CN113110160B - 域控制器的时间同步方法、装置、域控制器和存储介质 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及一种域控制器的时间同步方法、装置、域控制器和存储介质。其中，域控制器装载于车辆中，包括多个系统级芯片以及微控制单元；多个系统级芯片以及微控制单元分别通过控制器局域网络总线通信连接，并分别通过以太网通信连接至交换机，交换机具有对外的以太网接口；多个系统级芯片当中的主系统级芯片具有对外的通用异步收发传输器/秒脉冲接口；并且微控制单元具有对外的FlexRay接口；对该域控制器的时间同步方法包括：在车辆的正常工作阶段，使域控制器通过通用异步收发传输器/秒脉冲接口从外部器件接受授时、经由交换机通过以太网接口从外部器件接受授时或者通过FlexRay接口从外部器件接受授时。采用本方法能够提升域控制器时间同步的可拓展性。

Description

域控制器的时间同步方法、装置、域控制器和存储介质
技术领域
本申请涉及车载电子技术领域，特别是涉及一种域控制器的时间同步方法、装置、域控制器和存储介质。
背景技术
随着自动驾驶技术的飞速发展，汽车电子电气架构由传统的分布式电子控制单元(Electronic Control Unit，ECU)演进为集中式的中央控制器或域控制器。域控制器可以实现智能驾驶或自动驾驶的感知、规划、定位、决策等任务，并完成车辆的实时控制，这要求域控制器不仅需要具备强大的算力，还应确保所有任务执行的功能安全。但通常能提供大算力的系统级芯片(System-on-a-Chip，SOC)，无法从硬件到软件均全部满足ASIL-D安全等级要求，因此，通常域控制器由多个处理器组成，包括一片或多片车规级系统级芯片以及一片符合ASIL-D安全等级要求的微控制单元(Microcontroller Unit，MCU)。其中，系统级芯片提供算力支持，微控制单元负责域控制器的系统控制，并与车辆底盘通信实现车辆的控制。
域控制器内部的多个处理器之间，必须进行高精度的时间同步，以协作完成自动驾驶任务。通常，域控制器内所有通信的延迟不得超过1ms，因此域控制器内部的时间同步精度也应在1ms以下。域控制器通常还需要接入车载单元(On board Unit，OBU)或车载Telematics BOX(T-Box)等设备与云服务或道路设施通信，因此还需要通过全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System，GNSS)接收机实现卫星授时，以将时间同步到外部绝对时间，如协调世界时(Universal Time Coordinated，UTC)时间。此外，一些传感器，如相机、激光雷达、毫米波雷达等，均需要域控制器对其授时。
在传统车辆电子电气架构上，可以使用FlexRay总线实现电子控制单元时间的同步。目前在智能车辆上，以单一的时间同步方案最为常见。这些方法只适用于对某个单一的电子控制单元或组件进行时间同步，可拓展性较差，无法满足当前自动驾驶域控制器多样化的时间同步需求。
发明内容
基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够提升域控制器时间同步的多样性和可拓展性的域控制器的时间同步方法、装置、域控制器和存储介质。
在一方面，提供一种域控制器的时间同步方法，该域控制器装载于车辆中，域控制器包括多个系统级芯片以及微控制单元；多个系统级芯片以及微控制单元分别通过控制器局域网络总线通信连接，并分别通过以太网通信连接至交换机，交换机具有对外的以太网接口；多个系统级芯片当中的主系统级芯片具有对外的通用异步收发传输器/秒脉冲接口；并且微控制单元具有对外的FlexRay接口；
域控制器的时间同步方法包括：
在车辆的正常工作阶段，使域控制器执行如下任一步骤以接受授时：
·通过通用异步收发传输器/秒脉冲接口从外部器件接受授时；
·经由交换机通过以太网接口从外部器件接受授时；
·通过FlexRay接口从外部器件接受授时。
在一个实施例中，通过通用异步收发传输器/秒脉冲接口从外部器件接受授时，包括：主系统级芯片通过通用异步收发传输器/秒脉冲接口通信连接至全球导航卫星系统授时源，从全球导航卫星系统授时源接收秒脉冲和协调世界时，并利用秒脉冲和协调世界时将主系统级芯片时间同步至协调世界时；将已时间同步的主系统级芯片作为域控制器的内部局域网中精确时钟同步协议的主时钟，将多个系统级芯片当中除了主系统级芯片之外的其余系统级芯片以及微控制单元作为精确时钟同步协议的从时钟，对其余系统级芯片以及微控制单元执行精确时钟同步协议时间同步至主系统级芯片的时间；当微控制单元完成精确时钟同步协议时间同步后，更新微控制单元内部的实时时钟时间至主系统级芯片的时间，并停止在控制器局域网络总线上广播微控制单元的时间报文。
在一个实施例中，经由交换机通过以太网接口从外部器件接受授时，包括：域控制器经由交换机通过以太网接口通信连接至外部时钟源，将外部时钟源作为精确时钟同步协议的主时钟，将域控制器的多个系统级芯片以及微控制单元作为精确时钟同步协议的从时钟，对域控制器的多个系统级芯片以及微控制单元执行精确时钟同步协议时间同步至主系统级芯片的时间；当微控制单元完成精确时钟同步协议时间同步后，更新微控制单元内部的实时时钟时间至主系统级芯片的时间，并停止在控制器局域网络总线上广播微控制单元的时间报文。
在一个实施例中，通过FlexRay接口从外部器件接受授时，包括：微控制单元经由FlexRay接口、通过FlexRay总线连接至车辆的FlexRay总线，将微控制单元通过FlexRay时间同步到车辆FlexRay总线连接的车辆器件的时间；当微控制单元完成FlexRay时间同步后，更新微控制单元内部的实时时钟时间至车辆器件的时间，并停止在控制器局域网络总线总线上广播微控制单元的时间报文；将微控制单元作为域控制器的内部局域网的精确时钟同步协议的主时钟，将多个系统级芯片作为精确时钟同步协议的从时钟，对多个系统级芯片执行精确时钟同步协议时间同步至微控制单元的时间。
在一个实施例中，域控制器的时间同步方法还包括：在车辆的正常工作阶段，在域控制器接受授时之后，使域控制器执行如下任意一个或多个步骤以向一个或多个外部器件提供授时：
·通过通用异步收发传输器/秒脉冲接口向外部器件提供授时；
·经由交换机通过所述以太网接口向外部器件提供授时；
·通过FlexRay接口向外部器件提供授时。
在一个实施例中，在车辆的正常工作阶段之前的车辆的启动阶段，方法还包括：通过车辆的控制器局域网络总线唤醒报文，唤醒处于休眠状态的微控制单元，以使微控制单元进入正常工作状态；微控制单元使能多个系统级芯片中的每个系统级芯片以使每个系统级芯片被供电并被复位，并在控制器局域网络总线上广播根据微控制单元的实时时钟的时间计数生成的微控制单元的时间报文；各个系统级芯片被复位后，利用控制器局域网络总线总线上广播的微控制单元的时间报文将各个系统级芯片初步时间同步至微控制单元的时间。
在一个实施例中，各个系统级芯片被复位后，利用控制器局域网络总线上广播微控制单元的时间报文将各个系统级芯片初步时间同步至微控制单元的时间包括：各个系统级芯片被复位后，各个系统级芯片中的安全岛处理器启动，安全岛处理器通过控制器局域网络总线接收微控制单元的时间报文，以读取最新的初始化时间，并将安全岛处理器自身的时间修正至最新的初始化时间；各个系统级芯片中安全岛处理器启动安全岛处理器所在的系统级芯片中的通用处理器；各个通用处理器在其嵌入式系统的启动阶段，通过核间通信方式请求通用处理器所在的系统级芯片中的安全岛处理器的当前时间，并将通用处理器的嵌入式系统的时间同步至安全岛处理器的当前时间。
在一个实施例中，域控制器的时间同步方法还包括：各个通用处理器在其嵌入式系统的启动阶段，利用请求到的安全岛处理器的当前时间来记录启动阶段的启动日志。
在一个实施例中，在车辆的启动阶段之前的车辆的停止工作阶段，微控制单元连接至车辆的电源并保持通电，系统级芯片处于关电状态，微控制单元处于休眠状态，微控制单元的实时时钟在休眠状态下维持时间计数。
在另一方面，提供一种域控制器的时间同步装置，用于执行域控制器的时间同步，域控制器装载于车辆中，域控制器包括多个系统级芯片以及微控制单元；多个系统级芯片以及微控制单元分别通过控制器局域网络总线通信连接，并分别通过以太网通信连接至交换机，交换机具有对外的以太网接口；多个系统级芯片当中的主系统级芯片具有对外的通用异步收发传输器/秒脉冲接口；并且微控制单元具有对外的FlexRay接口；
域控制器的时间同步装置包括：
授时接受模块，用于在车辆的正常工作阶段，使域控制器选择执行如下任一步骤以接受授时：
·通过通用异步收发传输器/秒脉冲接口从外部器件接受授时；
·经由交换机通过以太网接口从外部器件接受授时；
·通过FlexRay接口从外部器件接受授时。
在另一方面，提供一种域控制器，域控制器装载于车辆中，域控制器包括多个系统级芯片以及微控制单元；多个系统级芯片以及微控制单元分别通过控制器局域网络总线通信连接，并分别通过以太网通信连接至交换机，交换机具有对外的以太网接口；多个系统级芯片当中的主系统级芯片具有对外的通用异步收发传输器/秒脉冲接口；并且微控制单元具有对外的FlexRay接口；
域控制器执行如下步骤：
在车辆的正常工作阶段，使域控制器选择执行如下任一步骤以接受授时：
·通过通用异步收发传输器/秒脉冲接口从外部器件接受授时；
·经由交换机通过以太网接口从外部器件接受授时；
·通过FlexRay接口从外部器件接受授时。
在另一方面，提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：
在车辆的正常工作阶段，使域控制器选择执行如下任一步骤以接受授时：
·通过通用异步收发传输器/秒脉冲接口从外部器件接受授时；
·经由交换机通过以太网接口从外部器件接受授时；
·通过FlexRay接口从外部器件接受授时。
上述域控制器的时间同步方法、装置、计算机设备和存储介质，域控制器装载于车辆中，域控制器连接有对外的以太网接口、通用异步收发传输器/秒脉冲接口和FlexRay接口等多种接口。在对域控制器进行时间同步时，可以根据实际需求选用其中任意一种接口并通过执行该接口类型对应的时间同步步骤接受外部授时以完成对该域控制器的时间同步。如此，车辆中的多个域控制器之间，或者域控制器与车辆其他部件之间，可以通过域控制器提供的多种接口灵活地级联连接以彼此授时，从而有效提升了域控制器时间同步的多样性以及可拓展性。
附图说明
图1为一个实施例中域控制器的结构示意图；
图2为一个实施例中车辆的不同阶段的示意图；
图3为一个实施例中域控制器的时间同步方法的流程示意图；
图4为另一个实施例中域控制器的时间同步方法的流程示意图；
图5为又一个实施例中域控制器的时间同步方法的流程示意图；
图6为一个实施例中域控制器的时间同步装置的结构框图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
本申请提供的域控制器的时间同步方法，可以应用于对如图1所示的域控制器100执行时间同步。该域控制器100装载于车辆中。域控制器100包括多个系统级芯片(System-on-a-Chip，SOC)110(如图1中所示的SOC-0、SOC-1、……、SOC-N)以及微控制单元(Microcontroller Unit，MCU)120。该多个系统级芯片110以及微控制单元120分别通过控制器局域网络(Controller Area Network，CAN)总线通信连接，并分别通过以太网通信连接至交换机130，交换机130具有对外的以太网接口140。可以理解，交换机130可以包含于域控制器100之内，或者位于域控制器100之外。多个系统级芯片110当中的主系统级芯片(SOC-0)111具有对外的通用异步收发传输器(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter，UART)/秒脉冲(Pulse Per Second，PPS)接口150。微控制单元120具有对外的FlexRay接口160。
其中，域控制器110内的PHY芯片和交换机芯片支持IEEE 1588v2。系统级芯片110可以是车规级系统级芯片，示例地可以是黑芝麻智能科技推出的BST A1000芯片，提供的以太网千兆网媒体访问控制(GMAC)支持IEEE 1588v2协议，具备安全岛功能，具有多核通用处理器和一个安全岛处理器。微控制单元120可以是车规级ASIL-D微控制单元芯片，提供的以太网GMAC支持IEEE 1588v2协议，提供FlexRay接口，支持在休眠状态下保持实时时钟(Real_Time Clock，RTC)的时间计数。
本申请提供的域控制器的时间同步方法，如图2所示，可以执行于以下三个不同阶段：车辆的停止工作阶段s10、车辆的停止工作阶段s10之后的车辆的启动阶段s20，以及在车辆的启动阶段s20之后的车辆的正常工作阶段s30。可以理解，如果在车辆正常工作阶段s30中车辆停止工作，则车辆再次进入停止工作阶段s10。
在一个实施例中，如图3所示，提供了一种域控制器的时间同步方法，包括：步骤S300，在车辆的正常工作阶段s30，使域控制器执行如下任一步骤以接受授时：
·步骤S310，通过通用异步收发传输器/秒脉冲接口从外部器件接受授时；
·步骤S320，经由交换机通过以太网接口从外部器件接受授时；
·步骤S330，通过FlexRay接口从外部器件接受授时。
其中，在本申请各个实施例中，域控制器的外部器件是指该域控制器之外的器件，该器件可以是车辆内部的其他器件或车辆外部的设备，例如车辆内的其他域控制器、其它电子控制单元或各种传感器等，或车辆外部的其他设备、车辆等。
上述域控制器的时间同步方法，域控制器装载于车辆中，域控制器连接有对外的以太网接口、通用异步收发传输器/秒脉冲接口和FlexRay接口等多种接口。在对域控制器进行时间同步时，可以根据实际需求选用其中任意一种接口并通过执行该接口类型对应的时间同步步骤接受外部授时以完成对该域控制器的时间同步。如此，车辆中的多个域控制器之间，或者域控制器与车辆其他部件之间，可以通过域控制器提供的多种接口灵活地级联连接以彼此授时，从而有效提升了域控制器时间同步的多样性以及可拓展性，可以满足自动驾驶域控制器多个系统级芯片、微控制单元和多路传感器的时间同步的需求。
车辆正常工作阶段s30中，各个系统级芯片以及微控制单元内部的实时时钟时间被实时更新至外部器件的时间，而如果在车辆正常工作阶段s30中车辆停止工作进入车辆的停止工作阶段s10，各个系统级芯片会进入关电状态，而微控制器单元内部的实时时钟会以当前最新的更新时间为基础继续保持时钟计数，以备在下一周期的车辆启动阶段提供在控制器局域网络总线上广播的时间报文。
在一个实施例中，步骤S310中的外部器件为全球导航卫星系统授时源，步骤S310中使域控制器通过通用异步收发传输器/秒脉冲接口从外部器件接受授时，包括：主系统级芯片通过通用异步收发传输器/秒脉冲接口通信连接至全球导航卫星系统授时源，从全球导航卫星系统授时源接收秒脉冲和协调世界时，并利用秒脉冲和协调世界时将主系统级芯片时间同步至协调世界时；将已时间同步的主系统级芯片作为域控制器的内部局域网中精确时钟同步协议的主时钟(Grand Master)，将多个系统级芯片当中除了主系统级芯片之外的其余系统级芯片以及微控制单元作为精确时钟同步协议的从时钟，对其余系统级芯片以及微控制单元执行精确时钟同步协议时间同步至主系统级芯片的时间；当微控制单元完成精确时钟同步协议时间同步后，更新微控制单元内部的实时时钟时间至主系统级芯片的时间，并停止在控制器局域网络总线上广播微控制单元的时间报文。
其中，全球导航卫星系统授时源是提供全球导航卫星系统授时所需的秒脉冲和协调世界时的器件，该器件可以是车辆内部和/或外部的装置，例如，全球导航卫星系统授时源可以是全球导航卫星系统接收机，该全球导航卫星系统接收机从全球导航卫星系统接收信号，并向本级域控制器提供秒脉冲和协调世界时；或者，全球导航卫星系统授时源也可以是该车辆内的上级域控制器或车辆的其他部件，该上级域控制器或其他部件充当全球导航卫星系统授时服务器以向本级域控制器提供秒脉冲和协调世界时。
在一个实施例中，步骤S320中的外部器件可以是该域控制器外部的外部时钟源，步骤S320中使域控制器经由交换机通过以太网接口从外部器件接受授时，包括：域控制器经由交换机通过以太网接口通信连接至外部时钟源，将外部时钟源作为精确时钟同步协议的主时钟，将域控制器的多个系统级芯片以及微控制单元作为精确时钟同步协议的从时钟，对域控制器的多个系统级芯片以及微控制单元执行精确时钟同步协议时间同步至主系统级芯片的时间；当微控制单元完成精确时钟同步协议时间同步后，更新微控制单元内部的实时时钟时间至主系统级芯片的时间，并停止在控制器局域网络总线上广播微控制单元的时间报文。
其中，该外部时钟源，作为域控制器的外部器件，是作为精确时钟同步协议的主时钟来提供时钟同步信号的器件，该器件可以是车辆内部和/或外部的装置，例如可以是车辆内的上一级域控制器或车辆的其他部件，或者是车辆外部的授时设备或授时服务器等。
在一个实施例中，步骤S330中使域控制器通过FlexRay接口接受授时，包括：微控制单元经由FlexRay接口、通过FlexRay总线连接至车辆的FlexRay总线，将微控制单元通过FlexRay时间同步到车辆FlexRay总线连接的车辆器件的时间；当微控制单元完成FlexRay时间同步后，更新微控制单元内部的实时时钟时间至车辆器件的时间，并停止在控制器局域网络总线上广播微控制单元的时间报文；将微控制单元作为域控制器的内部局域网的精确时钟同步协议的主时钟，将多个系统级芯片作为精确时钟同步协议的从时钟，对多个系统级芯片执行精确时钟同步协议时间同步至微控制单元的时间。
其中，车辆器件是向域控制器提供用于FlexRay时间同步的时钟同步信号的车辆内部器件，例如可以是车辆底盘或车身作为主时钟的电子控制单元等。
在一个实施例中，如图4所示，域控制器的时间同步方法还可以包括使域控制器向外提供授时的步骤，该使域控制器向外提供授时的步骤包括：
步骤S400，在车辆的正常工作阶段s30，在域控制器通过执行如上步骤S310、S320和S330中任一者以接受授时，完成了自身的时间同步之后，使域控制器执行如下任意一个或多个步骤以向一个或多个外部器件提供授时：
·步骤S410，通过通用异步收发传输器/秒脉冲接口向外部器件提供授时；
在用于算力拓展的级联场景下，本级控制器完成时间同步后，本级控制器的其中一个处理器(例如可以选择SOC-0 110)可以充当全球导航卫星系统授时源，通过步骤S410通过通用异步收发传输器/秒脉冲对外部器件输出秒脉冲和协调世界时以对外部器件授时；相应地，该外部器件执行步骤S320以通过通用异步收发传输器/秒脉冲从本级域控制器接受授时。
·步骤S420，经由交换机通过所述以太网接口向外部器件提供授时；
其中，当通过步骤S420通过以太网对外部器件授时，本级域控制器中包括的多个系统级芯片110以及微控制单元120中需要有其中一个处理器充当精确时钟同步协议(Precision Time Protocol，PTP)时间同步的主时钟(例如可以选择SOC-0 110作为精确时钟同步协议时间同步的主时钟)，外部器件的各个子部件作为精确时钟同步协议时间同步的从时钟，以向外部器件提供精确时钟同步协议时间同步服务；相应地，该外部器件执行步骤S320以从本级域控制器接受授时。
·步骤S430，通过FlexRay接口向外部器件提供授时。
其中，当通过步骤S430通过FlexRay接口向外部器件提供授时，本级域控制器中包括的多个系统级芯片110以及微控制单元120中需要有其中一个处理器充当FlexRay总线连接的车辆器件，通过FlexRay总线发送FlexRay的时钟同步信号至外部器件，以向外部器件提供FlexRay时间同步服务；相应地，该外部器件执行步骤S330以从本级域控制器接受授时。
在本实施例中，在域控制器完成了自身的时间同步之后，还可以通过以太网接口、通用异步收发传输器/秒脉冲接口和FlexRay接口中的一个或多个接口对一个或多个外部器件(例如下一级域控制器、车辆传感器等车辆其他部件或车辆外部的设备等)提供授时。如此，车辆中的多个域控制器之间，域控制器与车辆的其他器件之间可以根据需要通过合适类型的接口任意级联，以从上一级部件向下一级部件逐级授时，从而可以灵活地完成车辆中各个部件之间的授时。
在一个实施例中，如图5所示，在车辆的正常工作阶段s30之前的车辆的启动阶段s20，域控制器的时间同步方法还包括：
S210，通过车辆的控制器局域网络总线唤醒报文，唤醒处于休眠状态的微控制单元，以使微控制单元进入正常工作状态；
其中，在车辆的停止工作阶段s10，处于休眠状态中的微控制单元的实时时钟维持时间计数。
S220，微控制单元使能多个系统级芯片中的每个系统级芯片以使每个系统级芯片被供电并被复位，并在控制器局域网络总线上广播根据微控制单元的实时时钟的时间计数生成的微控制单元的时间报文；
S230，各个系统级芯片被复位后，利用控制器局域网络总线上广播的微控制单元的时间报文将各个系统级芯片初步时间同步至微控制单元的时间。
在本实施例中，在车辆启动阶段之前，微控制单元处于休眠状态并保持时间计数，在车辆的启动阶段中，可以通过唤醒微控制单元，继而唤醒各个系统级芯片，利用微控制单元的实时时钟来对各个系统级芯片执行初步时间同步，从而无需为了向系统级芯片提供初始时间而为系统级芯片外挂RTC芯片和电池，无需更换电池，有效降低装置成本，提高使用便捷性。
在一个实施例中，每个系统级芯片包括安全岛处理器和通用处理器，步骤S230中各个系统级芯片被复位后，利用控制器局域网络总线上广播微控制单元的时间报文将各个系统级芯片初步时间同步至微控制单元的时间包括：各个系统级芯片被复位后，各个系统级芯片中的安全岛处理器启动，安全岛处理器通过控制器局域网络总线接收微控制单元的时间报文，以读取最新的初始化时间，并将安全岛处理器自身的时间修正至最新的初始化时间；各个系统级芯片中安全岛处理器启动安全岛处理器所在的系统级芯片中的通用处理器；各个通用处理器在其嵌入式系统的启动阶段，通过核间通信方式请求通用处理器所在的系统级芯片中的安全岛处理器的当前时间，并将通用处理器的嵌入式系统的时间同步至安全岛处理器的当前时间。
其中，相较于通用处理器，系统级芯片的安全岛处理器和运行在安全岛处理器上的软件能达到更高的安全级别，独立于通用处理器，可以用于车规的功能安全控制和信息安全。
在一个实施例中，域控制器的时间同步方法还包括：各个通用处理器在其嵌入式系统的启动阶段，利用请求到的安全岛处理器的当前时间来记录启动阶段的启动日志。
否则，嵌入式系统在未同步状态下，其时间为镜像打包时间或默认初始时间(例如1970年1月1日)。
在本实施例中，通用处理器上的操作系统启动日志，通过操作系统的persistency软件模块，将日志数据存放在芯片外挂的eMMC上。在嵌入式系统启动阶段为嵌入式系统授时，可以把启动阶段的启动日志的时间对应到当前时间上，而不是所有的启动阶段的启动日志都记录在镜像打包时间或默认初始时间。将启动日志的时间对应到当前时间，当芯片启动发生故障时，可以找到故障发生时刻的准确时间以有效分析故障原因。
在一个实施例中，在车辆的启动阶段S20之前的车辆的停止工作阶段S10，微控制单元连接至车辆的电源并保持通电，系统级芯片处于关电状态，微控制单元处于休眠状态，微控制单元的实时时钟在休眠状态下维持时间计数。
在本实施例中，通过使微控制单元的实时时钟在休眠状态下维持时间计数，从而便于在车辆启动阶段S20，利用微控制单元的实时时钟，在域控制器内部控制器局域网络总线上广播微控制单元的时间报文，以向域控制器提供初步的时间同步。
应该理解的是，虽然图2-5的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，图2-5中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
在一个实施例中，如图6所示，提供一种域控制器的时间同步装置600，该域控制器的时间同步装置600可以包含于域控制器100中，用于执行域控制器100的时间同步。该域控制器100装载于车辆中，域控制器100包括多个系统级芯片110以及微控制单元120；多个系统级芯片110以及微控制单元120分别通过控制器局域网络总线通信连接，并分别通过以太网通信连接至交换机130，交换机130具有对外的以太网接口140；多个系统级芯片110当中的主系统级芯片111具有对外的通用异步收发传输器/秒脉冲接口150；并且微控制单元120具有对外的FlexRay接口160。
域控制器的时间同步装置600包括：
授时接受模块610，用于在车辆的正常工作阶段，使域控制器执行如下任一步骤以接受授时：
·通过通用异步收发传输器/秒脉冲接口从外部器件接受授时；
·经由交换机通过以太网接口从外部器件接受授时；
·通过FlexRay接口从外部器件接受授时。
在一个实施例中，授时接受模块610在用于使域控制器通过通用异步收发传输器/秒脉冲接口从外部器件接受授时，进一步用于使得：主系统级芯片通过通用异步收发传输器/秒脉冲接口通信连接至全球导航卫星系统授时源，从全球导航卫星系统授时源接收秒脉冲和协调世界时，并利用秒脉冲和协调世界时将主系统级芯片时间同步至协调世界时；将已时间同步的主系统级芯片作为域控制器的内部局域网中精确时钟同步协议的主时钟，将多个系统级芯片当中除了主系统级芯片之外的其余系统级芯片以及微控制单元作为精确时钟同步协议的从时钟，对其余系统级芯片以及微控制单元执行精确时钟同步协议时间同步至主系统级芯片的时间；当微控制单元完成精确时钟同步协议时间同步后，更新微控制单元内部的实时时钟时间至主系统级芯片的时间，并停止在控制器局域网络总线上广播微控制单元的时间报文。
在一个实施例中，授时接受模块610在用于使域控制器经由交换机通过以太网接口从外部器件接受授时，进一步用于使：域控制器经由交换机通过以太网接口通信连接至外部时钟源，将外部时钟源作为精确时钟同步协议的主时钟，将域控制器的多个系统级芯片以及微控制单元作为精确时钟同步协议的从时钟，对域控制器的多个系统级芯片以及微控制单元执行精确时钟同步协议时间同步至主系统级芯片的时间；当微控制单元完成精确时钟同步协议时间同步后，更新微控制单元内部的实时时钟时间至主系统级芯片的时间，并停止在控制器局域网络总线上广播微控制单元的时间报文。
在一个实施例中，授时接受模块610在用于使域控制器通过FlexRay接口从外部器件接受授时，进一步用于使：微控制单元经由FlexRay接口、通过FlexRay总线连接至车辆的FlexRay总线，将微控制单元通过FlexRay时间同步到车辆FlexRay总线连接的车辆器件的时间；当微控制单元完成FlexRay时间同步后，更新微控制单元内部的实时时钟时间至车辆器件的时间，并停止在控制器局域网络总线上广播微控制单元的时间报文；将微控制单元作为域控制器的内部局域网的精确时钟同步协议的主时钟，将多个系统级芯片作为精确时钟同步协议的从时钟，对多个系统级芯片执行精确时钟同步协议时间同步至微控制单元的时间。
在一个实施例中，域控制器的时间同步装置600还包括授时发送模块620，用于在车辆的正常工作阶段，在域控制器接受授时之后，使域控制器执行如下任意一个或多个步骤以向一个或多个外部器件提供授时：
·通过通用异步收发传输器/秒脉冲接口向外部器件提供授时；
·经由交换机通过所述以太网接口向外部器件提供授时；
·通过FlexRay接口向外部器件提供授时。
在一个实施例中，域控制器的时间同步装置600还包括初步时间同步模块630，用于在车辆的正常工作阶段之前的车辆的启动阶段，通过车辆的控制器局域网络总线唤醒报文，唤醒处于休眠状态的微控制单元，以使微控制单元进入正常工作状态；微控制单元使能多个系统级芯片中的每个系统级芯片以使每个系统级芯片被供电并被复位，并在控制器局域网络总线上广播根据微控制单元的实时时钟的时间计数生成的微控制单元的时间报文；各个系统级芯片被复位后，利用控制器局域网络总线上广播的微控制单元的时间报文将各个系统级芯片初步时间同步至微控制单元的时间。
在一个实施例中，初步时间同步模块630在用于各个系统级芯片被复位后，利用控制器局域网络总线上广播微控制单元的时间报文将各个系统级芯片初步时间同步至微控制单元的时间时，进一步用于使得：各个系统级芯片被复位后，各个系统级芯片中的安全岛处理器启动，安全岛处理器通过控制器局域网络总线接收微控制单元的时间报文，以读取最新的初始化时间，并将安全岛处理器自身的时间修正至最新的初始化时间；各个系统级芯片中安全岛处理器启动安全岛处理器所在的系统级芯片中的通用处理器；各个通用处理器在其嵌入式系统的启动阶段，通过核间通信方式请求通用处理器所在的系统级芯片中的安全岛处理器的当前时间，并将通用处理器的嵌入式系统的时间同步至安全岛处理器的当前时间。
在一个实施例中，初步时间同步模块630还用于使得：各个通用处理器在其嵌入式系统的启动阶段，利用请求到的安全岛处理器的当前时间来记录启动阶段的启动日志。
在一个实施例中，域控制器的时间同步装置600还包括休眠模块640，用于在车辆的启动阶段之前的车辆的停止工作阶段，使得微控制单元连接至车辆的电源并保持通电，系统级芯片处于关电状态，微控制单元处于休眠状态，微控制单元的实时时钟在休眠状态下维持时间计数。
关于域控制器的时间同步装置600的具体限定可以参见上文中对于域控制器的时间同步方法的限定，在此不再赘述。上述域控制器的时间同步装置600中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
在一个实施例中，如图1所示，提供一种域控制器100，该域控制器100装载于车辆中，域控制器100包括多个系统级芯片110以及微控制单元120；多个系统级芯片110以及微控制单元120分别通过控制器局域网络总线通信连接，并分别通过以太网通信连接至交换机130，交换机130具有对外的以太网接口140；多个系统级芯片110当中的主系统级芯片111具有对外的通用异步收发传输器/秒脉冲接口150；并且微控制单元120具有对外的FlexRay接口160。
域控制器100执行如下步骤：
在车辆的正常工作阶段，使域控制器100执行如下任一步骤以接受授时：
·通过通用异步收发传输器/秒脉冲接口从外部器件接受授时；
·经由交换机通过以太网接口从外部器件接受授时；
·通过FlexRay接口从外部器件接受授时。
在其他实施例中，域控制器还执行如上任意实施例的域控制器的同步方法的步骤，并具有相应的有益效果。
在一个实施例中，还提供一种车辆的时间同步系统，该车辆的时间同步系统装载于车辆中，该车辆的时间同步系统包括彼此级联的多个域控制器；
该多个域控制器中的每个域控制器可以是如上任意实施例的域控制器；
在车辆的正常工作阶段，在所述多个域控制器当中，每个域控制器通过其通用异步收发传输器/秒脉冲接口、以太网接口和FlexRay接口中的一个主接口向上级联有一个域控制器或车辆器件，并从该域控制器或车辆器件接收授时，并且所述每个域控制器可以通过其通用异步收发传输器/秒脉冲接口、以太网接口和FlexRay接口中的除了主接口之外的其他接口向下级联有一个或多个域控制器和/或车辆器件，并向该一个或多个域控制器和/或车辆器件提供授时，以完成所有所述多个域控制器以及一个或多个车辆器件的时间同步。
其中，可以理解，彼此级联的两个域控制器之间可以直接级联，或通过两者之间存在的不是域控制器的车辆器件间接级联。
在本实施例中，在车辆装配阶段，研发人员可以利用域控制器具有的多种接口，将多个域控制器以及一个或多个车辆器件灵活地依照预定的结构彼此级联构成同步网络，如此，在车辆使用过程中，在车辆的正常工作阶段，同步网络中的各个域控制器和车辆器件之间可以依照该预定的结构逐级授时以完成同步网络中所有域控制器和车辆器件的时间同步。该同步网络的结构可以根据实际需要灵活设计，有效提升了对车辆中器件时间同步的可拓展性。
在一个实施例中，提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，存储器中存储有计算机程序，该处理器执行计算机程序时实现以下步骤：
在车辆的正常工作阶段，使域控制器执行如下任一步骤以接受授时：
·通过通用异步收发传输器/秒脉冲接口从外部器件接受授时；
·经由交换机通过以太网接口从外部器件接受授时；
·通过FlexRay接口从外部器件接受授时。
在其他实施例中，处理器执行计算机程序时还实现如上任意实施例的域控制器的时间同步方法的步骤，并具有相应的有益效果。
在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：
在车辆的正常工作阶段，使域控制器执行如下任一步骤以接受授时：
·通过通用异步收发传输器/秒脉冲接口从外部器件接受授时；
·经由交换机通过以太网接口从外部器件接受授时；
·通过FlexRay接口从外部器件接受授时。
在其他实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现如上任意实施例的域控制器的时间同步方法的步骤，并具有相应的有益效果。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(RAM)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM以多种形式可得，诸如静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据率SDRAM(DDRSDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链路(Synchlink)DRAM(SLDRAM)、存储器总线(Rambus)直接RAM(RDRAM)、直接存储器总线动态RAM(DRDRAM)、以及存储器总线动态RAM(RDRAM)等。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种域控制器的时间同步方法，其特征在于，应用于车辆的时间同步系统中，所述车辆的时间同步系统装载于车辆中，所述车辆的时间同步系统包括彼此级联的多个域控制器；
其中，所述多个域控制器中的每个域控制器包括多个系统级芯片以及微控制单元；所述多个系统级芯片以及所述微控制单元分别通过控制器局域网络总线通信连接，并分别通过以太网通信连接至交换机，所述交换机具有对外的以太网接口；所述多个系统级芯片当中的主系统级芯片具有对外的通用异步收发传输器/秒脉冲接口；并且所述微控制单元具有对外的FlexRay接口；
所述多个域控制器中的每个域控制器执行所述域控制器的时间同步方法，所述方法包括：
在所述车辆的正常工作阶段之前的所述车辆的启动阶段，执行如下步骤：
通过车辆的控制器局域网络总线唤醒报文，唤醒处于休眠状态的所述微控制单元，以使所述微控制单元进入正常工作状态；
所述微控制单元使能所述多个系统级芯片中的每个系统级芯片以使每个所述系统级芯片被供电并被复位，并在所述控制器局域网络总线上广播根据所述微控制单元的实时时钟的时间计数生成的所述微控制单元的时间报文；
各个所述系统级芯片被复位后，利用所述控制器局域网络总线上广播的所述微控制单元的时间报文将各个所述系统级芯片初步时间同步至所述微控制单元的时间；
在所述车辆的正常工作阶段，使所述域控制器执行如下任一步骤以接受上级域控制器的授时：
·通过所述通用异步收发传输器/秒脉冲接口从上级域控制器接受授时；
·经由所述交换机通过所述以太网接口从上级域控制器接受授时；
·通过所述FlexRay接口从上级域控制器接受授时。
2.根据权利要求1所述的域控制器的时间同步方法，其特征在于，所述通过所述通用异步收发传输器/秒脉冲接口从所述上级域控制器接受授时，包括：
所述主系统级芯片通过所述通用异步收发传输器/秒脉冲接口通信连接至充当全球导航卫星系统授时源的所述上级域控制器，从所述上级域控制器接收秒脉冲和协调世界时，并利用所述秒脉冲和所述协调世界时将所述主系统级芯片时间同步至所述协调世界时；
将已时间同步的所述主系统级芯片作为所述域控制器的内部局域网中精确时钟同步协议的主时钟，将所述多个系统级芯片当中除了所述主系统级芯片之外的其余系统级芯片以及所述微控制单元作为精确时钟同步协议的从时钟，对所述其余系统级芯片以及所述微控制单元执行精确时钟同步协议时间同步至所述主系统级芯片的时间；
当所述微控制单元完成精确时钟同步协议时间同步后，更新所述微控制单元内部的实时时钟时间至所述主系统级芯片的所述时间，并停止在所述控制器局域网络总线上广播所述微控制单元的时间报文。
3.根据权利要求1所述的域控制器的时间同步方法，其特征在于，所述经由所述交换机通过所述以太网接口从所述上级域控制器接受授时，包括：
所述域控制器经由所述交换机通过所述以太网接口通信连接至充当外部时钟源的所述上级域控制器，将所述上级域控制器作为精确时钟同步协议的主时钟，将所述域控制器的所述多个系统级芯片以及所述微控制单元作为精确时钟同步协议的从时钟，对所述域控制器的所述多个系统级芯片以及所述微控制单元执行精确时钟同步协议时间同步至所述主系统级芯片的时间；
当所述微控制单元完成精确时钟同步协议时间同步后，更新所述微控制单元内部的实时时钟时间至所述主系统级芯片的所述时间，并停止在所述控制器局域网络总线上广播所述微控制单元的时间报文。
4.根据权利要求1所述的域控制器的时间同步方法，其特征在于，所述通过所述FlexRay接口从所述上级域控制器接受授时，包括：
所述微控制单元经由所述FlexRay接口、通过FlexRay总线连接至所述上级域控制器，将所述微控制单元通过FlexRay时间同步到所述上级域控制器的时间；
当所述微控制单元完成FlexRay时间同步后，更新所述微控制单元内部的实时时钟时间至所述车辆器件的时间，并停止在所述控制器局域网络总线上广播所述微控制单元的时间报文；
将所述微控制单元作为所述域控制器的内部局域网的精确时钟同步协议的主时钟，将所述多个系统级芯片作为精确时钟同步协议的从时钟，对所述多个系统级芯片执行精确时钟同步协议时间同步至所述微控制单元的时间。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的域控制器的时间同步方法，其特征在于，所述方法还包括：
在所述车辆的正常工作阶段，在所述域控制器接受授时之后，使所述域控制器执行如下任意一个或多个步骤以向一个或多个下级域控制器提供授时：
·通过所述通用异步收发传输器/秒脉冲接口向下级域控制器提供授时；
·经由所述交换机通过所述以太网接口向下级域控制器提供授时；
·通过所述FlexRay接口向下级域控制器提供授时。
6.根据权利要求1所述的域控制器的时间同步方法，其特征在于，所述各个所述系统级芯片被复位后，利用所述控制器局域网络总线上广播所述微控制单元的时间报文将各个所述系统级芯片初步时间同步至所述微控制单元的时间包括：
各个所述系统级芯片被复位后，各个所述系统级芯片中的安全岛处理器启动，所述安全岛处理器通过所述控制器局域网络总线接收所述微控制单元的时间报文，以读取最新的初始化时间，并将所述安全岛处理器自身的时间修正至所述最新的初始化时间；
各个所述系统级芯片中所述安全岛处理器启动所述安全岛处理器所在的所述系统级芯片中的通用处理器；
各个所述通用处理器在其嵌入式系统的启动阶段，通过核间通信方式请求所述通用处理器所在的所述系统级芯片中的安全岛处理器的当前时间，并将所述通用处理器的所述嵌入式系统的时间同步至所述安全岛处理器的所述当前时间。
7.根据权利要求1所述的域控制器的时间同步方法，其特征在于，在所述车辆的启动阶段之前的所述车辆的停止工作阶段，所述微控制单元连接至所述车辆的电源并保持通电，所述系统级芯片处于关电状态，所述微控制单元处于休眠状态，所述微控制单元的实时时钟在所述休眠状态下维持时间计数。
8.一种域控制器的时间同步装置，应用于车辆的时间同步系统中，其特征在于，所述车辆的时间同步系统装载于车辆中，所述车辆的时间同步系统包括彼此级联的多个域控制器；
所述多个域控制器中的每个域控制器包括多个系统级芯片以及微控制单元；所述多个系统级芯片以及所述微控制单元分别通过控制器局域网络总线通信连接，并分别通过以太网通信连接至交换机，所述交换机具有对外的以太网接口；所述多个系统级芯片当中的主系统级芯片具有对外的通用异步收发传输器/秒脉冲接口；并且所述微控制单元具有对外的FlexRay接口；
所述多个域控制器中的每个域控制器包含有所述域控制器的时间同步装置，所述域控制器的时间同步装置包括：
初步时间同步模块，用于在所述车辆的正常工作阶段之前的所述车辆的启动阶段执行如下步骤：
通过车辆的控制器局域网络总线唤醒报文，唤醒处于休眠状态的所述微控制单元，以使所述微控制单元进入正常工作状态；
所述微控制单元使能所述多个系统级芯片中的每个系统级芯片以使每个所述系统级芯片被供电并被复位，并在所述控制器局域网络总线上广播根据所述微控制单元的实时时钟的时间计数生成的所述微控制单元的时间报文；
各个所述系统级芯片被复位后，利用所述控制器局域网络总线上广播的所述微控制单元的时间报文将各个所述系统级芯片初步时间同步至所述微控制单元的时间；
授时接受模块，用于在所述车辆的正常工作阶段，使所述域控制器选择执行如下任一步骤以接受上级域控制器的授时：
·通过所述通用异步收发传输器/秒脉冲接口从上级域控制器接受授时；
·经由所述交换机通过所述以太网接口从上级域控制器接受授时；
·通过所述FlexRay接口从上级域控制器接受授时。
9.一种车辆的时间同步系统，其特征在于，所述车辆的时间同步系统装载于车辆中，所述车辆的时间同步系统包括彼此级联的多个域控制器；
所述多个域控制器中的每个域控制器包括多个系统级芯片以及微控制单元；所述多个系统级芯片以及所述微控制单元分别通过控制器局域网络总线通信连接，并分别通过以太网通信连接至交换机，所述交换机具有对外的以太网接口；所述多个系统级芯片当中的主系统级芯片具有对外的通用异步收发传输器/秒脉冲接口；并且所述微控制单元具有对外的FlexRay接口；
所述多个域控制器当中，每个域控制器通过其通用异步收发传输器/秒脉冲接口、以太网接口和FlexRay接口中的一个主接口向上级联有一个上级域控制器，并且所述每个域控制器通过其通用异步收发传输器/秒脉冲接口、以太网接口和FlexRay接口中的除了所述主接口之外的其他接口向下级联有一个或多个下级域控制器，
所述每个域控制器执行如权利要求1至7中任一项所述域控制器的时间同步方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至7中任一项所述的域控制器的时间同步方法的步骤。
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