐模块、OBU模块和扩展模块接收到信息分别进行时钟同步化处理。
本发明的控制器通过设置MUC管理模块，并使用同一MCU管理模块对辅助驾驶模块、车载娱乐模块、OBU模块和扩展模块进行集中控制，使得该控制器的整体性和一致性更好，避免存在兼容性问题。
优选的，还包括与所述时钟模块电连接的CPLD模块，CPLD模块内部包括若干不同的逻辑功能块，若干所述逻辑功能块具有不同的传输时延Δt，用于向车载娱乐模块、OBU模块和扩展模块分别提供时钟同步检测信号。所述时钟同步校准策略包括第一CPU同步策略和第二CPU同步策略；所述时钟同步校准策略包括通过MCU管理模块控制时钟模块向CPLD模块发送测试时钟脉冲，定义发送所述测试时钟脉冲的时间为初始时间t1，所述CPLD模块根据所述测试时钟脉冲分别接通不同的逻辑功能块以向车载娱乐模块、OBU模块、辅助驾驶模块和扩展模块分别提供时钟同步检测信号；所述车载娱乐模块、OBU模块、辅助驾驶模块和扩展模块根据所述时钟同步检测信号进行运算处理后生成输出检测信号，并将输出检测信号分别发送至第一CPU模块和第二CPU模块；
所述第二CPU同步策略包括第二CPU模块将其接收到来自所述车载娱乐模块、辅助驾驶模块和扩展模块的输出检测信号发送至时钟模块，定义所述时钟模块接收到第二CPU模块发送的输出检测信号的时间为接收时间t3；定义所述车载娱乐模块自接收信号至将信号传输至第二CPU模块的时间为修正时间Δt12，定义所述扩展模块自接收信号至将信号传输至第二CPU模块的时间为修正时间Δt13；定义所述辅助驾驶模块自接收信号至将信号传输至第二CPU模块的时间为修正时间Δt14；所述第二CPU同步策略包括将所述车载娱乐模块的输入信号在原有接收时间的基础上减去修正时间Δt12作为车载娱乐模块的输入信号的时间戳信息；所述扩展模块的输入信号在原有接收时间的基础上减去修正时间Δt13作为扩展模块的输入信号的时间戳信息；所述辅助驾驶模块的输入信号在原有接收时间的基础上减去修正时间Δt14作为辅助驾驶模块的输入信号的时间戳信息；
所述第一CPU同步策略包括CPU修正时间和ECU修正时间，所述第一CPU同步策略包括将其接收到来自所述OBU模块的输出检测信号发送至时钟模块，定义所述时钟模块接收到第一CPU模块发送的输出检测信号的时间为接收时间t2；定义所述OBU模块自接收信号至将信号传输至第一CPU模块的时间为CPU修正时间，所述第一CPU同步策略还包括将所述第一CPU模块接收到的来自所述OBU模块的输入信号在原有接收时间的基础上减去CPU修正时间作为第一CPU模块接收到的来自OBU模块的输入信号的时间戳信息；
所述第一CPU同步策略还包括第一CPU模块将其接收到来自所述OBU模块的输出检测信号发送至所述交换模块，通过交换模块将所述输出检测信号发送至MCU管理模块，所述MCU管理模块将所述输出检测信号发送至汽车ECU控制单元的输入端，汽车ECU控制单元将输出检测信号经过处理后通过汽车ECU控制单元的输出端将经过处理的输出检测信号传送至所述MCU管理模块，定义所述MCU管理模块接收来自所述汽车ECU控制单元经过处理的输出检测信号的时间为接收时间t4，定义所述OBU模块自接收信号至将信号传输至ECU控制单元的时间为ECU修正时间，所述第一CPU同步策略还包括将所述ECU控制单元接收到的来自所述OBU模块的输入信号在原有接收时间的基础上减去ECU修正时间作为ECU控制单元接收到的来自OBU模块的输入信号的时间戳信息。使用CPLD进行时钟同步处理，结合数据中的原有接收时间和同步校准策略，在原有接收时间的基础上减去修正时间作为输入信号的时间戳信息，以此来进行不同信息的同步，数据安全性更好。
由于车载娱乐模块、OBU模块、辅助驾驶模块和扩展模块等硬件类设备在接收信号和传送信号是会发生迟延，上述硬件在与第一CPU模块或第二CPU模块进行数据传输的过程中也会发生一定迟延，所以要减去一个修正时间参数以避免数据传输迟延造成误差，影响数据处理的精准度。这样一方面，MCU管理模块要对第一CPU模块和第二CPU模块的数据进行统一的数据监测和处理，将两个CPU模块接收的数据进行时钟同步校准可以保证MCU管理模块处理数据的准确度；另一方面，由于第一CPU模块和第二CPU模块之间要进行数据共享备份，将两个CPU模块接收的数据进行时钟同步校准可以保证两个CPU模块内存储的数据的时间戳信息的准确性和一致性。
如图2所示，本发明提供的第二种实施例，与第一种实施例的区别之处在于，所述OBU模块包括GPS惯导系统、WIFI/蓝牙系统和V2X信息交换系统，所述GPS惯导系统用于进行车载导航，所述WIFI/蓝牙系统用于提供无线传输路径，所述V2X信息交换系统用于与交通控制系统进行信息交互；所述CPLD模块通过第一功能块向GPS惯导系统发送时钟同步检测信号，CPLD模块通过第二功能块向WIFI/蓝牙系统发送时钟同步检测信号，CPLD模块通过第三功能块向V2X信息交换系统发送时钟同步检测信号，所述第一功能块的传输时延记为Δt1，第二功能块的传输时延记为Δt2，第三功能块的传输时延记为Δt3；
定义GPS惯导系统的CPU修正时间T1＝t2-t1-Δt1,定义WIFI/蓝牙系统的CPU修正时间T2＝t2-t1-Δt2,定义V2X信息交换系统的CPU修正时间T3＝t2-t1-Δt3；
定义GPS惯导系统的ECU修正时间T11＝t4-t1-Δt1,定义WIFI/蓝牙系统的ECU修正时间T12＝t4-t1-Δt2,定义V2X信息交换系统的ECU修正时间T13＝t4-t1-Δt3。
由于GPS惯导系统和V2X信息交换系统是分别需要给汽车ECU控制单元提供导航信息和周围交通控制信息的，在自动驾驶模式下担任着非常重要的角色，所以GPS惯导系统和V2X信息交换系统的时间周期的配合度要非常的精准才可以保证汽车在自动驾驶模式下也能够安全运行，所以针对GPS惯导系统和V2X信息交换系统采集的数据设置了两个修正时间，分别是CPU修正时间和ECU修正时间，当GPS惯导系统和V2X信息交换系统采集的数据传输到第一CPU模块时，需要减去各自的CPU修正时间以确定GPS惯导系统和V2X信息交换系统实际数据采集的准确时间，这样第一CPU模块在对GPS惯导系统和V2X信息交换系统的数据进行运算处理时，精准度就会大大提高。
因为GPS惯导系统和V2X信息交换系统采集的信息需要传递给汽车ECU控制单元来指导汽车的实际运行路线，由于该实施例下的控制板卡增加了MCU管理模块、第一CPU模块、第二CPU模块和用于进行数据交换的交换模块，当数据从第一CPU模块传递至汽车ECU控制单元时也会存在一定的时间延迟，所以当GPS惯导系统和V2X信息交换系统采集的数据传输到ECU模块时，需要减去各自的ECU修正时间以确定GPS惯导系统和V2X信息交换系统实际数据采集的准确时间，这样汽车ECU控制单元接收到的GPS惯导系统和V2X信息交换系统的数据的时间就会更加精确，自动驾驶的安全性能就会大大提高。
V2X模块是指车与外界信息交换(Vehicle to Everything)，车对周围的移动交通控制系统实现的信息交互技术，X可指代车辆、红绿灯等交通设施，也可是云端数据库，该系统通过整合全球定位系统(GPS)导航技术、车对车交流技术、无线通信及远程感应技术等多种技术实现信息融合共享，可用于指导车辆路线规划、规避障碍物等。
所述车载娱乐模块包括九轴传感器和娱乐系统，娱乐系统主要为乘客提供音视频，以及VR游戏等娱乐活动，所述九轴传感器用于获取所述控制板卡的位置和加速度信息，所述娱乐系统用于连接音视频设备和游戏设备；所述CPLD模块通过第四功能块向九轴传感器发送时钟同步检测信号，CPLD模块通过第五功能块向娱乐系统发送时钟同步检测信号，所述第四功能块的传输时延记为Δt4，第五功能块的传输时延记为Δt5，定义九轴传感器的第四修正时间T4＝t3-t1-Δt4,定义娱乐系统的第五修正时间T5＝t3-t1-Δt5。
优选的，所述辅助驾驶模块包括摄像头接口和CAN/LIN接口，所述摄像头接口用于连接外部摄像设备，所述CAN/LIN接口用于提供数据通信连接接口；所述CPLD模块通过第六功能块向摄像头接口发送时钟同步检测信号，CPLD模块通过第七功能块向CAN/LIN接口发送时钟同步检测信号，所述第六功能块的传输时延记为Δt6，第七功能块的传输时延记为Δt7，定义摄像头接口的第六修正时间T7＝t3-t1-Δt6,定义CAN/LIN接口的第七修正时间T7＝t3-t1-Δt7。
优选的，所述扩展模块包括T1接口和扩展接口，所述T1接口用于连接外部传感器，所述扩展接口用于与另一个的控制板卡的扩展接口相连接以实现控制板卡之间的级联。
优选的，所述CPLD模块通过第八功能块向T1接口发送时钟同步检测信号，所述第八功能块的传输时延记为Δt8，定义T1接口的第八修正时间T8＝t3-t1-Δt7。
由于CPLD模块内部是采用固定长度的金属线进行各逻辑功能块的互连的，所以在CPLD模块的输入输出引脚确定的情况下，其内部功能块的传输时延是可以精准计算出来的。
本发明提供的第一CPU模块和第二CPU模块之间进行数据备份的第一种实施例，所述第一CPU模块和第二CPU模块之间通过PCIE总线通讯连接，用于进行实时的数据交互以实现数据的备份，所述第一CPU模块包括第一备用存储区，用于存储所述第二CPU模块通过所述PCIE总线传送至第一CPU模块的备份数据，所述第二CPU模块包括第二备用存储区，用于存储所述第一CPU模块通过所述PCIE总线传送至第二CPU模块的备份数据。
本发明提供的第一CPU模块和第二CPU模块之间进行数据备份的第二种实施例，所述第一CPU模块包括第一备用存储区，用于存储所述第二CPU模块传送至第一CPU模块的备份数据，所述第二CPU模块包括第二备用存储区，用于存储所述第一CPU模块传送至第二CPU模块的备份数据，与第一种实施例的区别之处在于，所述MCU管理模块配置有同步策略，所述同步策略包括预设的数据交换周期，每间隔一次数据交换周期，MCU管理模块控制第一CPU模块和第二CPU模块通过交换模块进行一次数据交换备份。
使用第一CPU模块和第二CPU模块分别对需要进行无线连接的设备和需要外接传感器类设备的信号进行处理，相对于使用同一CPU模块对各种信号进行处理的方式，一方面处理效率明显提高，另一方面也避免了不同类型信号之间传递产生的干扰；并且第一CPU模块和第二CPU模块之间相互进行数据的同步备份，提高了该控制器数据保存的可靠性。
工作原理：使用时，通过第一CPU模块对需要进行无线连接的设备进行信息接入，通过第二CPU模块对传感器类的设备和扩展接口进行信息接入，通过扩展接口进行多个控制板卡之间的级联，将MCU管理模块与汽车ECU控制单元进行连接，在设备首次安装完成后要根据时钟同步校准策略进行时钟同步校准；将辅助驾驶模块、车载娱乐模块、OBU模块和扩展模块的输入信号在原有接收时间的基础上减去修正时间作为输入信号的时间戳信息，以此来进行不同信息的同步，提高了数据计算安全性和准确性；并且使用第一CPU模块和第二CPU模块分别对需要进行无线连接的设备和需要外接传感器类设备的信号进行处理，然后通过交换模块传送至MCU管理模块，相对于使用同一CPU对各种信号进行处理的方式，处理效率明显提高；并且第一CPU模块和第二CPU模块之间相互进行数据的同步备份，提高了该控制器数据保存的可靠性。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (8)

1.一种车载多域控制器，包括与汽车ECU控制单元电连接的控制板卡，其特征在于，所述控制板卡包括MCU管理模块、辅助驾驶模块、车载娱乐模块、OBU模块、扩展模块、时钟模块、第一CPU模块和第二CPU模块；所述MCU管理模块用于对所述辅助驾驶模块、车载娱乐模块、OBU模块和扩展模块的数据进行检测，并对所述汽车ECU控制单元的供电电路进行供电监测；
所述OBU模块包括车载网络子模块，所述车载网络子模块包括若干需要进行无线连接的系统，所述车载网络子模块与第一CPU模块电连接，用于使车载网络子模块与第一CPU模块进行数据交互；
所以辅助驾驶模块包括若干用于连接外部车载设备的外接口，所述辅助驾驶模块与第二CPU模块电连接，用于使辅助驾驶模块与第二CPU模块进行数据交互；
所述车载娱乐模块包括音视频设备和游戏设备，所述车载娱乐模块与所述第二CPU模块电连接，用于使车载娱乐模块与第二CPU模块进行数据交互；
所述MCU管理模块与交换模块通讯连接，所述交换模块与所述第一CPU模块、第二CPU模块和扩展模块通讯连接，用于通过所述交换模块进行MCU管理模块与第一CPU模块、第二CPU模块和扩展模块之间的信息交互，所述时钟模块与MCU管理模块、第一CPU模块和第二CPU模块均电连接，所述MCU管理模块配置有时钟同步校准策略，用于将辅助驾驶模块、车载娱乐模块、OBU模块和扩展模块接收到信息分别进行时钟同步化处理；所述控制器还包括与所述时钟模块电连接的CPLD模块，CPLD模块内部包括若干不同的逻辑功能块，若干所述逻辑功能块具有不同的传输时延Δt，用于向车载娱乐模块、OBU模块和扩展模块分别提供时钟同步检测信号；所述时钟同步校准策略包括第一CPU同步策略和第二CPU同步策略；
所述时钟同步校准策略包括通过MCU管理模块控制时钟模块向CPLD模块发送测试时钟脉冲，定义发送所述测试时钟脉冲的时间为初始时间t1，所述CPLD模块根据所述测试时钟脉冲分别接通不同的逻辑功能块以向车载娱乐模块、OBU模块、辅助驾驶模块和扩展模块分别提供时钟同步检测信号；所述车载娱乐模块、OBU模块、辅助驾驶模块和扩展模块根据所述时钟同步检测信号进行运算处理后生成输出检测信号，并将输出检测信号分别发送至第一CPU模块和第二CPU模块；
所述第二CPU同步策略包括第二CPU模块将其接收到来自所述车载娱乐模块、辅助驾驶模块和扩展模块的输出检测信号发送至时钟模块，定义所述时钟模块接收到第二CPU模块发送的输出检测信号的时间为接收时间t3；定义所述车载娱乐模块自接收信号至将信号传输至第二CPU模块的时间为修正时间Δt12，定义所述扩展模块自接收信号至将信号传输至第二CPU模块的时间为修正时间Δt13；定义所述辅助驾驶模块自接收信号至将信号传输至第二CPU模块的时间为修正时间Δt14；所述第二CPU同步策略包括将所述车载娱乐模块的输入信号在原有接收时间的基础上减去修正时间Δt12作为车载娱乐模块的输入信号的时间戳信息；所述扩展模块的输入信号在原有接收时间的基础上减去修正时间Δt13作为扩展模块的输入信号的时间戳信息；所述辅助驾驶模块的输入信号在原有接收时间的基础上减去修正时间Δt14作为辅助驾驶模块的输入信号的时间戳信息；
所述第一CPU同步策略包括CPU修正时间和ECU修正时间，所述第一CPU同步策略包括将其接收到来自所述OBU模块的输出检测信号发送至时钟模块，定义所述时钟模块接收到第一CPU模块发送的输出检测信号的时间为接收时间t2；定义所述OBU模块自接收信号至将信号传输至第一CPU模块的时间为CPU修正时间，所述第一CPU同步策略还包括将所述第一CPU模块接收到的来自所述OBU模块的输入信号在原有接收时间的基础上减去CPU修正时间作为第一CPU模块接收到的来自OBU模块的输入信号的时间戳信息；
所述第一CPU同步策略还包括第一CPU模块将其接收到来自所述OBU模块的输出检测信号发送至所述交换模块，通过交换模块将所述输出检测信号发送至MCU管理模块，所述MCU管理模块将所述输出检测信号发送至汽车ECU控制单元的输入端，汽车ECU控制单元将输出检测信号经过处理后通过汽车ECU控制单元的输出端将经过处理的输出检测信号传送至所述MCU管理模块，定义所述MCU管理模块接收来自所述汽车ECU控制单元经过处理的输出检测信号的时间为接收时间t4，定义所述OBU模块自接收信号至将信号传输至ECU控制单元的时间为ECU修正时间，所述第一CPU同步策略还包括将所述ECU控制单元接收到的来自所述OBU模块的输入信号在原有接收时间的基础上减去ECU修正时间作为ECU控制单元接收到的来自OBU模块的输入信号的时间戳信息。
2.根据权利要求1所述的一种车载多域控制器，其特征在于：所述OBU模块包括GPS惯导系统、WIFI/蓝牙系统和V2X信息交换系统，所述GPS惯导系统用于进行车载导航，所述WIFI/蓝牙系统用于提供无线传输路径，所述V2X信息交换系统用于与交通控制系统进行信息交互；所述CPLD模块通过第一功能块向GPS惯导系统发送时钟同步检测信号，CPLD模块通过第二功能块向WIFI/蓝牙系统发送时钟同步检测信号，CPLD模块通过第三功能块向V2X信息交换系统发送时钟同步检测信号，所述第一功能块的传输时延记为Δt1，第二功能块的传输时延记为Δt2，第三功能块的传输时延记为Δt3；
定义GPS惯导系统的CPU修正时间T1＝t2-t1-Δt1,定义WIFI/蓝牙系统的CPU修正时间T2＝t2-t1-Δt2,定义V2X信息交换系统的CPU修正时间T3＝t2-t1-Δt3；
定义GPS惯导系统的ECU修正时间T11＝t4-t1-Δt1,定义WIFI/蓝牙系统的ECU修正时间T12＝t4-t1-Δt2,定义V2X信息交换系统的ECU修正时间T13＝t4-t1-Δt3。
3.根据权利要求2所述的一种车载多域控制器，其特征在于：所述车载娱乐模块包括九轴传感器和娱乐系统，所述九轴传感器用于获取所述控制板卡的位置和加速度信息，所述娱乐系统用于连接音视频设备和游戏设备；所述CPLD模块通过第四功能块向九轴传感器发送时钟同步检测信号，CPLD模块通过第五功能块向娱乐系统发送时钟同步检测信号，所述第四功能块的传输时延记为Δt4，第五功能块的传输时延记为Δt5，定义九轴传感器的第四修正时间T4＝t3-t1-Δt4,定义娱乐系统的第五修正时间T5＝t3-t1-Δt5。
4.根据权利要求3所述的一种车载多域控制器，其特征在于：所述辅助驾驶模块包括摄像头接口和CAN/LIN接口，所述摄像头接口用于连接外部摄像设备，所述CAN/LIN接口用于提供数据通信连接接口；所述CPLD模块通过第六功能块向摄像头接口发送时钟同步检测信号，CPLD模块通过第七功能块向CAN/LIN接口发送时钟同步检测信号，所述第六功能块的传输时延记为Δt6，第七功能块的传输时延记为Δt7，定义摄像头接口的第六修正时间T7＝t3-t1-Δt6,定义CAN/LIN接口的第七修正时间T7＝t3-t1-Δt7。
5.根据权利要求1所述的一种车载多域控制器，其特征在于：所述扩展模块包括T1接口和扩展接口，所述T1接口用于连接外部传感器，所述扩展接口用于与另一个的控制板卡的扩展接口相连接以实现控制板卡之间的级联。
6.根据权利要求5所述的一种车载多域控制器，其特征在于：所述CPLD模块通过第八功能块向T1接口发送时钟同步检测信号，所述第八功能块的传输时延记为Δt8，定义T1接口的第八修正时间T8＝t3-t1-Δt7。
7.根据权利要求6所述的一种车载多域控制器，其特征在于：所述第一CPU模块和第二CPU模块之间通过PCIE总线通讯连接，用于进行实时的数据交互以实现数据的备份，所述第一CPU模块包括第一备用存储区，用于存储所述第二CPU模块通过所述PCIE总线传送至第一CPU模块的备份数据，所述第二CPU模块包括第二备用存储区，用于存储所述第一CPU模块通过所述PCIE总线传送至第二CPU模块的备份数据。
8.根据权利要求7所述的一种车载多域控制器，其特征在于：所述第一CPU模块包括第一备用存储区，用于存储所述第二CPU模块传送至第一CPU模块的备份数据，所述第二CPU模块包括第二备用存储区，用于存储所述第一CPU模块传送至第二CPU模块的备份数据，所述MCU管理模块配置有同步策略，所述同步策略包括预设的数据交换周期，每间隔一次数据交换周期，MCU管理模块控制第一CPU模块和第二CPU模块通过交换模块进行一次数据交换备份。
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