CN114556983A - 车载通信装置及车辆用通信方法 - Google Patents

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Abstract

一种车载通信装置，通过以太网(注册商标)涉及的预定通信协议来收发信号，车载通信装置包括：控制电路，生成包含中断数据的发送数据，该中断数据插入于以太网帧之间的帧间距；及PHY部，具有将由控制电路生成的发送数据转换为信号并发送的通信电路。

Description

车载通信装置及车辆用通信方法
技术领域
本公开涉及车载通信装置及车辆用通信方法。
本申请要求基于2019年10月31日提出申请的日本申请第2019-199093号的优先权，并引用所述日本申请所记载的所有记载内容。
背景技术
近年来，车载以太网(以太网是注册商标)受到关注。进行以太网通信的车载通信装置具备经由端口收发信号的PHY部。符合100BaseT1(IEEE802.3bw)的PHY部与以往的以太网同样地，在以太网帧之间设置96比特的帧间距(IFG：Inter Frame Gap)来进行信号的收发。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2018-196084号公报
发明内容
本公开的车载通信装置通过以太网(注册商标)涉及的预定通信协议来收发信号，车载通信装置包括：控制电路，生成包含中断数据的发送数据，该中断数据插入于以太网帧之间的帧间距；及PHY部，具有将由该控制电路生成的所述发送数据转换为信号并发送的通信电路。
本公开的车辆用通信方法使用通过以太网(注册商标)涉及的预定通信协议来收发信号的车载通信装置，车辆用通信方法包括：生成包含中断数据的发送数据，该中断数据插入于以太网帧之间的帧间距；及将所生成的所述发送数据转换为信号并发送。
另外，本申请不仅能够作为具备这样的特征性的处理部的车载通信装置来实现，还能够如上所述作为将该特征性的处理作为步骤的车辆用通信方来实现，或者作为用于使计算机执行该步骤的程序来实现。另外，能够作为实现车载通信装置的一部分或全部的半导体集成电路来实现，或者作为包括车载通信装置的其他系统来实现。
附图说明
图1是表示车载通信系统的结构例的框图。
图2是表示以太网帧和中断信息的示意图。
图3是表示以太网帧和中断信息的发送方法的流程图。
图4是表示应用程序涉及的数据的发送方法的示意图。
具体实施方式
[本公开所要解决的课题]
在帧间距中不进行信息的收发，存在不能充分地有效利用100Mbps的频带这样的问题。
本公开的目的在于提供车载通信装置及车辆用通信方法，通过使用帧间距区域来收发信息，能够在确保预定的通信频带的同时有效利用帧间距进行通信。
[本公开的效果]
根据本公开，能够提供车载通信装置及车辆用通信方法，通过使用帧间距区域来收发信息，能够在确保预定的通信频带的同时有效利用帧间距进行通信。
[本公开的实施方式的说明]
首先列出本公开的实施方式来进行说明。另外，可以任意地组合以下所述的实施方式的至少一部分。
(1)本方式所涉及的车载通信装置通过以太网(注册商标)涉及的预定通信协议来收发信号，车载通信装置包括：控制电路，生成包含中断数据的发送数据，该中断数据插入于以太网帧之间的帧间距；及PHY部，具有将由该控制电路生成的所述发送数据转换为信号并发送的通信电路。
根据本方式，车载通信装置的PHY部通过以太网涉及的预定通信协议来收发信号。在由PHY部收发的以太网帧之间设置有帧间距。PHY部能够在该帧间距插入中断数据来发送信号。
因此，通过使用帧间距区域来收发信息，能够在确保预定的通信频带的同时有效利用帧间距进行通信。
(2)优选为如下结构：所述中断数据是96比特以下的数据。
根据本方式，PHY部能够在作为帧间距而确保的最小的96比特的区域插入96比特以下的中断数据来发送信号。
另外，在以太网帧的大小为最大时，帧间距区域为96比特，但在以太网帧的大小不是最大的情况下，确保了更大的帧间距。另外，即使帧间距因中断数据的插入而消失了几次，也不会发生链路断开，因此能够忽略通信因中断数据的插入而停止的可能。
(3)优选为如下结构：中断数据包含表示中断开始的数据和错误检测用的数据。
根据本方式，中断数据包含表示中断开始的数据、中断数据的主体的数据、错误检测用的数据。发送目的地的车载通信装置能够根据表示中断开始的数据来识别中断数据，能够使用错误检测用的数据来检测或纠正中断数据的主体的数据的错误。
(4)优选为如下结构：所述预定通信协议是100Base-T1。
根据本方式，车载通信装置在符合100Base-T1的通信中，能够在确保100Mbps的通信频带的同时有效利用帧间距进行通信。
(5)优选为如下结构：所述中断数据包含表示所述PHY部的状态的信息。
根据本方式，车载通信装置能够将表示PHY部的状态的信息作为中断数据进行发送。
(6)优选为如下结构：所述中断数据包含表示正在运行的应用程序的状态的信息。
根据本方式，车载通信装置能够将表示正在运行的应用程序的状态的信息作为中断数据进行发送。
(7)优选为如下结构：包含用于对所述发送数据所包含的所述以太网帧的中继进行管理的信息。
根据本方式，车载通信装置能够将用于对以太网帧的中继进行管理的信息作为中断数据进行发送。例如，车载通信装置能够将向其他车载通信装置中继该以太网帧时的优先级、即用于判断是否应先于其他以太网帧进行中继的信息作为中断数据进行发送。
(8)本方式所涉及的车辆用通信方法使用通过以太网(注册商标)涉及的预定通信协议来收发信号的车载通信装置，车辆用通信方法包括：生成包含中断数据的发送数据，该中断数据插入于以太网帧之间的帧间距；及将所生成的所述发送数据转换为信号并发送。
根据本方式，与方式1同样地，通过使用帧间距区域来收发信息，能够在确保预定的通信频带的同时有效利用帧间距进行通信。
另外，本申请不仅能够作为具备这样的特征性的处理部的车载通信装置来实现，还能够如上所述作为将该特征性的处理作为步骤的车辆用通信方来实现，或者作为用于使计算机执行该步骤的程序来实现。另外，能够作为实现车载通信装置的一部分或全部的半导体集成电路来实现，或者作为包括车载通信装置的其他系统来实现。
[本公开的实施方式的详细内容]
下面，参照附图对本公开的实施方式所涉及的车载通信系统进行说明。另外，本发明并不限定于这些例示，而是由权利要求书示出，并旨在包括与权利要求书等同的含义和范围内的全部变更。
以下，基于表示本公开的实施方式的附图对本公开进行具体说明。
图1是表示车载通信系统的结构例的框图。
本实施方式所涉及的车载通信系统具备搭载于车辆的中继装置1和多个ECU(Electronic Control Unit：电子控制单元)2。多个ECU2通过车内通信线与中继装置1连接，构成了车载以太网。另外，车载通信系统也可以是与以太网通信一起进行CAN通信的结构。
中继装置1具备中继处理部10、多个端口1a及经由各端口1a收发信号的多个PHY部11。中继装置1是进行符合100BaseT1(IEEE802.3bw)的通信的车载通信装置，例如作为从机发挥功能。
PHY部11具备通信电路11a。中继装置1所具备的多个PHY部11的结构相同，因此以下说明一个PHY部11的结构，省略其他PHY部11的详细说明。
通信电路11a具有作为进行符合100Base-T1的通信协议的通信的收发器发挥功能的发送电路和接收电路。发送电路将从中继处理部10提供的发送数据转换为3电平的信号，并向端口1a输出。该信号通过端口1a向与该端口1a连接的ECU2发送。另外，发送电路将从ECU2发送并输入到端口1a的信号转换为接收数据，并将转换所得的接收数据提供给中继处理部10。
中继处理部10与多个ECU2连接，并具有作为对发送数据和接收数据进行中继的以太网开关及L2开关的功能。中继处理部10具备例如未图示的微型计算机、存储部、与PHY部11连接的输入输出接口、计时部等，执行发送数据的中继处理。
ECU2具备控制电路20、端口2a、经由该端口2a收发信号的PHY部21。ECU2是进行符合100BaseT1(IEEE802.3bw)的通信的车载通信装置，例如作为主机发挥功能。
PHY部21具备通信电路21a。通信电路21a具有作为进行符合100Base-T1的通信协议的通信的收发器发挥功能的发送电路和接收电路。发送电路将从控制电路20提供的发送数据转换为3电平的信号，并向端口2a输出。该信号通过与端口2a连接的中继装置1而向其他ECU2发送。另外，发送电路将经由中继装置1从其他ECU2发送并输入到端口2a的信号转换为接收数据，并将转换所得的接收数据提供给控制电路20。
控制电路20例如具备未图示的微型计算机、存储部、与PHY部11连接的输入输出接口、计时部等。控制电路20生成具有以太网帧的发送数据，并将所生成的发送数据提供给PHY部21，由此发送发送数据。
图2是表示以太网帧和中断信息的示意图。如图2所示，控制电路20将应发送的数据作为通信单位即以太网帧从PHY部21发送。以太网帧由前导码、发送目的地、发送源、类型、数据、FCS(帧校验码)构成。以太网帧的数据大小为64至1518字节。在通信频率为100Mbps的情况下，一个以太网帧相当于以5.15微秒～121微秒发送的数据。在相邻的以太网帧之间设置帧间距(IFG)。
帧间距的大小最小为12字节。最小的帧间距相当于0.96微妙。通常，在帧间距中不进行信息的收发。
本实施方式所涉及的控制电路20生成包含插入于帧间距的中断数据的发送数据。中断数据包含表示中断开始的数据、作为中断数据的主体的数据int1、数据int2、数据int3……和错误检测用的数据。中断数据的大小为96比特以下。
并且，控制电路20在将以太网帧的数据提供给PHY部21之后，以插入于帧间距的方式将中断数据提供给PHY部21。如图2所示，PHY部21发送中断数据被插入到帧间距的发送数据。在帧间距的大小比中断数据小的情况下，PHY部21在中断数据发送后到发送下一个以太网帧的期间，与通常的帧间距同样地发送预定的信号。
作为中断数据，能够插入任意的数据。
例如，控制电路20将表示PHY部21的状态的信息作为中断数据生成为宜。
控制电路20将表示正在运行的应用程序的状态的信息(以下称为应用状态信息)作为中断数据生成为宜。应用状态信息例如是表示应用程序是否正在正常地运行的信息。
控制电路20将用于对以太网帧的中继进行管理的信息作为中断数据进行发送为宜。例如，控制电路20生成将该以太网帧向其他ECU中继时的优先级、即用于判断是否应先于其他以太网帧进行中继的信息作为中断数据为宜。
另外，上述的ECU2的功能没有特别限定，但具有以下功能。
属于认知系统域的ECU2例如与车载照相机、LIDAR、超声波传感器、毫米波传感器等传感器连接。该ECU2对从该传感器输出的输出值例如进行数字转换，并经由中继装置1向判断系统域的ECU2发送。
属于判断系统域的ECU2例如接收从属于认知系统域的ECU2发送来的数据。判断系统域的ECU2进行如下的处理：基于接收到的数据，生成用于发挥车辆的自动驾驶功能的数据，或者加工数据。判断系统域的ECU2将该生成的数据经由中继装置1向操作系统域的ECU2发送。
属于操作系统域的ECU2例如与电动机、发动机或制动器等致动器连接。操作系统域的ECU2接收从判断系统域的ECU2发送来的数据，并基于接收到的数据控制该致动器的动作，以进行车辆的行驶、停止或转向等操作，发挥自动驾驶功能。
图3是表示以太网帧和中断信息的发送方法的流程图。这里，说明ECU的控制电路20发送中断数据的例子。ECU的控制电路20基于应发送的数据生成以太网帧数据并提供给PHY部21，由此发送以太网帧数据(步骤S11)。
控制电路20根据需要生成96比特以下的中断数据(步骤S12)。例如，如上所述，控制电路20生成包含PHY部21的状态信息、应用状态信息、中继管理信息等的中断数据。接着，控制电路20将所生成的中断数据插入帧间距而进行发送(步骤S13)。
以下，控制电路20通过反复执行同样的处理来发送发送数据。
接收侧的ECU2、例如中继装置1提取插入到帧间距中的中断数据，并使用提取出的中断数据来执行预定的处理。中继装置1的中继处理部10能够基于中断开始数据从接收到的数据中提取中断数据。
图4是表示与应用程序相关的数据的发送方法的示意图。在图4所示的例子中，ECU2的控制电路20使第一应用和第二应用动作。控制电路20将通过第一应用和第二应用的执行而生成的数据以以太网帧的形式从PHY部21向中继装置1发送。附加了阴影线的“F1”、“F2”、“F3”的块表示由第一应用生成的数据。空白的“F1”、“F2”、“F3”的块表示由第二应用生成的数据。
另外，控制电路20根据需要，将第一应用及第二应用的中断信息、例如表示应用的死活的信息作为中断数据进行发送。附加了阴影线的“int1”、“int2”表示第一应用的中断信息，空白的“int1”、“int2”表示第二应用的中断信息。
中继处理部10能够通过以太网帧接收由第一应用和第二应用生成的数据，并且接收第一应用及第二应用的中断信息。这样，ECU2能够不压迫通信频带地将应用程序的死活信息等中断信息发送给中继装置1。中继装置1能够始终监视ECU的死活信息。
另外，在本实施方式中，主要说明了ECU2发送中断数据的例子，但当然也可以构成为中继装置1在发送发送数据时发送中断数据。另外，在将从一个ECU发送的中断数据向其他ECU发送时，也同样地使用帧间距对中断数据进行中继即可。
根据这样构成的实施方式，通过使用帧间距区域来收发信息，能够在确保预定的通信频带的同时有效利用帧间距进行通信。
中继装置1和ECU2能够在作为帧间距而确保的最小的96比特的区域插入96比特以下的中断数据来发送信号。能够在确保以太网帧的发送的同时发送中断数据。
在帧间距未被收发的状态持续了约200毫秒的情况下，发生链路中断，但即使帧间距连续地消失几次，通信也不会停止，由此能够忽略影响。另外，控制电路20构成为监视帧间距的消失，在小于200毫秒的预定时间的期间内帧间距连续地消失的情况下，暂时停止中断数据的发送为宜。
中继装置1和ECU2能够将表示PHY部21的状态的状态信息、应用状态信息、中继管理信息等作为中断数据进行发送。
特别是在将中继管理信息作为中断数据进行发送的情况下，能够动态地调整以太网帧的中继或发送的优先级。
附图标记说明
1 中继装置
1a 端口
2 ECU
2a 端口
10 中继处理部
11 PHY部
11a 通信电路
20 控制电路
21 PHY部
21 通信电路。

Claims (8)

1.一种车载通信装置，通过以太网涉及的预定通信协议来收发信号，所述以太网是注册商标，
所述车载通信装置包括：
控制电路，生成包含中断数据的发送数据，该中断数据插入于以太网帧之间的帧间距；及
PHY部，具有将由该控制电路生成的所述发送数据转换为信号并发送的通信电路。
2.根据权利要求1所述的车载通信装置，其中，
所述中断数据是96比特以下的数据。
3.根据权利要求1或2所述的车载通信装置，其中，
所述中断数据包含表示中断开始的数据和错误检测用的数据。
4.根据权利要求1或2所述的车载通信装置，其中，
所述预定通信协议是100Base-T1。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的车载通信装置，其中，
所述中断数据包含表示所述PHY部的状态的信息。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的车载通信装置，其中，
所述中断数据包含表示正在运行的应用程序的状态的信息。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的车载通信装置，其中，
所述车载通信装置包含用于对所述发送数据所包含的所述以太网帧的中继进行管理的信息。
8.一种车辆用通信方法，使用通过以太网涉及的预定通信协议来收发信号的车载通信装置，所述以太网是注册商标，
所述车辆用通信方法包括：
生成包含中断数据的发送数据，该中断数据插入于以太网帧之间的帧间距；及
将所生成的所述发送数据转换为信号并发送。
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