CN115914134A - 一种基于tsn帧抢占机制的车载以太网数据传输方法及装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种基于TSN帧抢占机制的车载以太网数据传输方法及装置。该方法包括将优先级较高的车载以太网数据在快速组帧模块eMAC中组帧成第一mPacket帧，其它数据在可抢占组帧模块pMAC中组帧成第二mPacket帧；进行当前时间周期的组帧，在第一时间片内写入所述第一mPacket帧，在第二时间片内写入所述第二mPacket帧，当所述第二mPacket帧在第二时间片内未写完时，将剩余的第二mPacket帧部分写在后续时间周期的第二时间片内；通过媒体独立接口MII发送给物理层。本申请通过TSN将抢占帧机制引入MAC子层，在数据传输冲突时，通过对低优先级数据帧的拆解，分时传输和重新组帧，保证了高优先级数据流的低延迟，同时降低了保护带的影响，避免了带宽利用率的大幅下降。

Description

一种基于TSN帧抢占机制的车载以太网数据传输方法及装置

技术领域

本申请涉及车辆数据传输技术领域，具体涉及一种基于TSN帧抢占机制的车载以太网数据传输方法以及基于TSN帧抢占机制的车载以太网数据传输装置。

背景技术

随着工业智能化的不断发展，工业互联网成为工业智能化发展的关键综合信息基础设施，基础网络作为工业互联网发展的基础设施，未来需要更为强大的互联互通、高质量传输和智能运维能力，在智能汽车、智能制造、工业互联网的IT与OT融合的大趋势下，需要统一的网络技术解决方案打通底层基础网络，TSN网络端到端极低时延和可靠的数据传输，成为了工业场景下基础网络的不二选择。

以太网是世界上最流行的通信媒介，用于设备之间的传输数据。以太网的速度，可承受的成本和多功能性，在很多行业都很盛行。

多年以来，以太网标准一直在不断发展。在二十世纪七十年代，第一个版本的以太网只实现了10Mbps的速度。然后，快速以太网在1995年上市，速度为100Mbps。如今，千兆的车载以太网已经问世。另外，随着以太网在大多数行业中变得无处不在，以太网组件也变得更加实惠和容易实现。最后，大多数网络协议支持以太网作为其通信媒介。因此，以太网网络可以用各种各样的协议来实现其应用。

即使多年以来以太网的速度一直在提高，但还有一个关键的性能因素。确定性(Determinism)，一个确定性的网络以一种精确的方式交换数据，并有一个确定的延迟。由于以太网通信是基于尽力而为(best-effort)的原则，以太网网络中的数据交换缺乏确定性。到目前为止，以太网中的确定性数据交换只有通过专有的解决方案才能实现，但时间敏感网络(time-sensitive network，TSN)旨在改变这种情况，其重点是通过设计使以太网具有确定性。

TSN网络建立全局同步的精准时钟，时间感知器，基于时分多址的思想，将全局时间轴划分成多个时间周期，并在每个时钟周期内划分成多个连续的时间片，在每个相同编号的时间片内，仅能传输相同类型的数据帧。通过这种类似于虚链路的方式，对于各个流量的数据流进行调度传输，以避免传输冲突。

按照传统以太网数据帧的传输方式，当一个数据帧在进行传输的时候，该数据帧是不能被打断的。如图1所示，假设TSN网络的每个时间周期包括2个时间片，在每个周期的时间片1内，当前节点传输的是对时延要求低的低优先级数据流的数据帧，则可能会出现图1所示的问题：当在时间周期1的时间片2内传输的低优先级数据流的数据帧1的传输完毕后，继续传输低优先级数据流的数据帧2，由于低优先级数据流的数据帧2较大，在时间周期1的时间片2内未能传输完毕，因此在时间周期2的时间片1内继续传输，这将引起高优先级数据流的数据帧2的时延增加。

在最坏情况下，低优先级数据流的数据帧2长度为256Bytes，并且仅在时间周期1的时间片2内的第一个时钟传输数据，剩余数据均在时间周期2内传输。假定数据传输速率为100Mbps，加上12Bytes的帧间隔与8Bytes的前导码，高优先级数据流的数据帧2的传输时延将增加22μs，数据帧经过5跳，则由于冲突引发的时延将达到110μs，显然，不能满足其100μs以内的最大期望延迟。

为了应对这种干扰，一种切实可行的办法是在传输低优先级数据流的时间片2的末尾添加保护带，以防止低优先级数据帧进入下一个时间周期的时间片1内，如图2所示。在保护带内，未传输完毕的数据帧可以继续传输，未开始传输的数据帧必须停止传输，以防止低优先级数据帧侵入下一个时间周期的时间片1内。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于TSN帧抢占机制的车载以太网数据传输方法及装置来至少解决上述的一个技术问题。

本申请第一方面，提供一种基于TSN帧抢占机制的车载以太网数据传输方法，应用于数据发送端，所述时间发送端的TSN包括多个时间周期，每个时间周期包括第一时间片与第二时间片，所述数据发送端的数据传输方法包括：

将优先级较高的车载以太网数据通过预置的快速分组通道发送给快速组帧模块eMAC,将优先级较低的车载以太网数据通过预置的可抢占分组通道发送给可抢占组帧模块pMAC，其中，所述快速分组通道及所述可抢占分组通道被预置在OSI协议的网络层与数据链路层之间，所述快速组帧模块eMAC及所述可抢占组帧模块pMAC预置在所述数据链路层中；

将优先级较高的车载以太网数据在快速组帧模块eMAC中组帧成第一mPacket帧，将优先级较低的车载以太网数据在可抢占组帧模块pMAC中组帧成第二mPacket帧；

进行当前时间周期的组帧，在第一时间片内写入所述第一mPacket帧，在第二时间片内写入所述第二mPacket帧，其中，当所述第一mPacket帧在所述第一时间片内未写完时，继续占用第二时间片，且第二mPacket帧在第二时间片内位于所述第一mPacket帧的后面，当所述第二mPacket帧在第二时间片内未写完时，截取剩余的第二mPacket帧部分，并将剩余的第二mPacket帧部分写在后续时间周期的第二时间片内；

将组帧后的数据通过媒体独立接口MII发送给物理层。

优选的是，在进行基于TSN帧抢占机制的车载以太网数据传输之前，进一步包括进行帧抢占功能的验证，所述进行帧抢占功能的验证包括：

向接收端发送验证帧，如果在设定时间段内接收到响应帧，则判定帧抢占验证成功。

优选的是，所述进行帧抢占功能的验证还包括：

若在设定时间段内未接收到响应帧，则继续发送一个验证帧，如果在发送次数达到阈值后，仍未收到响应帧，则判定帧抢占验证失败。

优选的是，所述阈值为3-5次。

本申请第二方面，提供一种基于TSN帧抢占机制的车载以太网数据传输方法，应用于数据接收端，所述数据接收端的数据传输方法包括：

读取物理层通过媒体独立接口MII发送来的组帧数据，在每个时间周期中提取其中的与优先级较低的车载以太网数据对应的第二mPacket帧的部分；

通过数据校验的方式确定该周期的第二mPacket帧的部分是否组成完整正确的第二mPacket帧，如是，则将第二mPacket帧发送给接收端的可抢占组帧模块pMAC，否则，与后续时间周期内接收的第二mPacket帧的部分进行组帧，直至生成完整正确的第二mPacket帧，将该周期剩余的与优先级较高的车载以太网数据对应的第一mPacket帧发送给接收端的快速组帧模块eMAC；

分别通过接收端的快速分组通道及可抢占分组通道将数据发送给数据链路层的上层网络层。

优选的是，所述数据校验的方式包括：

将第一mPacket帧或者第二mPacket帧进行CRC校验，并维护crc_normal_chk_err信号，当CRC校验成功，将该信号置零，当CRC校验失败，则将该信号拉高。

优选的是，所述数据校验的方式包括：

将第一mPacket帧或者第二mPacket帧的帧校验序列与0x0000ffff进行异或运算后，再进行CRC校验，并维护crc_xor_chk_err信号，当CRC校验成功，将该信号置零，当CRC校验失败，则将该信号拉高。

优选的是，所述车载以太网数据包括但不限于音视频数据或者自动驾驶数据。

本申请第三方面提供了一种基于TSN帧抢占机制的车载以太网数据传输装置，应用于数据发送端，所述数据发送端包括：

数据分通道下传模块，用于将优先级较高的车载以太网数据通过预置的快速分组通道发送给快速组帧模块eMAC,将优先级较低的车载以太网数据通过预置的可抢占分组通道发送给可抢占组帧模块pMAC，其中，所述快速分组通道及所述可抢占分组通道被预置在OSI协议的网络层与数据链路层之间，所述快速组帧模块eMAC及所述可抢占组帧模块pMAC预置在所述数据链路层中；

分组模块，用于将优先级较高的车载以太网数据在快速组帧模块eMAC中组帧成第一mPacket帧，将优先级较低的车载以太网数据在可抢占组帧模块pMAC中组帧成第二mPacket帧；

MAC合并模块，用于进行当前时间周期的组帧，在第一时间片内写入所述第一mPacket帧，在第二时间片内写入所述第二mPacket帧，其中，当所述第一mPacket帧在所述第一时间片内未写完时，继续占用第二时间片，且第二mPacket帧在第二时间片内位于所述第一mPacket帧的后面，当所述第二mPacket帧在第二时间片内未写完时，截取剩余的第二mPacket帧部分，并将剩余的第二mPacket帧部分写在后续时间周期的第二时间片内；

物理层交互模块，用于将组帧后的数据通过媒体独立接口MII发送给物理层。

本申请第四方面提供了一种基于TSN帧抢占机制的车载以太网数据传输装置，应用于接收端，所述接收端包括：

帧提取模块，用于读取物理层通过媒体独立接口MII发送来的组帧数据，在每个时间周期中提取其中的与优先级较低的车载以太网数据对应的第二mPacket帧的部分；

帧校验模块，用于通过数据校验的方式确定该周期的第二mPacket帧的部分是否组成完整正确的第二mPacket帧，如是，则将第二mPacket帧发送给接收端的可抢占组帧模块pMAC，否则，与后续时间周期内接收的第二mPacket帧的部分进行组帧，直至生成完整正确的第二mPacket帧，将该周期剩余的与优先级较高的车载以太网数据对应的第一mPacket帧发送给接收端的快速组帧模块eMAC；

数据分通道上传模块，用于分别通过接收端的快速分组通道及可抢占分组通道将数据发送给数据链路层的上层网络层。

有益效果：

本申请通过TSN将抢占帧机制引入MAC子层，在数据传输冲突时，通过对低优先级数据帧的拆解，分时传输和重新组帧，保证了高优先级数据流的低延迟，同时降低了保护带的影响，避免了带宽利用率的大幅下降。

附图说明

图1是现有技术中时间片传输冲突示意图。

图2是现有的通过保护带来防止时间片传输冲突的示意图。

图3是本申请一实施例的基于TSN帧抢占机制的车载以太网数据传输方法的流程图。

图4是本申请图3所示实施例的帧抢占时间片分配示意图。

图5是帧抢占验证成功示意图。

图6是帧抢占验证失败示意图。

图7是帧抢占验证节点流程示意图。

图8是快速分组mPacket帧发送流程示意图。

图9是数据接收流程示意图。

具体实施方式

为使本申请实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，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。所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。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。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。下面结合附图对本申请的实施例进行详细说明。

本申请第一方面，一种基于TSN帧抢占机制的车载以太网数据传输方法，应用于数据发送端，所述时间发送端的TSN包括多个时间周期，每个时间周期包括第一时间片与第二时间片，所述数据发送端的数据传输方法包括：

将优先级较高的车载以太网数据通过预置的快速分组通道发送给快速组帧模块eMAC,将优先级较低的车载以太网数据通过预置的可抢占分组通道发送给可抢占组帧模块pMAC，其中，所述快速分组通道及所述可抢占分组通道被预置在OSI协议的网络层与数据链路层之间，所述快速组帧模块eMAC及所述可抢占组帧模块pMAC预置在所述数据链路层中；

将优先级较高的车载以太网数据在快速组帧模块eMAC中组帧成第一mPacket帧，将优先级较低的车载以太网数据在可抢占组帧模块pMAC中组帧成第二mPacket帧；

进行当前时间周期的组帧，在第一时间片内写入所述第一mPacket帧，在第二时间片内写入所述第二mPacket帧，其中，当所述第一mPacket帧在所述第一时间片内未写完时，继续占用第二时间片，且第二mPacket帧在第二时间片内位于所述第一mPacket帧的后面，当所述第二mPacket帧在第二时间片内未写完时，截取剩余的第二mPacket帧部分，并将剩余的第二mPacket帧部分写在后续时间周期的第二时间片内；

将组帧后的数据通过媒体独立接口MII发送给物理层。

为了附图的简洁性，将第一时间片描述为时间片1，将第二时间片描述为时间片2，同时，部分第一mPacket帧与第二mPacket帧按照与时间片1、时间片2的对应关系进行了重命名，本领域技术人员可以根据附图及上述记载加以区分。

参考图3，本申请提供的帧抢占技术属于OSI七层参考协议中的数据链路层的MAC子层，如图3所示。帧抢占技术的核心思想是，高层与MAC子层有两条独立的数据通道，分别传输能中断其他业务发送，优先级较高的快速分组通道(Express Packet),和数据发送过程能被快速分组中断，优先级较低的可抢占分组通道(Preemptable Packet)。快速分组通道将数据发送给快速组帧模块eMAC，通过MAC子层的快速组帧模块eMAC被组帧成第一mPacket帧格式的数据帧，而可抢占分组通道将数据发送给可抢占组帧模块pMAC，通过可抢占组帧模块pMAC进行第二mPacket帧的组帧。所有mPacket帧均通过数据链路层与物理层之间仅有的一个媒体独立接口(MII)与物理层进行数据的交互。TSN中的物理层与传统以太网的物理层是一致的，以保证TSN网络对传统以太网设备的兼容。

如图4所示，在数据链路发送端在时间周期1的时间片2传输可抢占分组生成的第二mPacket帧时，由于可抢占分组的mPacket帧较长，无法在时间周期1的时间片2内完整传输完毕，这里只输出部分，也即图中的首mPacket帧，即在时间周期2的时间片1窗口开启前，将可抢占分组的首部分数据组成可抢占分组的首mPacket帧传输，然后暂停可抢占分组的剩余数据传输。在时间周期2的时间片1内，快速分组的第一mPacket帧数据通过mPacket帧2(这里的命名是为了区分时间周期1的时间片1内的“mPacket帧1”)完整传输。在时间周期2的时间片2内，继续传输承载可抢占分组剩余数据的mPacket帧。可抢占分组剩余数据的传输可能会被再次抢占。由于网络的随机性，帧抢占的发生也是随机进行的，可抢占分组的传输过程不一定会被中断。

由于mPacket帧的帧长介于64Bytes到1518Bytes之间，因此帧抢占发生的条件是：当前传输的可抢占分组的mPacket帧也不小64Bytes，并且可抢占分组剩余的数据组成的mPacket帧也不小于64Bytes。在此种情况下，快速分组需要等在123Bytes的数据，以及12Bytes帧间隔的时间再进行传输。在100Mbps的网络条件下，每跳额外引入的最高时延为10.8μs，相较于背景技术中描述的未采用帧抢占机制，时延降低了一半多。

在一些可可选实施方式中，在进行基于TSN帧抢占机制的车载以太网数据传输之前，进一步包括进行帧抢占功能的验证，所述进行帧抢占功能的验证包括：

向接收端发送验证帧，如果在设定时间段内接收到响应帧，则判定帧抢占验证成功。

在一些可可选实施方式中，所述进行帧抢占功能的验证还包括：

若在设定时间段内未接收到响应帧，则继续发送一个验证帧，如果在发送次数达到阈值后，仍未收到响应帧，则判定帧抢占验证失败。

上述实施例中，帧抢占机制运行的前提是发送节点与接收节点均支持帧抢占功能。因此，首先要验证数据链路是否支持帧抢占功能。

帧抢占过程的数据传输中帧抢占验证成功如图5所示，帧抢验证失败如图6所示。帧抢占验证节点流程如图7所示，当系统初始化完成后，发送节点向接收节点发送验证帧，接收节点接收到验证帧后，向发送节点回复响应帧。如果发送节点在规定的时间内接收到响应帧，则判定帧抢占验证成功，如果发送节点在规定的时间内未收到响应帧，则再一次发送一个验证帧，如果在发送次数达到了阈值后，发送节点仍未收到响应帧，则判定帧抢占验证失败。

在一些可可选实施方式中，所述阈值为3-5次。

图8给出了进行当前时间周期的组帧过程中，快速分组mPacket帧发送流程，参考图8，当快速分组发送时，eMAC向pMAC发送发送请求信号，当pMAC回应了响应信号时，则开始将快速分组的帧内容组成mPacket帧，并通过媒体独立接口(MII)发往物理层，完成快速分组的发送流程。

本申请第二方面提供了一种基于TSN帧抢占机制的车载以太网数据传输方法，应用于数据接收端，所述数据接收端的数据传输方法包括：

读取物理层通过媒体独立接口MII发送来的组帧数据，在每个时间周期中提取其中的与优先级较低的车载以太网数据对应的第二mPacket帧的部分；

通过数据校验的方式确定该周期的第二mPacket帧的部分是否组成完整正确的第二mPacket帧，如是，则将第二mPacket帧发送给接收端的可抢占组帧模块pMAC，否则，与后续时间周期内接收的第二mPacket帧的部分进行组帧，直至生成完整正确的第二mPacket帧，将该周期剩余的与优先级较高的车载以太网数据对应的第一mPacket帧发送给接收端的快速组帧模块eMAC；

分别通过接收端的快速分组通道及可抢占分组通道将数据发送给数据链路层的上层网络层。

如图9所示，该实施例中，接收端或者接收节点需要根据接收到的mPacket帧格式的数据内容等字段，判断并接收到的mPacket帧的类型，将组成可抢占分组的mPacket帧重新组成完成的可抢占分组，发往pMAC，将其他mPacket帧发往对应的模块，进而上传至高层。

在一些可可选实施方式中，所述数据校验的方式包括：

将第一mPacket帧或者第二mPacket帧进行CRC校验，并维护crc_normal_chk_err信号，当CRC校验成功，将该信号置零，当CRC校验失败，则将该信号拉高。

在一些可可选实施方式中，所述数据校验的方式包括：

将第一mPacket帧或者第二mPacket帧的帧校验序列与0x0000ffff进行异或运算后，再进行CRC校验，并维护crc_xor_chk_err信号，当CRC校验成功，将该信号置零，当CRC校验失败，则将该信号拉高。

在一些可可选实施方式中，所述车载以太网数据包括但不限于音视频数据或者自动驾驶数据。

本申请第三方面，提供了一种基于TSN帧抢占机制的车载以太网数据传输装置，应用于数据发送端，所述数据发送端包括：

数据分通道下传模块，用于将优先级较高的车载以太网数据通过预置的快速分组通道发送给快速组帧模块eMAC,将优先级较低的车载以太网数据通过预置的可抢占分组通道发送给可抢占组帧模块pMAC，其中，所述快速分组通道及所述可抢占分组通道被预置在OSI协议的网络层与数据链路层之间，所述快速组帧模块eMAC及所述可抢占组帧模块pMAC预置在所述数据链路层中；

分组模块，用于将优先级较高的车载以太网数据在快速组帧模块eMAC中组帧成第一mPacket帧，将优先级较低的车载以太网数据在可抢占组帧模块pMAC中组帧成第二mPacket帧；

MAC合并模块，用于进行当前时间周期的组帧，在第一时间片内写入所述第一mPacket帧，在第二时间片内写入所述第二mPacket帧，其中，当所述第一mPacket帧在所述第一时间片内未写完时，继续占用第二时间片，且第二mPacket帧在第二时间片内位于所述第一mPacket帧的后面，当所述第二mPacket帧在第二时间片内未写完时，截取剩余的第二mPacket帧部分，并将剩余的第二mPacket帧部分写在后续时间周期的第二时间片内；

物理层交互模块，用于将组帧后的数据通过媒体独立接口MII发送给物理层。

本申请第四方面，提供了一种基于TSN帧抢占机制的车载以太网数据传输装置，应用于接收端，所述接收端包括：

帧提取模块，用于读取物理层通过媒体独立接口MII发送来的组帧数据，在每个时间周期中提取其中的与优先级较低的车载以太网数据对应的第二mPacket帧的部分；

帧校验模块，用于通过数据校验的方式确定该周期的第二mPacket帧的部分是否组成完整正确的第二mPacket帧，如是，则将第二mPacket帧发送给接收端的可抢占组帧模块pMAC，否则，与后续时间周期内接收的第二mPacket帧的部分进行组帧，直至生成完整正确的第二mPacket帧，将该周期剩余的与优先级较高的车载以太网数据对应的第一mPacket帧发送给接收端的快速组帧模块eMAC；

数据分通道上传模块，用于分别通过接收端的快速分组通道及可抢占分组通道将数据发送给数据链路层的上层网络层。

本申请通过TSN将抢占帧机制引入MAC子层，在数据传输冲突时，通过对低优先级数据帧的拆解，分时传输和重新组帧，保证了高优先级数据流的低延迟，同时降低了保护带的影响，避免了带宽利用率的大幅下降。

本领域技术人员应明白，本申请的实施例的“包括”一词不排除其他单元或步骤。装置权利要求中陈述的多个单元、模块或装置也可以由一个单元或总装置通过软件或硬件来实现。

附图中的流程图和框图，图示了按照本申请各种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段、或代码的一部分，模块、程序段、或代码的一部分包括一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个接连地标识的方框实际上可以基本并行地执行，他们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或总流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

本领域技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例或结合软件和硬件方面的实施例的形式。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种基于TSN帧抢占机制的车载以太网数据传输方法，其特征在于，应用于数据发送端，所述时间发送端的TSN包括多个时间周期，每个时间周期包括第一时间片与第二时间片，所述数据发送端的数据传输方法包括：

将优先级较高的车载以太网数据通过预置的快速分组通道发送给快速组帧模块eMAC,将优先级较低的车载以太网数据通过预置的可抢占分组通道发送给可抢占组帧模块pMAC，其中，所述快速分组通道及所述可抢占分组通道被预置在OSI协议的网络层与数据链路层之间，所述快速组帧模块eMAC及所述可抢占组帧模块pMAC预置在所述数据链路层中；

将优先级较高的车载以太网数据在快速组帧模块eMAC中组帧成第一mPacket帧，将优先级较低的车载以太网数据在可抢占组帧模块pMAC中组帧成第二mPacket帧；

进行当前时间周期的组帧，在第一时间片内写入所述第一mPacket帧，在第二时间片内写入所述第二mPacket帧，其中，当所述第一mPacket帧在所述第一时间片内未写完时，继续占用第二时间片，且第二mPacket帧在第二时间片内位于所述第一mPacket帧的后面，当所述第二mPacket帧在第二时间片内未写完时，截取剩余的第二mPacket帧部分，并将剩余的第二mPacket帧部分写在后续时间周期的第二时间片内；

将组帧后的数据通过媒体独立接口MII发送给物理层。

2.如权利要求1所述的基于TSN帧抢占机制的车载以太网数据传输方法，其特征在于，在进行基于TSN帧抢占机制的车载以太网数据传输之前，进一步包括进行帧抢占功能的验证，所述进行帧抢占功能的验证包括：

向接收端发送验证帧，如果在设定时间段内接收到响应帧，则判定帧抢占验证成功。

3.如权利要求2所述的基于TSN帧抢占机制的车载以太网数据传输方法，其特征在于，所述进行帧抢占功能的验证还包括：

若在设定时间段内未接收到响应帧，则继续发送一个验证帧，如果在发送次数达到阈值后，仍未收到响应帧，则判定帧抢占验证失败。

4.如权利要求3所述的基于TSN帧抢占机制的车载以太网数据传输方法，其特征在于，所述阈值为3-5次。

5.一种基于TSN帧抢占机制的车载以太网数据传输方法，其特征在于，应用于数据接收端，所述数据接收端的数据传输方法包括：

读取物理层通过媒体独立接口MII发送来的组帧数据，在每个时间周期中提取其中的与优先级较低的车载以太网数据对应的第二mPacket帧的部分；

通过数据校验的方式确定该周期的第二mPacket帧的部分是否组成完整正确的第二mPacket帧，如是，则将第二mPacket帧发送给接收端的可抢占组帧模块pMAC，否则，与后续时间周期内接收的第二mPacket帧的部分进行组帧，直至生成完整正确的第二mPacket帧，将该周期剩余的与优先级较高的车载以太网数据对应的第一mPacket帧发送给接收端的快速组帧模块eMAC；

分别通过接收端的快速分组通道及可抢占分组通道将数据发送给数据链路层的上层网络层。

6.如权利要求5所述的基于TSN帧抢占机制的车载以太网数据传输方法，其特征在于，所述数据校验的方式包括：

将第一mPacket帧或者第二mPacket帧进行CRC校验，并维护crc_normal_chk_err信号，当CRC校验成功，将该信号置零，当CRC校验失败，则将该信号拉高。

7.如权利要求5所述的基于TSN帧抢占机制的车载以太网数据传输方法，其特征在于，所述数据校验的方式包括：

将第一mPacket帧或者第二mPacket帧的帧校验序列与0x0000ffff进行异或运算后，再进行CRC校验，并维护crc_xor_chk_err信号，当CRC校验成功，将该信号置零，当CRC校验失败，则将该信号拉高。

8.如权利要求5所述的基于TSN帧抢占机制的车载以太网数据传输方法，其特征在于，所述车载以太网数据包括但不限于音视频数据或者自动驾驶数据。

9.一种基于TSN帧抢占机制的车载以太网数据传输装置，其特征在于，应用于数据发送端，所述数据发送端包括：

数据分通道下传模块，用于将优先级较高的车载以太网数据通过预置的快速分组通道发送给快速组帧模块eMAC,将优先级较低的车载以太网数据通过预置的可抢占分组通道发送给可抢占组帧模块pMAC，其中，所述快速分组通道及所述可抢占分组通道被预置在OSI协议的网络层与数据链路层之间，所述快速组帧模块eMAC及所述可抢占组帧模块pMAC预置在所述数据链路层中；

分组模块，用于将优先级较高的车载以太网数据在快速组帧模块eMAC中组帧成第一mPacket帧，将优先级较低的车载以太网数据在可抢占组帧模块pMAC中组帧成第二mPacket帧；

MAC合并模块，用于进行当前时间周期的组帧，在第一时间片内写入所述第一mPacket帧，在第二时间片内写入所述第二mPacket帧，其中，当所述第一mPacket帧在所述第一时间片内未写完时，继续占用第二时间片，且第二mPacket帧在第二时间片内位于所述第一mPacket帧的后面，当所述第二mPacket帧在第二时间片内未写完时，截取剩余的第二mPacket帧部分，并将剩余的第二mPacket帧部分写在后续时间周期的第二时间片内；

物理层交互模块，用于将组帧后的数据通过媒体独立接口MII发送给物理层。

10.一种基于TSN帧抢占机制的车载以太网数据传输装置，其特征在于，应用于接收端，所述接收端包括：

帧提取模块，用于读取物理层通过媒体独立接口MII发送来的组帧数据，在每个时间周期中提取其中的与优先级较低的车载以太网数据对应的第二mPacket帧的部分；

帧校验模块，用于通过数据校验的方式确定该周期的第二mPacket帧的部分是否组成完整正确的第二mPacket帧，如是，则将第二mPacket帧发送给接收端的可抢占组帧模块pMAC，否则，与后续时间周期内接收的第二mPacket帧的部分进行组帧，直至生成完整正确的第二mPacket帧，将该周期剩余的与优先级较高的车载以太网数据对应的第一mPacket帧发送给接收端的快速组帧模块eMAC；

数据分通道上传模块，用于分别通过接收端的快速分组通道及可抢占分组通道将数据发送给数据链路层的上层网络层。

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