CN113852486A - 对于汽车以太网的动态服务质量控制 - Google Patents

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CN113852486A CN202110340633.7A CN202110340633A CN113852486A CN 113852486 A CN113852486 A CN 113852486A CN 202110340633 A CN202110340633 A CN 202110340633A CN 113852486 A CN113852486 A CN 113852486A
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Abstract

用于在交通工具的以太网网络内传送码框的系统。系统包括以太网交换机、第一和第二特征模块以及NAM。以太网交换机包括分别连接到第一和第二特征模块的第一和第二端口。NAM：从第二特征模块接收优先级请求消息；生成优先级响应消息，所述优先级响应消息指示信息，用于第二特征模块，以设置码框的优先级等级；以及将优先级响应消息传输到第二特征模块。以太网交换机：在第一端口处从第二特征模块接收码框，其中，码框具有指示优先级等级的第一比特和指示第一特征模块的端口的第二比特；以及基于第一和第二比特，将码框转发到队列中的具有优先级等级并且用于传输到第一特征模块的端口的对应一个。

Description

对于汽车以太网的动态服务质量控制
技术领域
在此部分中提供的信息用于总体上呈现本公开的语境的目的。在此部分中描述其的程度上，当前提名的发明人的工作以及在提交时可不以其它方式被认可作为现有技术的本描述的方面既不明确也不隐含地被承认为抵抗本公开的现有技术。
本公开涉及交通工具中的以太网网络。
背景技术
电动交通工具使用一个或多个电动马达，用于推进。电动马达可由电池、太阳能电池板、发电机等等供电。电动汽车可包括执行与对应特征相关联的各种操作的许多机载电气交通工具系统和部件。特征可包括免手动驾驶辅助、交通工具到交通工具通信、防抱死制动、无线通信、因特网接入、导航、全球定位和/或其它特征。特征可至少部分被实施为由对应模块执行的应用。模块可作为以太网网络的部分经由以太网交换机连接到彼此。
发明内容
用于在交通工具的以太网网络内传送码框的系统。系统包括以太网交换机、第一特征模块、第二特征模块和网络接入模块。以太网交换机包括端口。端口包括第一端口和第二端口。第一端口包括队列。第一特征模块连接到第一端口。第二特征模块连接到第二端口。网络接入模块在以太网交换机、第一特征模块或第二特征模块处实施。网络接入模块被配置成：从第二特征模块接收优先级请求消息；生成优先级响应消息，所述优先级响应消息指示信息，用于第二特征模块，以设置码框的优先级等级；以及将优先级响应消息传输到第二特征模块。以太网交换机被配置成：在第一端口处从第二特征模块接收码框，其中，码框具有指示优先级等级的第一一个或多个比特和指示第一特征模块的端口的第二一个或多个比特；以及基于一个或多个比特，将码框转发到队列中的具有优先级等级并且用于传输到第一特征模块的端口的对应一个。
在其它特征中，网络接入模块被配置成确定码框的类型，并且基于第一端口中的数据通信量等级或队列中的一个或多个的填充等级中的至少一个而改变码框的优先级等级。
在其它特征中，网络接入模块被配置成确定码框的类型，并且基于商业标准而改变码框的优先级等级。
在其它特征中，网络接入模块被配置成确定码框的类型，并且基于交通工具的交通工具状况或操作环境中的至少一个而改变码框的优先级等级。
在其它特征中，提供了用于在交通工具的以太网网络内传送码框的系统。系统包括以太网交换机、第一特征模块、第二特征模块和网络接入模块。以太网交换机包括端口。端口包括第一端口和第二端口。第一端口包括队列。第一特征模块连接到第一端口。第二特征模块连接到第二端口。网络接入模块从以太网交换机、第一特征模块和第二特征模块分离，并且被配置成：从交通工具中的第二特征模块接收优先级请求消息；生成优先级响应消息，所述优先级响应消息指示信息，用于第二特征模块，以设置码框的优先级等级；以及将优先级响应消息传输到第二特征模块。以太网交换机被配置成：在第一端口处从第二特征模块接收码框，其中，码框具有指示优先级等级的第一一个或多个比特和指示第一特征模块的端口的第二一个或多个比特；以及基于第一一个或多个比特和第二一个或多个比特，将码框转发到队列中的具有优先级等级并且用于传输到第一特征模块的端口的对应一个。
在其它特征中，网络接入模块被配置成确定码框的类型，并且基于第一端口中的数据通信量等级而改变码框的优先级等级。
在其它特征中，网络接入模块被配置成确定码框的类型，并且基于队列中的一个或多个的填充等级而改变码框的优先级等级。
在其它特征中，网络接入模块被配置成确定码框的类型，并且基于商业标准而改变码框的优先级等级。
在其它特征中，网络接入模块被配置成确定码框的类型，并且基于交通工具的交通工具状况或操作环境中的至少一个而改变码框的优先级等级。
在其它特征中，以太网交换机包括第三端口，并且网络接入模块连接到第三端口。
在其它特征中，网络接入模块由第一特征模块、第二特征模块或以太网交换机实施。
在其它特征中，提供了用于在交通工具的以太网网络内传送码框的系统。系统包括第一以太网交换机、第二以太网交换机、第一特征模块和网络接入模块。第一以太网交换机包括端口。端口包括第一端口和第二端口，其中，第一端口包括队列。第二以太网交换机连接到第一端口。第一特征模块连接到第二端口或第二以太网交换机。网络接入模块被配置成：从交通工具内的第一特征模块接收优先级请求消息；生成优先级响应消息，所述优先级响应消息指示信息，用于第一特征模块，以设置码框的优先级等级；以及将优先级响应消息传输到第一特征模块。第一以太网交换机被配置成：在第一端口处从第一特征模块接收码框，其中，码框具有指示优先级等级的第一一个或多个比特和指示第二特征模块的端口的第二一个或多个比特；以及基于第一一个或多个比特和第二一个或多个比特，将码框转发到队列中的具有优先级等级并且用于传输到第二特征模块的端口的对应一个。
在其它特征中，网络接入模块被配置成确定码框的类型，并且基于第一端口中的数据通信量等级而改变码框的优先级等级。
在其它特征中，网络接入模块被配置成确定码框的类型，并且基于队列中的一个或多个的填充等级而改变码框的优先级等级。
在其它特征中，网络接入模块被配置成确定码框的类型，并且基于商业标准而改变码框的优先级等级。
在其它特征中，网络接入模块被配置成确定码框的类型，并且基于交通工具的交通工具状况或操作环境中的至少一个而改变码框的优先级等级。
在其它特征中，第一特征模块连接到第二端口。第二特征模块的端口是第二以太网交换机的端口。
在其它特征中，第一特征模块连接到第二以太网交换机。第二特征模块的端口是第一以太网交换机的端口。
在其它特征中，第一以太网交换机包括第三端口。网络接入模块连接到第三端口。
在其它特征中，网络接入模块由第一特征模块、第二特征模块、第一以太网交换机或第二以太网交换机实施。
本公开还提出了以下技术方案。
1. 用于在交通工具的以太网网络内传送码框的系统，所述系统包括：
以太网交换机，包括多个端口，其中，所述多个端口包括第一端口和第二端口，其中，所述第一端口包括多个队列；
第一特征模块，连接到所述第一端口；
第二特征模块，连接到所述第二端口；以及
网络接入模块，在所述以太网交换机、所述第一特征模块或所述第二特征模块处实施，所述网络接入模块被配置成
从所述第二特征模块接收优先级请求消息，
生成优先级响应消息，所述优先级响应消息指示信息，用于所述第二特征模块，以设置码框的优先级等级，以及
将所述优先级响应消息传输到所述第二特征模块，
其中，所述以太网交换机被配置成
在所述第一端口处从所述第二特征模块接收所述码框，其中，所述码框具有指示所述优先级等级的第一一个或多个比特和指示所述第一特征模块的端口的第二一个或多个比特，以及
基于所述第一一个或多个比特和所述第二一个或多个比特，将所述码框转发到所述多个队列中的具有所述优先级等级并且用于传输到所述第一特征模块的所述端口的对应一个。
2. 根据技术方案1所述的系统，其中，所述网络接入模块被配置成确定所述码框的类型，并且基于所述第一端口中的数据通信量等级或所述多个队列中的一个或多个的填充等级中的至少一个而改变所述码框的所述优先级等级。
3. 根据技术方案1所述的系统，其中，所述网络接入模块被配置成确定所述码框的类型，并且基于商业标准而改变所述码框的所述优先级等级。
4. 根据技术方案1所述的系统，其中，所述网络接入模块被配置成确定所述码框的类型，并且基于所述交通工具的交通工具状况或操作环境中的至少一个而改变所述码框的优先级等级。
5. 用于在交通工具的以太网网络内传送码框的系统，所述系统包括：
以太网交换机，包括多个端口，其中，所述多个端口包括第一端口和第二端口，其中，所述第一端口包括多个队列；
第一特征模块，连接到所述第一端口；
第二特征模块，连接到所述第二端口；以及
网络接入模块，从所述以太网交换机、所述第一特征模块和所述第二特征模块分离，并且被配置成
从所述交通工具中的所述第二特征模块接收优先级请求消息，
生成优先级响应消息，所述优先级响应消息指示信息，用于所述第二特征模块，以设置码框的优先级等级，以及
将所述优先级响应消息传输到所述第二特征模块，
所述以太网交换机被配置成
在所述第一端口处从所述第二特征模块接收所述码框，其中，所述码框具有指示所述优先级等级的第一一个或多个比特和指示所述第一特征模块的端口的第二一个或多个比特，以及
基于所述第一一个或多个比特和所述第二一个或多个比特，将所述码框转发到所述多个队列中的具有所述优先级等级并且用于传输到所述第一特征模块的所述端口的对应一个。
6. 根据技术方案5所述的系统，其中，所述网络接入模块被配置成确定所述码框的类型，并且基于所述第一端口中的数据通信量等级而改变所述码框的所述优先级等级。
7. 根据技术方案5所述的系统，其中，所述网络接入模块被配置成确定所述码框的类型，并且基于所述多个队列中的一个或多个的填充等级而改变所述码框的所述优先级等级。
8. 根据技术方案5所述的系统，其中，所述网络接入模块被配置成确定所述码框的类型，并且基于商业标准而改变所述码框的所述优先级等级。
9. 根据技术方案5所述的系统，其中，所述网络接入模块被配置成确定所述码框的类型，并且基于所述交通工具的交通工具状况或操作环境中的至少一个而改变所述码框的优先级等级。
10. 根据技术方案5所述的系统，其中：
所述以太网交换机包括第三端口；以及
所述网络接入模块连接到所述第三端口。
11. 根据技术方案5所述的系统，其中，所述网络接入模块由所述第一特征模块、所述第二特征模块或所述以太网交换机实施。
12. 用于在交通工具的以太网网络内传送码框的系统，所述系统包括：
第一以太网交换机，包括多个端口，其中，所述多个端口包括第一端口和第二端口，其中，所述第一端口包括多个队列；
第二以太网交换机，连接到所述第一端口；
第一特征模块，连接到所述第二端口或所述第二以太网交换机；以及
网络接入模块，被配置成
从所述交通工具内的所述第一特征模块接收优先级请求消息，
生成优先级响应消息，所述优先级响应消息指示信息，用于所述第一特征模块，以设置所述码框的优先级等级，以及
将所述优先级响应消息传输到所述第一特征模块，
其中，所述第一以太网交换机被配置成
在所述第一端口处从所述第一特征模块接收所述码框，其中，所述码框具有指示所述优先级等级的第一一个或多个比特和指示第二特征模块的端口的第二一个或多个比特，以及
基于所述第一一个或多个比特和所述第二一个或多个比特，将所述码框转发到所述多个队列中的具有所述优先级等级并且用于传输到所述第二特征模块的所述端口的对应一个。
13. 根据技术方案12所述的系统，其中，所述网络接入模块被配置成确定所述码框的类型，并且基于所述第一端口中的数据通信量等级而改变所述码框的所述优先级等级。
14. 根据技术方案12所述的系统，其中，所述网络接入模块被配置成确定所述码框的类型，并且基于所述多个队列中的一个或多个的填充等级而改变所述码框的所述优先级等级。
15. 根据技术方案12所述的系统，其中，所述网络接入模块被配置成确定所述码框的类型，并且基于商业标准而改变所述码框的所述优先级等级。
16. 根据技术方案12所述的系统，其中，所述网络接入模块被配置成确定所述码框的类型，并且基于所述交通工具的交通工具状况或操作环境中的至少一个而改变所述码框的优先级等级。
17. 根据技术方案12所述的系统，其中：
所述第一特征模块连接到所述第二端口；以及
所述第二特征模块的所述端口是所述第二以太网交换机的端口。
18. 根据技术方案12所述的系统，其中：
所述第一特征模块连接到所述第二以太网交换机；以及
所述第二特征模块的所述端口是所述第一以太网交换机的端口。
19. 根据技术方案12所述的系统，其中：
所述第一以太网交换机包括第三端口；以及
所述网络接入模块连接到所述第三端口。
20. 根据技术方案12所述的系统，其中，所述网络接入模块由所述第一特征模块、所述第二特征模块、所述第一以太网交换机或所述第二以太网交换机实施。
根据详细描述、权利要求和附图，本公开的其它适用领域将变得显而易见。详细描述和具体示例仅指在用于说明目的，并且不旨在限制本公开的范围。
附图说明
根据详细描述和所附附图，将变得更全面地理解本公开，其中：
图1是根据本公开的交通工具的功能框图，所述交通工具包括交通工具系统，所述交通工具系统并入了具有网络接入模块的示例性以太网网络；
图2是图1的以太网网络的示例的功能框图；
图3是根据本公开的示例性信号图，示出了动态优先级请求和资源分配指派；
图4是根据本公开的具有相应优先级等级和填充等级的端口的示例性队列的功能框图；
图5是根据本公开的包括交换机控制模块和队列的端口的部分的示例的功能框图；
图6是根据本公开的网络接入模块的示例的功能框图；
图7是以太网网络的功能框图，示出了根据传统资源分配方法的对于分布式争用示例的码框的传输；
图8是图7的以太网网络的功能框图，其示出根据本公开的对于分布式争用示例的服务质量请求的传输；
图9是图7的以太网网络的功能框图，示出了基于服务质量请求并且根据本公开的对于分布式争用示例的码框的传输；
图10是图7的以太网网络的功能框图，示出了根据传统方法的对于端点争用示例的码框的传输；
图11是图7的以太网网络的功能框图，示出了根据本公开的对于端点争用示例的服务质量请求的传输；
图12是图7的以太网网络的功能框图，示出了基于服务质量请求并且根据本公开的对于端点争用示例的码框的传输；以及
图13示出了根据本公开的示例性动态优先级排序和资源分配方法，包括操作网络接入模块的方法。
在附图中，可重复使用附图标记，以标识类似和/或相同的元件。
具体实施方式
单个机动交通工具可具有服务许多模块的多个以太网交换机。以太网交换机中的每个可包括多个端口，其中，每个端口可包括多个输入和输出队列，用于在端口之间存储和传送数据。每个以太网交换机可连接到一个或多个模块和一个或多个其它以太网交换机，并且在模块与其它以太网交换机之间传送数据。
传统上，服务质量实施方案是静态的，这意味着静态地设置交通工具以太网通信量的优先级排序，使得每个类型的通信量具有固定的对应优先级排序等级。与不同类型的通信量相关联的操作按对应于通信量类型的优先级等级排名的预先确定的次序执行。作为示例，控制器可：接收第一数据和第二数据；确定第一数据和第二数据的类型（例如，安全相关数据、通信数据、气候控制数据等等）；基于类型，确定第一数据和第二数据的优先级等级；并且基于优先级等级和其中将执行操作的对应预先确定的次序，允许执行与具有更高优先级等级的数据相关联的操作，而后执行与其它数据相关联的操作。
本文阐述的示例包括动态地将操作进行优先级排序，并且在交通工具的以太网网络内分配资源，用于以太网网络的服务质量(QoS)管理。随着发生交通工具事件，交通工具事件和对应数据可被优先处理。示例包括基于交通工具状况、数据通信量状况、数据类型的预先确定的默认优先级排序排名、预先确定的标准、以太网端口队列的填充等级和/或本文涉及的其它标准和状态信息而动态地将以太网消息进行优先级排序。
图1显示了交通工具10，所述交通工具10包括并入以太网网络14的交通工具系统12。交通工具10可为电动交通工具或其它类型的交通工具（例如，混合动力交通工具、包括内燃机的交通工具等等）。以太网网络14包括网络接入模块16、以太网交换机18和特征模块20。网络接入（或中央优先级）模块16实施操作的动态优先级排序，并且基于该优先级排序而确定资源的分配。以太网交换机(i) 在网络接入模块(NAM) 16与特征模块之间传送消息，所述消息包括QoS请求和响应，(ii) 在特征模块之间传送码框和/或数据，以及(iii)在特征模块与装置之间传送码框和/或数据。特征模块可包括由一个或多个模块执行的应用。仅作为示例，应用可包括免手动驾驶辅助、交通工具到交通工具的通信、防抱死制动、无线通信、互联网接入、导航、全球定位、信息娱乐、气候控制、安全系统应用和/或其它应用。除了连接到特征模块以外，以太网交换机18还可连接到各种装置，本文涉及其中的一些，并且包括传感器、收发器、操作系统装置、存储器、交换机等等。下文相对于图2-图13的示例进一步描述了NAM 16、以太网交换机18和特征模块20的操作。作为示例，NAM 16可控制经由收发器从信息娱乐系统的信息娱乐特征模块到因特网和/或从因特网到信息娱乐系统的信息娱乐特征模块的机外数据（或通信量）的优先级排序，其中，信息娱乐特征模块和收发器连接到以太网交换机的端口。本文公开了其它示例。
交通工具系统12可进一步包括信息娱乐系统21、收发器22、具有全球定位系统(GPS) 26的导航系统24、传感器28、存储器30和电源32。信息娱乐系统21可包括音频和视频装置，例如，扬声器和显示器（或屏幕）。收发器22可用于与远程定位的交通工具、基站、卫星、边缘服务器和/或用于边缘计算服务的节点等等无线地通信，和/或从其接收信号。传感器28可包括对象检测传感器（例如，雷达传感器和摄像头）、温度传感器、流率传感器、压力传感器、速度传感器等等。存储器30可存储应用40（例如，由特征模块20执行的应用）、参数42、默认优先级等级44、传感器数据46和/或本文涉及的其它数据和信息。
电源32可向以太网网络14和/或交通工具系统12的其它装置提供电力。作为示例，电源32可为电池组，并且向致动器50提供电力，以致动所致动装置52。电力可经由交换机54提供，所述交换机54可经由以太网交换机18由特征模块20控制。致动器50可包括马达、螺线管和/或其它致动器。所致动装置52可包括阀、锁、窗、风扇等等。
图2显示了以太网网络200，所述以太网网络200是图1的以太网网络14的示例。以太网网络200包括具有端口（被标识为A-F）的太网交换机202。以太网网络200可包括任何数量的以太网交换机，并且以太网交换机202中的每个可包括任何数量的端口。以太网交换机202可根据以太网协议而操作。端口中的每个可连接到装置或特征模块。显示了示例性装置204和特征模块206。装置204可为上述装置中的任何。特征模块206可包括图1的特征模块20。端口中的一些可用于连接以太网交换机中的两个或更多个。作为示例，特征模块3可经由以太网交换机1-4将码框传送到特征模块5。
NAM 16可连接到端口中的一个，如所显示的。在另一实施例中，NAM 16被实施为以太网交换机202中的一个的部分，或被实施为特征模块206中的一个的部分。在另一实施例中，NAM 16的多个版本在以太网网络200中的各种位置处实施。作为示例，以太网交换机202中的一个或多个和/或特征模块206中的一个或多个可实施NAM 16的操作，如本文描述的。下文描述了其它NAM操作。
图3显示了信号图，示出了动态优先级请求和资源分配。在图3中，显示了特征模块300、网络接入模块302、网关304和基于云的服务器306。特征模块300可指本文公开的任何特征模块，并且生成优先级QoS请求消息，所述优先级QoS请求消息被发送到NAM 302。优先级QoS请求可包括特征模块标识符、应用标识符、装置标识符、目的地特征模块标识符、码框类型、数据类型和/或其它标识信息。在一个实施例中，优先级QoS请求可包括差分服务代码点(DSCP)，所述差分服务代码点(DSCP)是可用于请求高优先级等级的标头值和/或用于发送数据的最佳路由。优先级QoS请求的传输自身可为请求增加优先级的指示，或者可包括指示对于增加优先级的请求的指示符。作为示例，由特征模块300传输和/或接收的数据和/或码框可具有与连接到特征模块300的以太网交换机的端口的队列相关联的默认优先级等级。
图4显示了被标识为队列0-7的8个队列的示例，其中，队列0具有最低优先级等级，并且队列7具有最高优先级等级。队列的号越高，则优先级等级越高，并且越早传输对应码框。被存储在更高优先级等级队列中的数据在被存储在更低优先级等级队列的数据之前传送。在图4中，码框被传送到具有不同阴影的不同特征模块和/或装置。显示了三个不同阴影400、402、404。对于被传输到不同端点特征模块和/或装置的码框，和/或对于不同类型的码框，相同的特征模块可在不同的时间分配不同的优先级等级。端点特征模块和端点装置是指接收所传输码框的最终（或目标）目的地特征模块和最终（或目标）目的地装置。在图4中，队列0-7中的每个可具有不同填充等级。在所显示的示例中，队列4具有最高填充等级，并且队列7具有最低队列等级。队列的填充等级根据在任何给定时刻对于每个优先级等级传输的数据量而波动。
通过传输优先级QoS请求，请求和/或授予更高优先级等级。这在下文进一步描述。NAM 302以优先级响应消息作出响应。优先级响应消息可指示对于特征模块300的优先级等级是否已经增加，或者请求是否已经被拒绝。优先级响应消息可包括信息，以对于由特征模块300传输的码框正确地设置优先级，所述信息包括优先级等级指示符、一个或多个队列标识符和/或目的地地址。然后，特征模块300可传输具有指示例如优先级等级指示符、一个或多个队列标识符和/或一个或多个目的地地址的标头的码框。码框可被传送到所标识队列（例如，图4的队列中的一个），并且被存储在其中，之后经由一个或多个以太网交换机传输到适当装置和/或特征模块。优先级响应消息和/或标头可进一步包括以太网交换机标识符和/或以太网交换机端口标识符。在所显示的示例中，授予优先级等级增加，并且特征模块300将码框传输到队列7，所述码框经由网关304传输到基于云的服务器306。所传输码框可不在NAM 302处接收和/或通过NAM 302。
图5显示了端口502的部分500，所述部分500包括交换机控制模块504、队列506和多路复用器508。端口502可为图2中显示的端口中的任何的示例。交换机控制模块504可从例如指示上述优先级响应消息信息中的任何的特征模块接收码框，并且将码框存储在队列506中的适当一个中。交换机控制模块504可通过向多路复用器508发送信号而控制被存储在队列中的码框的传输，所述多路复用器508在任何时刻选择队列506中的一个。
图6显示了NAM 600，所述NAM 600可指本文公开的NAM中的任何。NAM 600可连接到存储器602，如所显示的，或者包括存储器602。NAM 600可包括特征优先级排序模块604、资源分配模块606以及端口和队列监测模块608。特征优先级排序模块604可在任何时刻基于交通工具状况和操作环境而确定应用、数据、码框的优先级等级。作为示例，与执行安全相关操作相关联的码框总体上可具有比其它操作更高的优先级等级。可临时提供提升的优先级等级，并且然后返回到默认优先级等级。资源分配模块606可基于当前指派的优先级等级而分配资源。这可包括例如基于所确定优先级等级而将端口的队列分配到特征模块。端口和队列监测模块608可连续监测以太网交换机的队列和端口的填充等级和传输速率，以确定队列填充等级和和可用性以及端口通信量等级。这允许资源分配模块606按高效方式分配资源，使得码框传送速率被最大化，并且应用保持时间（或延迟周期）被最小化。
存储器602可存储默认优先级等级610、更新的优先级等级612和/或优先级确定算法614。默认优先级等级610可为对于每个特征模块和/或所执行应用的端口的队列的优先级等级。更新的优先级等级612可包括至少由于优先级QoS请求而临时改变的优先级等级。优先级确定算法可由特征优先级排序模块604实施。算法可包括使用表格、方程式、决策树等等，用于确定资源（例如，端口队列）的优先级等级。
图7显示了以太网网络700的分布式争用示例，所述以太网网络700包括分别包括以太网交换机702、704、706的高级驾驶员辅助系统(ADAS)模块701、网关模块703和中央堆栈模块705。以太网交换机702、704、706中的每个包括对应端口A-F。端口A-F中的每个包括一组队列。分别对于以太网交换机702、704、706的端口D、D和A显示了示例性队列组。
端口A-F可连接到各种装置和特征模块，并且显示了其一些示例。以太网交换机702的端口A-C连接到雷达传感器710和摄像头712。以太网交换机702的端口D连接到以太网交换机704的端口A。以太网交换机702的端口F连接到执行ADAS软件(SW) 722的片上系统(SoC) 720。
以太网交换机704的端口B连接到视频串流装置730。以太网交换机704的端口D连接到以太网交换机706的端口A。以太网交换机704的端口F连接到SoC 732，所述SoC 732执行NAM软件734。SoC 732可执行作为NAM，如本文描述的。以太网交换机706的端口A连接到远程信息处理模块740。以太网交换机706的端口F连接到SoC 742，所述SoC 742实施显示软件744和移动操作系统软件746。装置740、742可被称为端点装置（或被简称为端点）。
在所显示的示例中，SoC 720可使从摄像头712接收的数据串流传输到在SoC 742中或连接到SoC 742的显示器或者以太网交换机706的端口。显示器可为信息娱乐系统的显示器、位于中央控制台中的显示器、移动接入装置（例如，蜂窝电话、可穿戴装置、平板计算机等等）上的显示器。移动操作系统软件可包括例如Android®、iOS®、Windows®和/或其它操作系统软件。此外，视频串流装置730可将视频数据传送到远程信息处理模块740，用于通过远程信息处理模块740串流传输。以太网交换机704的端口D和以太网交换机706的端口A可处于竞争中，这意味着已经提供了来自SoC 720和视频串流装置730两者的数据，并且所述数据将通过这些端口，如所显示的。具有更高优先级等级的数据在具有更低优先级等级的数据之前传送。作为示例，SoC 720通常可具有比视频串流装置730更低的优先级等级（例如，与队列4相关联的第4级），所述视频串流装置730可具有与队列7相关联的优先级等级7。因此，来自视频串流装置730的数据可被存储在更高优先级等级队列中，并且比来自摄像头712和/或SoC 720的数据更早地通过以太网交换机704、706的端口D和A。SoC 732可不参与上文的传送过程，或者可简单地参与提供默认优先级等级信息。
图8显示了以太网网络700的分布式争用示例，所述以太网网络700包括模块701、703、705、以太网交换机702、704、706、装置710、712、720、730、732、740和742以及软件722、734、744和746。以太网交换机702、704、706的端口包括相应队列组。
根据本文公开的示例，为了试图获得更高优先级等级，SoC 720（或第一特征模块）可向SoC 732（或NAM模块）发送优先级QoS请求消息（或优先级提升请求）800。与SoC 720的默认优先级等级相比，优先级QoS请求消息800可具有最高等级优先级（例如，第7级）或其它提升的预先确定的等级。在发送优先级QoS请求消息800之后，SoC 720可返回到默认优先级等级。这可在执行ADAS软件722的同时实施。
SoC 732可确定在当前交通工具状况和操作环境下向SoC 720和/或从摄像头712和/或SoC 720传输的数据授予更高优先级等级是否是合适的。更高优先级等级可与从视频串流装置730发送的数据相关联的优先级等级相同或高于其。当交通工具状况、操作环境、数据类型和/或重要性等级改变时，更高优先级等级可降低到更低或默认优先级等级。作为示例，与SoC 720相关联的优先级等级可从4增加到7，并且然后稍后降低回到4。如果为SoC720和视频串流装置730两者授予相同的优先级等级，则通过相同的所指派队列的流量可根据先进先出格式。SoC 732还可监测以太网交换机704的端口D和以太网交换机706的端口A的数据通信量等级和队列填充等级。授予SoC 720更高优先级等级和/或向SoC 720分配队列可基于这些所监测的等级。
继续图8的示例，图9显示了以太网网络700，所述以太网网络700包括模块701、703、705、以太网交换机702、704、706、装置710、712、720、730、732、740和742以及软件722、734、744和746。以太网交换机702、704、706的端口包括相应队列组。SoC 732（或NAM模块）向SoC 720授予提升的优先级等级，这导致来自摄像头712和/或SoC 720的至少一些数据被存储在第7级队列中（如由数据栏900、902、904表示的），然后被传送到SoC 742。因此，与SoC720相关联的数据比使用传统默认优先级等级方法更快地传输到SoC 742。所传送数据不由被存储在第4、5和6级队列中的其它数据延迟。通过使用传统默认优先级等级方法，除了由被存储在第7级队列中的数据延迟以外，所传送数据还将由被存储在第4、5和6级队列中的其它数据延迟。作为另一示例，SoC 720可将重要消息要发送到SoC 742。通过使用相对于图8-图9描述的优先级QoS方法，显著减少了传送重要消息的时间量。
图10显示了以太网网络700的端点争用示例，所述以太网网络700包括模块701、703、705、以太网交换机702、704、706、装置710、712、720、730、732、740和742以及软件722、734、744和746。以太网交换机702、704、706的端口包括相应队列组。SoC 720和远程信息处理模块740可被称为特征模块，并且可具有不同的相关联优先级等级，并且使用相同端口的不同队列。例如，远程信息处理模块740可具有优先级等级3，并且使用以太网交换机702的端口F的队列3，以将地图更新发送到SoC 720。传感器710、712可具有优先级等级6，并且使用端口F的队列6，以将传感器数据发送到SoC 720。因此，传感器数据在地图更新之前被传输到SoC 720。
图11显示了以太网网络700的端点争用示例，所述以太网网络700包括模块701、703、705、以太网交换机702、704、706、装置710、712、720、730、732、740和742以及软件722、734、744和746。以太网交换机702、704、706的端口包括相应队列组。在此示例中，如上文相对于图10描述的，SoC 720和远程信息处理模块740默认使用不同队列，并且SoC 720和远程信息处理模块740中的一个请求优先级提升，以共享由SoC 720和远程信息处理模块740中的另一个使用的队列。
作为示例，远程信息处理模块740可确定已经发生区域改变，并且新地图应该以高优先级发送到SoC 720。远程信息处理模块740向SoC 732发送优先级QoS请求消息1100，以对于远程信息处理模块740请求优先级等级提升。在发生此情况时，传感器710、712可将数据发送到以太网交换机702的端口F的队列3。由于复杂的情况（例如，城市驾驶情况），因此传感器710、712可比平常发送更多数据。与远程信息处理模块740的默认优先级等级相比，优先级QoS请求消息1100可具有最高等级优先级（例如，第7级）或其它提升的预先确定的等级。在发送优先级QoS请求消息1100之后，远程信息处理模块740可返回到默认优先级等级。
由于复杂的情况，因此SoC 732在执行NAM软件734时确定来自传感器710、712的数据比新地图数据具有更高的优先级，并且因此拒绝请求和/或将远程信息处理模块740的优先级等级维持处于小于传感器710、712的优先级等级的等级。
继续图11的示例，图12显示了以太网网络700的端点争用示例，所述以太网网络700包括模块701、703、705、以太网交换机702、704、706、装置710、712、720、730、732、740和742以及软件722、734、744和746。以太网交换机702、704、706的端口包括相应队列组。图12显示了数据栏1200、1202、1204、1206，其与由于提升请求被拒绝而根据默认优先级等级从远程信息处理模块740传输的数据相关联。
在上文描述的示例中，码框可经由以太网端口由传输特征模块或装置直接传输到接收特征模块，或者可经由NAM和以太网端口中的一个间接传输到接收特征模块。如本文描述的，NAM可基于标识信息和/或码框的其它内容而转发码框。
图13显示了动态优先级排序和资源分配方法，包括操作网络接入模块的方法。虽然主要相对于图1-图2和图6的实施方案描述了以下操作，但是可容易地修改操作，以适用于本公开的其它实施方案。可迭代地执行操作。方法可在1300处开始。在1302处，NAM 600可对于提升的优先级等级从请求特征模块接收优先级QoS请求消息，如上文描述的。请求特征模块可请求提升的优先级等级。例如，请求可与临界条件相关联，所述临界条件对于提升的优先级是适当的。
在1304处，NAM 600可接收传感器数据，包括本文涉及的任何传感器数据。在1306处，NAM 600可接收和/或存取其它状况和环境状态信息。这可包括来自远离NAM 600的交通工具远程定位的装置的信息、被存储在存储器中的信息和/或其它相关信息。
在1308处，端口和队列监测模块608可接收端口状态和/或队列状态信号。这些信号可指示对应以太网网络中的以太网交换机的端口的数据通信量速率和端口的队列的填充等级。在一个实施例中，信号可仅指示可用于从请求特征模块传输数据和/或消息的端口的数据通信量速率和队列的填充等级。
在1310处，NAM 600可确定请求特征模块、由请求特征模块实施的对应应用、所传输数据和/或所传送消息的默认优先级等级。NAM 600还可确定其它特征模块、应用、在以太网交换机的相关端口中传送的数据和/或消息的默认优先级等级。
在1312处，特征优先级排序模块604可评估所收集的数据和/或信息，以确定对于请求特征模块、对应应用、所传输数据和/或所传输消息的提升的优先级等级是否是合适的以及合适等级是什么。数据和/或消息可作为码框传输。可确定码框的类型。这可包括确定码框是否与安全性、GPS、信息娱乐、传感器数据、图像数据、无线通信、因特网、交通工具到交通工具通信等等相关联。默认优先级等级可与不同的码框类型、交通工具状况、操作环境、商业标准等等相关联。不同企业和/或交通工具制造商可具有不同标准，以设置优先级等级。在1313处，资源分配模块606可确定资源，例如，与所确定的合适优先级等级相关联的队列。这可包括获得信息，以包括在1316或1318处生成的响应消息中。
在1314处，特征优先级排序模块604确定提升的优先级等级是否是合适的。如果提升的优先级等级是合适的，则执行操作1316，否则执行操作1318。
在1316处，NAM 600生成并且发送优先级QoS响应信号到请求特征模块，以使数据和/或消息按提升的优先级在一个或多个以太网交换机上传输。作为示例，可发送此数据和/或消息，使得可快速执行与数据和/或消息相关联的操作。某些重要信息能够更快地被显示，诸如，例如，交通工具外部的区域的视图。此优点还适用于图8-图9的示例。
在1318处，NAM 600生成并且发送优先级QoS响应信号到请求特征模块，所述优先级QoS响应信号指示被拒绝的提升的优先级等级请求，和/或指示用于经由与默认优先级等级相关联的队列传送数据和/或消息的信息。NAM通过允许请求特征模块使用具有提升的优先级的一个或多个端口的一个或多个队列而向请求特征模块授予优先级。方法可在1320处结束。
上文描述的操作应意味着是说明性示例。根据应用，操作可在重叠时间周期期间顺序地、同步地、同时地、连续地执行，或者按不同次序执行。而且，根据事件的实施方案和/或顺序，可不执行或跳过任何操作。
上文描述的示例包括动态地设置以太网QoS优先级等级并且分配资源的方法，用于在临界或高优先级状态期间改进以太网网络性能。方法包括被配置成横跨具有分布式交换机拓扑结构的分布式系统而请求优先级的中央优先级模块、队列和软件。如上文显示的，存在有不同的交通工具状况变化，其可影响通信量在以太网网络上的重要性，并且在特征模块或装置附近和/或分布横跨系统可存在有争用。如本文公开的，对于汽车以太网实施QoS操作提供了用于基于(i)交通工具状况、(ii) 操作环境、(iii)所传送数据、消息和/或码框和/或(iv)其它标准和/或状态信息而动态地将以太网消息进行优先级排序的方法。
本文公开的适应性以太网网络配置基于标准和状态信息而提供实时（随着情况发生）以太网优先级排序(QoS)。基于实时状态信息而调适优先级排序。作为示例，主动安全特征模块可遇到其中立即需要来自远离对应交通工具远程定位的站点的机外数据的情况。如本文公开的，NAM能够实时改变优先级排序，以为机外数据提供最高优先级等级，直到通过了高优先级等级情况。以太网网络配置为特征模块（例如，主动安全特征模块、信息娱乐特征模块等等）提供了提供更安全并且更快响应的交通工具系统所需的工具。
前述描述在本质上仅是说明性的，并且不以任何方式旨在限制本公开、其应用或使用。本公开的广泛教导可按各种形式实施。因此，虽然本公开包括特定示例，但是本公开的真实范围不应如此受限，因为在研究附图、说明书和所附权利要求时，其它修改将变得显而易见。应理解的是，方法内的一个或多个步骤可按不同次序（或同时）执行，而不改变本公开的原理。此外，虽然上文将实施例中的每个描述为具有某些特征，但是相对于本公开的任何实施例描述的那些特征中的任何一个或多个可在其它实施例中的任何的特征中实施和/或与其组合，即使未明确描述该组合。换句话说，所描述的实施例不是互相排斥的，并且一个或多个实施例与彼此的置换保持在本公开的范围内。
使用了各种术语（包括“连接”、“接合”、“联接”、“相邻”、“邻近”、“顶部上”、“上方”、“下方”和“设置”）而描述元件之间（例如，模块、电路元件、交换机、特征模块、装置等等之间）的空间和功能关系。除非明确描述为“直接”，否则当在上文的公开中描述第一与第二元件之间的关系时，关系可为其中在第一与第二元件之间不存在有其它中间元件的直接关系，但是也可为其中在第一与第二元件之间存在有（在空间上或功能上）一个或多个中间元件的间接关系。例如，特征模块可直接连接到第一以太网交换机的端口，或者经由一个或多个其它以太网交换机间接连接到以太网交换机的端口。类似地，第一以太网交换机可直接连接到第二以太网交换机的端口，或者经由一个或多个其它以太网交换机间接连接到第二以太网交换机的端口。如本文使用的，短语A、B和C中的至少一个应该使用非排他性逻辑而被解释为意指逻辑（A或B或C），并且不应被解释为意指“A中的至少一个、B中的至少一个和C中的至少一个”。
在附图中，箭头的方向（如由箭头指示的）总体上表示图示所关注的信息流（例如，数据或指令）。例如，当元件A和元件B交换各种信息但是从元件A传输到元件B的信息与图示相关时，箭头可从元件A指向元件B。此单向箭头不暗示没有其它信息从元件B传输到元件A。此外，对于从元件A发送到元件B的信息，元件B可将对于信息的请求或信息接收确认发送到元件A。
在本申请中（包括以下限定），可利用术语“电路”替代术语“模块”或术语“控制器”。术语“模块”可指代以下、为以下的部分或者包括以下：专用集成电路(ASIC)；数字、模拟或混合模拟/数字分立电路；数字、模拟或混合模拟/数字集成电路；组合逻辑电路；现场可编程门阵列(FPGA)；执行代码的处理器电路（共享、专用或群组）；存储由处理器电路执行的代码的存储器电路（共享、专用或群组）；提供所描述功能的其它合适硬件部件；或者上文中的一些或全部的组合，例如，在片上系统中。
模块可包括一个或多个接口电路。在一些示例中，接口电路可包括连接到局域网(LAN)、因特网、广域网(WAN)或其组合的有线或无线接口。本公开的任何给定模块的功能可分布在经由接口电路连接的多个模块之中。例如，多个模块可允许负载平衡。在另一示例中，服务器（也被称为远程或云）模块可代表客户端模块完成一些功能。
如上文使用的，术语代码可包括软件、固件和/或微代码，并且可指代程序、例程、功能、级别、数据结构和/或对象。术语共享处理器电路涵盖执行来自多个模块的一些或全部代码的单个处理器电路。术语群组处理器电路涵盖以下处理器电路：其与附加处理器电路组合执行来自一个或多个模块的一些或全部代码。对于多个处理器电路的参考涵盖分立裸片上的多个处理器电路、单个裸片上的多个处理器电路、单个处理器电路的多个内核、单个处理器电路的多个线程或上文的组合。术语共享存储器电路涵盖存储来自多个模块的一些或全部代码的单个存储器电路。术语群组存储器电路涵盖以下存储器电路：其与附加存储器组合存储来自一个或多个模块的一些或全部代码。
术语存储器电路是术语计算机可读介质的子集。如本文使用的，术语计算机可读介质不涵盖通过介质（例如，在载波上）传播的暂时性电信号或电磁信号；术语计算机可读介质因此可被视为有形和非暂时性的。非暂时性有形计算机可读介质的非限制性示例是非易失性存储器电路（例如，闪速存储器电路、可擦除可编程只读存储器电路或掩码只读存储器电路）、易失性存储器电路（例如，静态随机存取存储器电路或动态随机存取存储器电路）、磁性存储介质（例如，模拟或数字磁带或硬盘驱动器）以及光学存储介质（例如，CD、DVD或蓝光光盘）。
在本申请中描述的设备和方法可由专用计算机部分或完全实施，通过将通用计算机配置成执行按计算机程序实施的一个或多个特定功能而形成所述专用计算机。上文描述的功能块、流程图部件和其它元件作用为软件规范，其可由技术人员或程序员的例行工作转换成计算机程序。
计算机程序包括被存储在至少一个非暂时性有形计算机可读介质上的处理器可执行指令。计算机程序还可包括或依赖于所存储的数据。计算机程序可涵盖与专用计算机的硬件交互的基本输入/输出系统(BIOS)、与专用计算机的特定装置交互的装置驱动程序、一个或多个操作系统、用户应用、后台服务、后台应用等等。
计算机程序可包括：(i)待解析描述性文本，例如，HTML（超文本标记语言）、XML（可扩展标记语言）或JSON（JavaScript对象注释）；(ii)汇编代码；(iii)由编译器从源代码生成的目标代码；(iv)用于由解释器执行的源代码；(v)用于由即时编译器编译和执行的源代码等等。仅作为示例，可使用包括以下的语言的语法而编写源代码：C、C++、C#、Objective-C、Swift、Haskell、Go、SQL、R、Lisp、Java®、Fortran、Perl、Pascal、Curl、OCaml、Javascript®、HTML5（超文本标记语言、第5版）、Ada、ASP（活动服务器页面）、PHP（PHP：超文本预处理器）、Scala、Eiffel、Smalltalk、Erlang、Ruby、Flash®、Visual Basic®、Lua、MATLAB、SIMULINK以及Python®。

Claims (10)

1.用于在交通工具的以太网网络内传送码框的系统，所述系统包括：
以太网交换机，包括多个端口，其中，所述多个端口包括第一端口和第二端口，其中，所述第一端口包括多个队列；
第一特征模块，连接到所述第一端口；
第二特征模块，连接到所述第二端口；以及
网络接入模块，在所述以太网交换机、所述第一特征模块或所述第二特征模块处实施，所述网络接入模块被配置成
从所述第二特征模块接收优先级请求消息，
生成优先级响应消息，所述优先级响应消息指示信息，用于所述第二特征模块，以设置码框的优先级等级，以及
将所述优先级响应消息传输到所述第二特征模块，
其中，所述以太网交换机被配置成
在所述第一端口处从所述第二特征模块接收所述码框，其中，所述码框具有指示所述优先级等级的第一一个或多个比特和指示所述第一特征模块的端口的第二一个或多个比特，以及
基于所述第一一个或多个比特和所述第二一个或多个比特，将所述码框转发到所述多个队列中的具有所述优先级等级并且用于传输到所述第一特征模块的所述端口的对应一个。
2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述网络接入模块被配置成确定所述码框的类型，并且基于所述第一端口中的数据通信量等级或所述多个队列中的一个或多个的填充等级中的至少一个而改变所述码框的所述优先级等级。
3.根据权利要求1所述的系统，其中，所述网络接入模块被配置成确定所述码框的类型，并且基于商业标准而改变所述码框的所述优先级等级。
4.根据权利要求1所述的系统，其中，所述网络接入模块被配置成确定所述码框的类型，并且基于所述交通工具的交通工具状况或操作环境中的至少一个而改变所述码框的优先级等级。
5.用于在交通工具的以太网网络内传送码框的系统，所述系统包括：
以太网交换机，包括多个端口，其中，所述多个端口包括第一端口和第二端口，其中，所述第一端口包括多个队列；
第一特征模块，连接到所述第一端口；
第二特征模块，连接到所述第二端口；以及
网络接入模块，从所述以太网交换机、所述第一特征模块和所述第二特征模块分离，并且被配置成
从所述交通工具中的所述第二特征模块接收优先级请求消息，
生成优先级响应消息，所述优先级响应消息指示信息，用于所述第二特征模块，以设置码框的优先级等级，以及
将所述优先级响应消息传输到所述第二特征模块，
所述以太网交换机被配置成
在所述第一端口处从所述第二特征模块接收所述码框，其中，所述码框具有指示所述优先级等级的第一一个或多个比特和指示所述第一特征模块的端口的第二一个或多个比特，以及
基于所述第一一个或多个比特和所述第二一个或多个比特，将所述码框转发到所述多个队列中的具有所述优先级等级并且用于传输到所述第一特征模块的所述端口的对应一个。
6.根据权利要求5所述的系统，其中，所述网络接入模块被配置成确定所述码框的类型，并且基于所述第一端口中的数据通信量等级而改变所述码框的所述优先级等级。
7.根据权利要求5所述的系统，其中，所述网络接入模块被配置成确定所述码框的类型，并且基于所述多个队列中的一个或多个的填充等级而改变所述码框的所述优先级等级。
8.根据权利要求5所述的系统，其中，所述网络接入模块被配置成确定所述码框的类型，并且基于商业标准而改变所述码框的所述优先级等级。
9.根据权利要求5所述的系统，其中，所述网络接入模块被配置成确定所述码框的类型，并且基于所述交通工具的交通工具状况或操作环境中的至少一个而改变所述码框的优先级等级。
10.根据权利要求5所述的系统，其中：
所述以太网交换机包括第三端口；以及
所述网络接入模块连接到所述第三端口。
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