CN114338290A - 一种车载以太网网关系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及车载以太网技术领域，特别是涉及一种车载以太网网关系统。一种车载以太网网关系统，包括：微控制器MCU，与多个CAN总线ECU连接；微处理器MPU，与多个网络模块连接；车载以太网交换模块，分别与所述微控制器MCU和所述微处理器MPU连接，所述车载以太网交换模块包括多个以级联方式连接的以太网交换芯片，所述以太网交换芯片用于连接多个车载以太网ECU；所述微处理器MPU依据所接收的固件升级命令升级相应的所述CAN总线ECU和/或所述车载以太网ECU。上述车载以太网网关系统，通过级联的方式扩展了更多的车载以太网端口以满足更多带车载以太网端口的ECU接入到车载以太网总线中的需求，并且通过带通信功能的微处理器MPU实现了更方便的远程固件升级操作。
Description
技术领域
本发明涉及车载以太网技术领域，特别是涉及一种车载以太网网关系统。
背景技术
在汽车电子领域，随着智能驾驶辅助系统、信息娱乐系统、5G通信技术等技术的发展和应用，传统汽车已经逐渐发展成为智能网联汽车，随之而来的是对车载总线网络带宽的要求越来越高。传统的汽车总线网络譬如CAN、CANFD等已经很难满足这么高带宽网络承载能力，这也促使了车载以太网的技术快速发展和应用。车载以太网的技术突破也引发了汽车电子电气架构的变革，包括按照不同功能域来划分ECU、采用两根成对的非屏蔽双绞线进行信号传输的低成本线束等。
但是，随着越来越多的汽车ECU采用车载以太网，使得现在的车载ECU网关存在车载以太网网口端口数量不够的问题。
并且随着车联网的技术发展，传统TBOX使用CAN总线进行远程固件升级的方式也存在成本高、难以满足越来越多的使用车载以太网接口的ECU远程固件升级的需求。
发明内容
基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种车载以太网网关系统，使用级联交换的方式增加车载以太网端口数量，并且使用一个微处理器MPU进行基于车载以太网接口的ECU远程固件升级。
一种车载以太网网关系统，包括：
微控制器MCU，与多个CAN总线ECU连接；
微处理器MPU，与多个网络模块连接；
车载以太网交换模块，分别与所述微控制器MCU和所述微处理器MPU连接，所述车载以太网交换模块包括多个以级联方式连接的以太网交换芯片，所述以太网交换芯片用于连接多个车载以太网ECU；
其中，所述微处理器MPU依据所接收的固件升级命令升级相应的所述CAN总线ECU和/或所述车载以太网ECU。
在其中一个实施例中，所述以太网交换芯片与所述车载以太网ECU连接的端口设置为百兆，其他端口设置为千兆。
在其中一个实施例中，所述多个以级联方式连接的以太网交换芯片可以相同或不同。
在其中一个实施例中，所述多个网络模块包括移动通信模块。
在其中一个实施例中，所述移动通信模块为4G或5G移动通信模块。
在其中一个实施例中，所述多个网络模块包括WIFI通信模块。
在其中一个实施例中，所述CAN总线ECU为域控制器。
在其中一个实施例中，所述CAN总线ECU包括动力域ECU、底盘域ECU、车身域ECU。
在其中一个实施例中，所述微控制器MCU通过CAN收发器与CAN总线ECU连接，所述以太网交换芯片通过以太网收发器与所述车载以太网ECU连接。
在其中一个实施例中，所述以太网交换芯片通过共模电感CMC与所述以太网收发器连接。
上述车载以太网网关系统，通过级联的方式扩展了更多的车载以太网端口以满足更多带车载以太网端口的ECU接入到车载以太网总线中的需求，并且通过带通信功能的微处理器MPU实现了更方便的远程固件升级操作。
附图说明
图1为一个实施例中车载以太网网关系统的示意图；
图2为另一个实施例中车载以太网网关系统的示意图。
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，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
图1为一个实施例中车载以太网网关系统的示意图，如图1所示，一种车载以太网网关系统10，包括：
微控制器MCU100，与多个CAN总线ECU20连接。
具体地，所述CAN总线ECU20是车载总线CAN总线上的ECU，所述微控制器MCU100具有多路CAN总线端口以及一路车载以太网端口，所述微控制器MCU100通过多路CAN总线端口连接多个所述CAN总线ECU20。
进一步地，所述微控制器MCU100可以通过多路CAN总线端口并分别经多个CAN总线收发器，与多个所述CAN总线ECU20连接。
微处理器MPU200，与多个网络模块30连接，所述微处理器MPU200依据所接收的固件升级命令升级相应的所述CAN总线ECU20和/或所述车载以太网ECU40。
具体地，所述微处理器MPU200具有多路网络模块端口以及一路车载以太网端口，所述微处理器MPU200通过多路网络模块端口分别与多个网络模块30连接。
车载以太网交换模块300，分别与所述微控制器MCU100和所述微处理器MPU200连接，所述车载以太网交换模块300包括多个以级联方式连接的以太网交换芯片310，所述以太网交换芯片310用于连接多个车载以太网ECU40。
具体地，所述以太网交换芯片310可以通过多路以太网端口并分别经多个以太网收发器，与多个所述车载以太网ECU40连接。
在其中一个实施例中，所述以太网交换芯片310与所述车载以太网ECU40连接的端口设置为百兆，其他端口设置为千兆。
具体地，所述以太网交换芯片310与所述微控制器MCU100或所述微处理器MPU200连接的端口设置为千兆，所述以太网交换芯片310与其他所述以太网交换芯片310连接的端口也设置为千兆。
在其中一个实施例中，所述多个以级联方式连接的以太网交换芯片310可以相同或不同。
在其中一个实施例中，所述多个网络模块30包括移动通信模块。
在其中一个实施例中，所述移动通信模块可以为4G或5G移动通信模块。
在其中一个实施例中，所述多个网络模块30包括WIFI通信模块。
在其中一个实施例中，所述CAN总线ECU20为域控制器。
在其中一个实施例中，所述CAN总线ECU20可以包括动力域ECU、底盘域ECU、车身域ECU。
在其中一个实施例中，所述微控制器MCU100通过CAN收发器与CAN总线ECU20连接，所述以太网交换芯片310通过以太网收发器与所述车载以太网ECU40连接。
在其中一个实施例中，所述以太网交换芯片310通过共模电感CMC与所述以太网收发器连接。
图2为另一个实施例中车载以太网网关系统的示意图，如图2所示，一种车载以太网网关系统包括微控制器MCU、微处理器MPU以及车载以太网交换模块。
所述微控制器MCU具有三路CAN总线端口以及一路车载以太网端口，所述微控制器MCU通过三路CAN总线端口经三个CAN总线收发器连接三个CAN总线ECU，所述CAN总线ECU包括动力域ECU、底盘域ECU、车身域ECU。
所述微处理器MPU具有两路网络模块端口以及一路车载以太网端口，所述微处理器MPU通过两路网络模块端口分别与两个网络模块连接，所述网络模块包括4G/5G模块以及WIFI模块；所述微控制器MPU通过车载以太网端口经RGMII接口与以太网交换芯片连接；所述微处理器MPU通过网络模块端口经miniPCIe接口与4G/5G通信模块连接，所述微处理器MPU通过网络模块端口经M.2接口与WiFi模块连接，并由此与用户操作的手机或者平板电脑连接。
所述车载以太网交换模块，分别与所述微控制器MCU和所述微处理器MPU连接，所述车载以太网交换模块包括三个以级联方式连接的以太网交换芯片；所述三个以太网交换芯片分别通过以太网端口并分别经以太网收发器，与多个车载以太网ECU连接；所述以太网交换芯片通过车载以太网端口经RGMII接口与以太网收发器连接；所述车载以太网ECU包括影音车机、高级驾驶辅助系统、前视摄像头、环视摄像头、后座娱乐系统以及DoIP(Diagnostic communication over Internet Protocol)诊断仪。
当用户操作手机或者平板通知微处理器MPU查询所有ECU(包括CAN总线ECU以及车载以太网ECU)中现有的固件版本号时，信号通过以太网交换模块达到所有车载以太网ECU和微控制MCU中，微控制MCU再转发给CAN总线ECU。微处理器MPU通过原路返回的信号得到所有ECU中现有的固件版本号，并通过4G/5G通信模块查询云端服务器中最新的固件版本号，再进行对比，如果有更新的版本号，则把固件从云端服务器中下载下来，保存在微处理器MCU中，再通过车载以太网总线把固件传输和更新到需要升级固件的ECU中去。
以上所述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发明的几种实施方式，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，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (9)
1.一种车载以太网网关系统，其特征在于，包括：
微控制器MCU，与多个CAN总线ECU连接；
微处理器MPU，与多个网络模块连接；
车载以太网交换模块，分别与所述微控制器MCU和所述微处理器MPU连接，所述车载以太网交换模块包括多个以级联方式连接的以太网交换芯片，所述以太网交换芯片用于连接多个车载以太网ECU；
其中，所述微处理器MPU依据所接收的固件升级命令升级相应的所述CAN总线ECU和/或所述车载以太网ECU。
2.根据权利要求1所述的车载以太网网关系统，其特征在于，所述以太网交换芯片与所述车载以太网ECU连接的端口设置为百兆，其他端口设置为千兆。
3.根据权利要求1所述的车载以太网网关系统，其特征在于，所述多个网络模块包括移动通信模块。
4.根据权利要求3所述的车载以太网网关系统，其特征在于，所述移动通信模块为4G或5G移动通信模块。
5.根据权利要求1所述的车载以太网网关系统，其特征在于，所述多个网络模块包括WIFI通信模块。
6.根据权利要求1所述的车载以太网网关系统，其特征在于，所述CAN总线ECU为域控制器。
7.根据权利要求6所述的车载以太网网关系统，其特征在于，所述CAN总线ECU包括动力域ECU、底盘域ECU、车身域ECU。
8.根据权利要求1所述的车载以太网网关系统，其特征在于，所述微控制器MCU通过CAN收发器与CAN总线ECU连接，所述以太网交换芯片通过以太网收发器与所述车载以太网ECU连接。
9.根据权利要求8所述的车载以太网网关系统，其特征在于，所述以太网交换芯片通过共模电感CMC与所述以太网收发器连接。
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