CN114422064A - 报文转发方法及其装置 - Google Patents

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Abstract

本申请提出了一种报文转发方法及其装置，涉及智能车辆技术领域，该方法包括：获取非时间同步报文在报文类型确定前耗费的用户域时钟的总数量，根据用户域时钟的总数量对非时间同步报文进行移位，对移位后的非时间同步报文进行转发。本申请实施例只需要占用在报文类型确定前耗费的用户域时钟的总数量个时钟便可实现非时间同步报文的转发，节约了存储资源，提高了非时间同步报文的转发速度。

Description

报文转发方法及其装置
技术领域
本申请涉及智能车辆技术领域，尤其涉及一种报文转发方法及其装置。
背景技术
智能车辆中基于车载以太网进行车载应用模块及系统间的信息传输，为满足车载系统对于高精度时间同步的要求，常采用时间敏感网络通过传输时间同步报文进行时间同步，不可避免地车载系统需要同时承载非时间同步报文的转发，如何在占用较少存储资源的情况下提高非时间同步报文的转发速度是业界亟待解决的问题。
发明内容
本申请旨在至少在一定程度上解决相关技术中难以在占用较少存储资源的情况下提高非时间同步报文的转发速度的问题。
为此，本申请的第一个目的在于提出一种报文转发方法。
本申请的第二个目的在于提出一种报文转发装置。
本申请的第三个目的在于提出一种车辆。
本申请的第四个目的在于提出一种电子设备。
本申请的第五个目的在于提出一种计算机可读存储介质。
为达上述目的，本申请第一方面实施例提出了一种报文转发方法，包括：获取非时间同步报文在报文类型确定前耗费的用户域时钟的总数量；根据所述用户域时钟的总数量对所述非时间同步报文进行移位；对移位后的所述非时间同步报文进行转发。
根据本申请的一个实施方式，所述根据所述用户域时钟的总数量对所述非时间同步报文进行移位，包括：将所述非时间同步报文移位所述总数量的所述用户域时钟。
根据本申请的一个实施方式，所述根据所述用户域时钟的总数量对所述非时间同步报文进行移位，包括：根据所述用户域时钟的总数量采用移位寄存器对所述非时间同步报文进行移位。
根据本申请的一个实施方式，所述获取非时间同步报文在报文类型确定前耗费的用户域时钟的总数量之前，还包括：对接收到的报文进行时钟域转换，以得到所述用户域时钟下的报文；对所述用户域时钟下的报文进行报文类型判断。
根据本申请的一个实施方式，所述对所述用户域时钟下的报文进行报文类型判断之前，还包括：对所述用户域时钟下的报文进行无效帧过滤，得到有效帧的所述用户域时钟下的报文；所述对所述用户域时钟下的报文进行报文类型判断，包括：对所述有效帧的所述用户域时钟下的报文进行报文类型判断。
为达上述目的，本申请第二方面实施例提出了一种报文转发装置，包括：获取模块，用于获取非时间同步报文在报文类型确定前耗费的用户域时钟的总数量；移位模块，用于根据所述用户域时钟的总数量对所述非时间同步报文进行移位；转发模块，用于对移位后的所述非时间同步报文进行转发。
根据本申请的一个实施方式，所述移位模块，进一步用于：将所述非时间同步报文移位所述总数量的所述用户域时钟。
根据本申请的一个实施方式，所述移位模块，进一步用于：根据所述用户域时钟的总数量采用移位寄存器对所述非时间同步报文进行移位。
根据本申请的一个实施方式，所述报文转发装置，还包括：转化模块，用于对接收到的报文进行时钟域转换，以得到所述用户域时钟下的报文；判断模块，用于对所述用户域时钟下的报文进行报文类型判断。
根据本申请的一个实施方式，所述装置还包括：过滤模块，用于对所述用户域时钟下的报文进行无效帧过滤，得到有效帧的所述用户域时钟下的报文；所述判断模块，进一步用于：对所述有效帧的所述用户域时钟下的报文进行报文类型判断。
为达上述目的，本申请第三方面实施例提出了一种车辆，包括：如本申请第二方面实施例所述的报文转发装置。
为达上述目的，本申请第四方面实施例提出了一种电子设备，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时，实现如本申请第一方面实施例所述的报文转发方法。
为达上述目的，本申请第五方面实施例提出了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如本申请第一方面实施例所述的报文转发方法。
附图说明
图1是根据本申请一示例性实施例示出的一种报文转发方法的流程图；
图2是根据本申请一示例性实施例示出的另一种报文转发方法的流程图；
图3是根据本申请一示例性实施例示出的另一种报文转发方法的流程图；
图4是根据本申请一示例性实施例示出的一种报文转发方法的流程框图；
图5是根据本申请一示例性实施例示出的一种报文转发装置的框图；
图6是根据本申请一示例性实施例的一种车辆的结构示意图；
图7是根据本申请一示例性实施例的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
下面详细描述本申请的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。
图1是根据本申请一示例性实施例示出的一种报文转发方法的流程图，如图1所示，该报文转发方法包括以下步骤：
S101，获取非时间同步报文在报文类型确定前耗费的用户域时钟的总数量。
本申请实施例的报文转发方法可以应用于基于时间敏感网络(Time-SensitiveNetworking，简称TSN)进行车载系统各个模块间高精通时间同步的场景中，实现对非时间同步报文的转发。本申请实施例的报文转发方法的执行主体可为本申请实施例的报文转发装置，该报文转发装置可以设置在车辆上。
不难理解的，时间敏感网络下的数据类型包括时间同步报文和非时间同步报文，其中，非时间同步报文可以为用户数据报文，在中间进程接收到非时间同步报文时可以直接进行非时间同步报文的转发。
本申请实施例中，可以通过MAC端接收帧形式的报文数据，即报文在数据链路层传输和转发的形式，通过对报文中帧类型字段数据的判断确定接收到的报文是否为非时间同步报文。
不难理解的，一数据帧中在帧类型字段前包括源地址字段和目的地址字段，在一些实施例中，需要耗费用户域时钟从数据帧的第一个字段开始对各个字段进行识别，在识别到帧类型字段时，根据帧类型字段存储的数据对报文类型进行判断。
本申请实施例中，当根据帧类型字段确定该帧对应的报文为非时间同步报文时，获取上述非时间同步报文在报文类型确定前耗费的用户域时钟的总数量。
在一些实施例中，若根据帧类型字段确定该帧对应的报文为时间同步报文时，对时间同步报文进行下一字段的时间同步报文类型的检测以及从时间同步报文中获取序列号或者时间变量，根据报文内容进行时间同步等流程，本申请不做过多说明。
S102，根据用户域时钟的总数量对非时间同步报文进行移位。
不难理解的，当对帧类型字段进行判断后，当前用户域时钟对应的字段为帧类型字段的下一个字段，例如帧头HEAD，若此时直接将报文转发出去，会丢失帧数据，由此，本申请实施例中，根据非时间同步报文在报文类型确定前耗费的用户域时钟的总数量对该非时间同步报文进行移位，以转发完整的报文内容。
作为一种可行的实施方式，一个移位时钟对应一个帧字段，根据报文类型确定前耗费的用户域时钟的总数量进行对应的时钟的移位，使得当前时钟与数据帧的第一个字段对应，从而保证在对对应的报文进行转发时不会丢失帧数据。
S103，对移位后的非时间同步报文进行转发。
本申请实施例中，在对非时间同步报文进行移位后，对该非时间同步报文进行转发，保证了报文数据的完整性。
在本申请实施例中，获取非时间同步报文在报文类型确定前耗费的用户域时钟的总数量，根据用户域时钟的总数量对非时间同步报文进行移位，对移位后的非时间同步报文进行转发。本申请实施例只需要占用在报文类型确定前耗费的用户域时钟的总数量个时钟便可实现非时间同步报文的转发，节约了存储资源，提高了非时间同步报文的转发速度。
在一些实施例中，根据非时间同步报文在报文类型确定前耗费的用户时钟域的总数量T1对非时间同步报文进行移位时，用于移位的用户域时钟的数量T2可以大于在报文类型确定前耗费的用户时钟域的总数量T1，即：将非时间同步报文移位T2个用户域时钟后进行报文转发，从而转发完整的报文内容。
此外，用于移位的用户域时钟的数量T2还可以等于在报文类型确定前耗费的用户时钟域的总数量T1，即：将非时间同步报文移位T1个用户域时钟，此方式在保证转发完整的报文内容的同时，执行最少的移位操作，提高了报文转发的速度。
在一些实现中，可以利用随机存取存储器，根据非时间同步报文在报文类型确定前耗费的用户域时钟的总数量读取帧类型字段及帧类型字段之前的报文内容，以使得报文转发时刻的用户域时钟与报文的数据帧的第一个字段对应，从而保证完整报文内容的转发。
在本申请实施例中，为节省存储资源，通过移位寄存器对报文类型确认后的非时间同步报文进行移位，将该非时间同步报文移位总数量T1个用户域时钟，在实现完整报文的转发的同时减少存储资源的占用。
在一些实施例中，如图2所示，步骤S101中“获取非时间同步报文在报文类型确定前耗费的用户域时钟的总数量”，可通过以下步骤实现：
S201，获取非时间同步报文中源地址和目的地址字段占用的用户域时钟的第一数量。
在一些实施方式中，可以基于现场可编程阵列(Field Programmable GateArray，简称FPGA)通过状态机进行非时间同步报文的类型判断，获取状态机对非时间同步报文中源地址和目的地址字段处理所占用的用户时钟域的第一数量。
在一些实施方式中，数据帧中源地址和目的地址字段占用12个字节，状态机需要耗费12个用户域时钟从源地址和目的地址字段的状态转换为下一字节状态，例如帧类型字段。
S202，获取非时间同步报文中帧类型字段占用的用户域时钟的第二数量。
在一些实施例中，状态机在帧类型字段需要占用第二数量的用户域时钟从帧类型判断状态转换为下一字节状态，例如帧头状态。
在一些实施例中，数据帧中帧类型字段占用2个字节，状态机在帧类型判断状态占用2个用户域时钟。
S203，将第一数量和第二数量的和值确定为总数量。
在一些实施例中，将对非时间同步报文中源地址和目的地址字段识别占用的用户域时钟的数量和对帧类型字段识别占用的用户域时钟的数量之和确定为非时间同步报文在报文类型确定前耗费的用户域时钟的总数量。例如12+2＝14个用户域时钟。根据报文类型确定前耗费的用户域时钟的总数量进行移位，从而在移位最少的时钟数量时实现完整报文转发，提高了报文转发的速度。
具体实施中，从MAC端接收到的报文为MAC时钟下的报文形式，需要将报文从MAC时钟同步至用户域时钟下(具体可对频率和相位进行同步)，以保证在用户域时钟下完成对报文的转发。
在上述任一实施例的基础上，如图3所示，本申请实施例的报文转发方法，在步骤S101“获取非时间同步报文在报文类型确定前耗费的用户域时钟的总数量”之前，还可以包括以下步骤：
S301，对接收到的报文进行时钟域转换，以得到用户域时钟下的报文。
在一些实施例中，对从MAC端接收到的报文进行时钟域转换，从MAC时钟同步到用户域时钟下，以得到用户域时钟下的报文。
在一些实施方式中，可以通过异步双口随机存储器(Random Access Memory，简称RAM)对接收到的报文进行时钟域转换，即将接收到的报文存储在RAM中，在用户域时钟下从RAM中读取报文，以此得到用户域时钟下的报文。
S302，对用户域时钟下的报文进行报文类型判断。
在一些实施例中，可以通过状态机对用户时钟下的报文进行报文类型判断，例如，通过识别报文的帧类型字段，根据帧类型字段存储的数值判断该报文是否为非时间同步报文。
本申请实施例中，为提高报文转发的效率，在对用户时钟下的报文进行报文类型判断前，对报文进行无效帧过滤，例如剔除掉传输中损坏的数据帧，保留有效帧的用户域时钟下的报文。
对应的，对有效帧的用户域时钟下的报文进行报文类型判断。
为更清楚的描述本申请实施例的报文转发方法，下面结合图4对基于状态机进行报文转发的一示例性实施例进行详细描述。图4是根据本申请一示例性实施例示出的一种报文转发方法的整体流程框图。如图4所示，状态机从默认状态进入源地址字段和目的地址字段状态，该状态占用12个用户域时钟；从源地址字段和目的地址字段状态进入帧类型判断状态，该状态占用2个用户域时钟，若帧类型字段为0x88f7则该报文为时间同步报文，则进入时间同步报文类型判断状态，并输出时间同步报文的时间变量等信息，当检测到帧尾为高，状态机进入默认状态；若帧类型字段不为0x88f7，则该报文为非时间同步报文，则进入非时间同步报文的数据字段状态，在帧数据移位14个用户域时钟的时刻检测帧尾，若帧尾为高，则非时间同步报文转发完毕，状态机进入默认状态。等待对下一报文进行判断。
图5是根据本申请一示例性实施例示出的一种报文转发装置的框图，如图5所示，该报文转发装置500，包括：获取模块501、移位模块502和转发模块503。
获取模块501，用于获取非时间同步报文在报文类型确定前耗费的用户域时钟的总数量。
移位模块502，用于根据用户域时钟的总数量对非时间同步报文进行移位。
转发模块503，用于对移位后的非时间同步报文进行转发。
在本申请实施例中，移位模块502，进一步用于：将非时间同步报文移位总数量的用户域时钟。
在本申请实施例中，移位模块502，进一步用于：根据用户域时钟的总数量采用移位寄存器对非时间同步报文进行移位。
在本申请实施例中，报文转发装置，还包括：转化模块，用于对接收到的报文进行时钟域转换，以得到用户域时钟下的报文；判断模块，用于对用户域时钟下的报文进行报文类型判断。
在本申请实施例中，报文转发装置还包括：过滤模块，用于对用户域时钟下的报文进行无效帧过滤，得到有效帧的用户域时钟下的报文；判断模块，进一步用于：对有效帧的所述用户域时钟下的报文进行报文类型判断。
需要说明的是，上述对报文转发方法实施例的解释说明，也适用于本申请实施例的报文转发装置，具体过程此处不再赘述。
在本申请实施例中，获取非时间同步报文在报文类型确定前耗费的用户域时钟的总数量，根据用户域时钟的总数量对非时间同步报文进行移位，对移位后的非时间同步报文进行转发。本申请实施例只需要占用在报文类型确定前耗费的用户域时钟的总数量个时钟便可实现非时间同步报文的转发，节约了存储资源，提高了非时间同步报文的转发速度。
为实现上述实施例，本申请实施例还提出一种车辆600，如图6所示，该车辆600具体可包括：如上述实施例所示的报文转发装置500。
为了实现上述实施例，本申请实施例还提出一种电子设备700，如图7所示，该电子设备700具体可包括：存储器701、处理器702及存储在存储器701上并可在处理器702上运行的计算机程序，处理器702执行程序时，实现如上述实施例所示的报文转发方法。
为了实现上述实施例，本申请实施例还提出一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行，以实现如上述实施例所示的报文转发方法。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (13)

1.一种报文转发方法，其特征在于，包括：
获取非时间同步报文在报文类型确定前耗费的用户域时钟的总数量；
根据所述用户域时钟的总数量对所述非时间同步报文进行移位；
对移位后的所述非时间同步报文进行转发。
2.根据权利要求1所述的报文转发方法，其特征在于，所述根据所述用户域时钟的总数量对所述非时间同步报文进行移位，包括：
将所述非时间同步报文移位所述总数量的所述用户域时钟。
3.根据权利要求1所述的报文转发方法，其特征在于，所述根据所述用户域时钟的总数量对所述非时间同步报文进行移位，包括：
根据所述用户域时钟的总数量采用移位寄存器对所述非时间同步报文进行移位。
4.根据权利要求1所述的报文转发方法，其特征在于，所述获取非时间同步报文在报文类型确定前耗费的用户域时钟的总数量之前，还包括：
对接收到的报文进行时钟域转换，以得到所述用户域时钟下的报文；
对所述用户域时钟下的报文进行报文类型判断。
5.根据权利要求4所述的报文转发方法，其特征在于，所述对所述用户域时钟下的报文进行报文类型判断之前，还包括：
对所述用户域时钟下的报文进行无效帧过滤，得到有效帧的所述用户域时钟下的报文；
所述对所述用户域时钟下的报文进行报文类型判断，包括：
对所述有效帧的所述用户域时钟下的报文进行报文类型判断。
6.一种报文转发装置，其特征在于，包括：
获取模块，用于获取非时间同步报文在报文类型确定前耗费的用户域时钟的总数量；
移位模块，用于根据所述用户域时钟的总数量对所述非时间同步报文进行移位；
转发模块，用于对移位后的所述非时间同步报文进行转发。
7.根据权利要求6所述的报文转发装置，其特征在于，所述移位模块，进一步用于：
将所述非时间同步报文移位所述总数量的所述用户域时钟。
8.根据权利要求6所述的报文转发装置，其特征在于，所述移位模块，进一步用于：
根据所述用户域时钟的总数量采用移位寄存器对所述非时间同步报文进行移位。
9.根据权利要求6所述的报文转发装置，其特征在于，所述报文转发装置，还包括：
转化模块，用于对接收到的报文进行时钟域转换，以得到所述用户域时钟下的报文；
判断模块，用于对所述用户域时钟下的报文进行报文类型判断。
10.根据权利要求9所述的报文转发装置，其特征在于，所述装置还包括：
过滤模块，用于对所述用户域时钟下的报文进行无效帧过滤，得到有效帧的所述用户域时钟下的报文；
所述判断模块，进一步用于：
对所述有效帧的所述用户域时钟下的报文进行报文类型判断。
11.一种车辆，其特征在于，包括：如权利要求6-10中任一项所述的报文转发装置。
12.一种电子设备，其特征在于，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时，实现如权利要求1-5中任一项所述的报文转发方法。
13.一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，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-5中任一项所述的报文转发方法。
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