CN113242139A - 一种整车网络信号平台化设计方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种车载网络架构平台。一种整车网络信号平台化设计方法，依据整车工作原理，各模块采用对应类别的平台化规范，划分功能交互类型；细化功能交互接口信号，将功能实现划分责任模块并确认需求模块，所有接口均实现信号平台化；落实各接口信号的定义，责任模块发送信号的策略，定义各信号的参数；模块信号ID组装报文；整合所有模块的报文需求关系，依据功能交互，定义路由转发策略；依据整车需求，各模块释放相应的信号接口启动研发。本发明各模块采用平台化规范，所有接口均实现信号平台化，各车型依据实际车型配置在平台中定义摘取适用信号接口输出给模块开发，解决了车辆研发阶段整车模块适用不同车型，缩短开发周期，节约研发投入。

Description

一种整车网络信号平台化设计方法

技术领域

本发明涉及一种车载网络架构，尤其是涉及一种整车网络信号平台化设计方案。

背景技术

随着智能网联技术的发展及全方位布局，车载网络架构的复杂性增加，车载功能模块增加导致各功能模块之间的交互存在很多冲突及冗余的问题，如柴油、汽油发动机的电子控制模块(以下统称ECU)与DCT、8AT、MT、CVT等多种变速箱交互的功能有很多相同之处，对于用同平台的ECU在匹配不同类型变速箱时候存在接口定义资源占用冲突，导致ECU无法平台化。尤其对于同时存在多平台车型，开发周期和费用带来巨大挑战。

为解决该问题，如果能够设计出最大化兼容所有车型模块的平台系统, 解决车辆研发阶段整车模块适用不同车型，无疑会大大降低车企产品开发周期，降低开发成本。

发明内容

本发明针对现有技术不足，提出一种整车网络信号平台化设计方法，各模块采用各类平台化规范，所有接口均实现信号平台化，各车型依据实际车型配置在平台化系统中定义摘取适用信号接口输出给模块开发。

此技术解决了车辆研发阶段整车模块适用不同车型，缩短开发周期，大大节约研发投入。

本发明采用的技术方案：

一种整车网络信号平台化设计方法，通过如下步骤，实现各车型依据实际车型配置在平台化系统中定义摘取适用信号接口输出给模块开发：

1）依据整车工作原理，各模块采用对应类别的平台化规范(通讯规范/诊断规范和刷写规范等)，划分功能交互类型；

2）细化功能交互接口信号，将功能实现划分责任模块并确认需求模块，所有接口均实现信号平台化；

3）落实各接口信号的定义，责任模块发送信号的策略，定义各信号的参数；

4）模块信号ID组装报文；

5）整合所有模块的报文需求关系，依据功能交互，定义路由转发策略；

6）依据整车需求，各模块释放相应的信号接口启动研发。

所述的整车网络信号平台化设计方法，步骤1）中，在需求开发阶段，需要将客户需求、目标市场、法律法规要求、标杆车型分析和未来发展趋势做全方位的融合。以上五部分内容，相互关联，相互影响，故在开发在最初阶段，要作为需求分析和定义的纽带，做出符合市场和客户需求，同时又满足发展趋势的需求及目标定义。在需求开发阶段，需要将上述五部分内容以层次化的组织架构描述和管理需求及所有功能清单，建立需求清单库、特征数据库和功能数据库，并以特征数据库为基础，分析特征与特征之间、特征与功能之间、特征与车型之间的关联关系，以支持覆盖所有车型的需求变形管理。同时，以特征清单为基础编制功能需求规范。

所述的整车网络信号平台化设计方法，步骤2）中，设计包括功能逻辑架构、功能逻辑描述、子系统逻辑架构和子系统的功能架构，细化功能交互接口信号：其中，功能逻辑架构设计包括如下部分内容：根据功能需求，设计该功能的实现逻辑；进行功能逻辑分配：将功能逻辑框图中的逻辑块进行分配，分配到不同的子系统中，定义各相关子系统与主子系统之间的交互；进行逻辑模块设计：详细设计主子系统的功能模块，功能模块类型：传感器模块、逻辑模块、执行器模块；清晰定义模块之间的接口。

所述的整车网络信号平台化设计方法，步骤3）中，落实各接口信号的定义，定义各信号的参数，信号名称以发送节点的名称开头；报文封装原则：同一报文的所有信号须由同一节点提供；同一报文的所有信号的发送时机尽可能相同；同一报文中的信号应用场景尽量一致；信号从每个字节的起始位开始排列。

所述的整车网络信号平台化设计方法，步骤4）中，模块信号ID组装报文的报文组装原则：功能特新优先（扭矩和转速包含在一帧报文）；功能安全信号要校验RollingCounter&checksum；时效性高优先，定义小报文。

所述的整车网络信号平台化设计方法，步骤5），网关报文设计方法包括：报文路由，将完整报文从一个网段传输到另一个网段；实现简单，网关负担较低；通常将一些无关信号也转发到目标网段，增加目标网段的负载率；信号路由，只转发目标网段需要的信号；需要信号的重新组合，网关负担较重；避免增加目标网段不必要的负载率；由于网关需要重新组合信号，延时时间稍长；整合所有模块的报文需求关系，依据功能交互，定义路由转发策略，后续功能增加只需维护整车信号列表数据库，做到所有平台车型模块收发信号接口平台化。

发明有益效果：

1、本发明整车网络信号平台化设计方法，所有模块接口均实现信号平台化，各车型依据实际车型配置在平台化系统中定义摘取适用信号接口输出给模块开发，解决了车辆研发阶段整车模块适用不同车型的问题，缩短了产品开发周期。

2、本发明整车网络信号平台化设计方法，大大减少零件图号的数量，一个图号可以适用多个车型，各模块开发时间大大缩短，部分只需要做标定即可借用于新的项目。降低了整车研发成本。

3、本发明整车网络信号平台化设计方法，功能交互逻辑更简洁，较少BUG数量；排查问题更简单。

附图说明

图1为本发明整车网络信号平台系统架构示意图；

图2为车载功能模块交互接口信号功能实现划分示意图;

图3为各功能模块接口信号的定义;

图4为路由转发策略。

具体实施方式

下面通过具体实施方式，结合附图对本发明技术方案做进一步的详细描述。

实施例1

参见图1，本发明整车网络信号平台化设计方法，通过如下步骤，实现各车型依据实际车型配置在平台化系统中定义摘取适用信号接口输出给模块开发：

1）依据整车工作原理，各模块采用对应类别的平台化规范(通讯规范/诊断规范和刷写规范等)，划分功能交互类型；

2）细化功能交互接口信号，将功能实现划分责任模块并确认需求模块，所有接口均实现信号平台化；

3）落实各接口信号的定义，责任模块发送信号的策略，定义各信号的参数；

4）模块信号ID组装报文；

5）整合所有模块的报文需求关系，依据功能交互，定义路由转发策略；

6）依据整车需求，各模块释放相应的信号接口启动研发。

实施例2

参见图1，本实施例的整车网络信号平台化设计方法，与实施例1不同的是，进一步的，具体公开了在步骤1）中，将各模块采用对应类别的平台化规范，划分功能交互类型的过程。

整车网络需求分析开发及目标的定义，为了保证电子电器架构的全面性、可拓展性和前瞻性，需要从客户需求、行业发展趋势、目标市场、法律法规等几个方面开展需求开发，设计需求的主要来源：

a.市场部功能需求列表：通过市场调研，获取不同客户群对不同级别车型的配置和功能要求、操作习惯等信息

b.目标市场：国内市场和出口市场

c.法律法规要求：特别是OBD法规

d.标杆车型分析：对标杆车型的选择及其分析，得到不同级别、不同配置车型在不同方面（配置、装配、空间、成本等）设计的优劣

e.发展趋势分析：定义汽车价值的不再是传统的技术与性能指标，软件定义将成为未来汽车的灵魂和差异化的关键,客户对汽车的智能化、娱乐性、舒适性等要求也日新月异，满足未来市场的需求。

以上五部分内容，相互关联，相互影响，故在开发在最初阶段，要作为需求分析和定义的纽带，将客户需求、目标市场、法律法规要求、标杆车型分析和未来发展趋势做全方位的融合，做出符合市场和客户需求，同时又满足发展趋势的需求及目标定义。

在需求开发阶段，需要将上述五部分内容以层次化的组织架构描述和管理需求及所有功能清单，建立需求清单库、特征数据库和功能数据库，并以特征数据库为基础，分析特征与特征之间、特征与功能之间、特征与车型之间的关联关系，以支持覆盖所有车型的需求变形管理。同时，以特征清单为基础编制功能需求规范。

实施例3

参见图1、图2，本实施例的整车网络信号平台化设计方法，与实施例1或实施例2不同的是，步骤2）中，设计包括功能逻辑架构、功能逻辑描述、子系统逻辑架构和子系统的功能架构，细化功能交互接口信号：其中，功能逻辑架构设计包括如下部分内容：根据功能需求，设计该功能的实现逻辑；功能逻辑分配：将功能逻辑框图中的逻辑块进行分配，分配到不同的子系统中，定义各相关子系统与主子系统之间的交互；逻辑模块设计：详细设计主子系统的功能模块，功能模块类型包括：传感器模块、逻辑模块、执行器模块；清晰定义模块之间的接口。

功能逻辑描述包括如下部分内容：功能要求：从功能需求分析报告中提取，是功能设计的来源；

性能要求：功能测试的依据，时间参数、性能参数等；子系统需求：对每个子系统的需求、是子系统设计的输入；逻辑模块需求：主子系统逻辑模块设计，明确目的、收入、输出和相关逻辑。

子系统逻辑架构设计主要是把功能逻辑架构转化成子系统逻辑架构，明确功能模块及其接口，是子系统设计的基础。子系统详细设计包括如下部分内容：

子系统软件架构设计：基于AutoSAR软件架构、高内聚低耦合等；

子系统硬件架构设计：子系统硬件需求、硬件部件内部原理及接口、电气原理设计等；

硬件接口设计：接口到MCU之间的物理抽象、模块化，硬件接口分配等；

软件模块设计：AutoSAR标准化端口及接口、运行实体设计、RET事件及属性、模块化，硬件接口分配等。

实施例4

参见图1-图3，本实施例的整车网络信号平台化设计方法，和实施例3的不同之处在于：进一步的，步骤3）中，落实各接口信号的定义，定义各信号的参数，参数包括：报文名称、报文类型、报文标识符、报文发送类型、报文周期时间、报文长度、信号名称、信号描述、排列格式、起始字节、起始位、信号发送类型、信号长度、数据类型、精度、偏移量、物理最小值、物理最大值、总线最小值、总线最大值、初始值、无效值、信号值描述、报文发送的快速周期、报文快速发送的次数、报文延时时间等。

信号名称以发送节点的名称开头。例如：

ABS_FrontLeftWheelSpeed，报文标识符设计推荐：

应用报文- On event 事件标识符：0x000- 0x0FF；

应用报文- Periodic and on event 事件标识符：0x100- 0x1FF；

应用报文 - If active or Periodic and if active 事件标识符：0x200-0x2FF；

应用报文 - Periodic 事件标识符：0x300- 0x3FF；

网络管理报文 - Network Management 标识符：0x400- 0x4FF；

应用报文 - 保留标识符：0x500 -0x5FF；

开发报文 - 诊断报文标识符：0x700 -0x7FF；

信号长度：描述信号的长度，单位bit；

精度/偏移量：共同描述信号物理值的计算方法；

信号物理值 = x*精度+偏移量例如：ABS_FrontLeftWheelSpeed物理值计算：E=N*0.05625+0；

物理值范围：经过物理值转换后的最大最小值；例如：ABS_FrontLeftWheelSpeed物理值范围为：0～3686.2875；

初始值：初始化的时候发送；

无效值：根据通信需求规范，发送节点在某些时候发送无效值；例如:传感器失效时；

报文封装原则：

同一报文的所有信号须由同一节点提供；

同一报文的所有信号的发送时机尽可能相同：高速信号置于低速报文中，影响实时性；低速信号置于高速报文中，浪费总线带宽；同一报文中的信号应用场景尽量一致（避免跨网段）；

小于或等于8位的信号不应跨越字节（Byte）边界；

小于或等于16位的信号不应跨越字（Word）边界；

信号从每个字节的起始位开始排列；信号排列应紧凑。

实施例5

本实施例所述的整车网络信号平台化设计方法，与前述各实施例不同的是：步骤4）中，模块信号ID组装报文的报文组装原则：功能特新优先（扭矩和转速包含在一帧报文）；功能安全信号要校验RollingCounter&checksum；时效性高优先，定义小报文。

实施例6

参见图4，本实施例所述的整车网络信号平台化设计方法，与前述各实施例不同的是：步骤5）中，网关报文设计包括报文路由以及信号路由：其中

报文路由，将完整报文从一个网段传输到另一个网段；实现简单，网关负担较低；通常将一些无关信号也转发到目标网段，增加目标网段的负载率

信号路由，只转发目标网段需要的信号；需要信号的重新组合，网关负担较重；避免增加目标网段不必要的负载率；由于网关需要重新组合信号，延时时间稍长；

整合所有模块的报文需求关系，依据功能交互，定义路由转发策略，后续功能增加只需维护整车信号列表数据库，做到所有平台车型模块收发信号接口平台化。

Claims (6)

1.一种整车网络信号平台化设计方法，其特征在于：通过如下步骤，实现各车型依据实际车型配置在平台化系统中定义摘取适用信号接口输出给模块开发：

1）依据整车工作原理，各模块采用对应类别的平台化规范，划分功能交互类型；

2）细化功能交互接口信号，将功能实现划分责任模块并确认需求模块，所有接口均实现信号平台化；

3）落实各接口信号的定义，责任模块发送信号的策略，定义各信号的参数；

4）模块信号ID组装报文；

5）整合所有模块的报文需求关系，依据功能交互，定义路由转发策略；

6）依据整车需求，各模块释放相应的信号接口启动研发。

2.根据权利要求1所述的整车网络信号平台化设计方法，其特征在于：步骤1）中，将客户需求、目标市场、法律法规要求、标杆车型分析和未来发展趋势做全方位的融合，将上述五部分内容以层次化的组织架构描述和管理需求及所有功能清单，建立需求清单库、特征数据库和功能数据库，并以特征数据库为基础，分析特征与特征之间、特征与功能之间、特征与车型之间的关联关系，以支持覆盖所有车型的需求变形管理。

3.根据权利要求1或2所述的整车网络信号平台化设计方法，其特征在于：步骤2）中，设计包括功能逻辑架构、功能逻辑描述、子系统逻辑架构和子系统的功能架构，细化功能交互接口信号：其中，功能逻辑架构设计包括如下部分内容：根据功能需求，设计该功能的实现逻辑；进行功能逻辑分配：将功能逻辑框图中的逻辑块进行分配，分配到不同的子系统中，定义各相关子系统与主子系统之间的交互；进行逻辑模块设计：详细设计主子系统的功能模块，功能模块类型：传感器模块、逻辑模块、执行器模块；清晰定义模块之间的接口。

4.根据权利要求3所述的整车网络信号平台化设计方法，其特征在于：步骤3）中，落实各接口信号的定义，定义各信号的参数，信号名称以发送节点的名称开头；报文封装原则：同一报文的所有信号须由同一节点提供；同一报文的所有信号的发送时机尽可能相同；同一报文中的信号应用场景尽量一致；信号从每个字节的起始位开始排列。

5.根据权利要求1、2或4所述的整车网络信号平台化设计方法，其特征在于：步骤4）中，模块信号ID组装报文的报文组装原则：功能特新优先；功能安全信号要校验RollingCounter&checksum；时效性高优先，定义小报文。

6.根据权利要求5所述的整车网络信号平台化设计方法，其特征在于：步骤5）中，网关报文设计包括：报文路由以及信号路由，其中

报文路由，将完整报文从一个网段传输到另一个网段；实现简单，网关负担较低；通常将一些无关信号也转发到目标网段，增加目标网段的负载率；

信号路由，只转发目标网段需要的信号；需要信号的重新组合，网关负担较重；避免增加目标网段不必要的负载率；由于网关需要重新组合信号，延时时间稍长；

整合所有模块的报文需求关系，依据功能交互，定义路由转发策略，后续功能增加只需维护整车信号列表数据库，做到所有平台车型模块收发信号接口平台化。

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