CN116033036A - 一种车载以太网数据路由的实现方法、装置、模块及介质 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种车载以太网数据路由的实现方法、装置、模块及介质。所述方法包括：接收第二模块发送的以太网帧，所述以太网帧为所述第二模块基于预设以太网路由表，通过以太网协议转换得到；从所述以太网帧中提取出预设私有协议报文；基于所述私有协议报文完成以太网数据到车载网络数据路由。该方法通过预设以太网路由表能够解决多种以太网应用层协议的以太网数据与多种传统车载网络数据之间的路由问题。
Description
技术领域
本发明实施例涉及车载通信技术领域，尤其涉及一种车载以太网数据路由的实现方法、装置、模块及介质。
背景技术
汽车智能化、网联化的高速发展，以及汽车电子电气功能的日益复杂，对汽车电子控制单元的处理能力和连接电子控制单元的车载网络带宽提出了更高的要求。因此，汽车领域引入了高性能的微处理器(Microprocessor Unit，MPU)以及以太网等技术。传统的车载处理器一般为微控制单元(Microcontroller Unit，MCU)，传统的车载网络通信技术一般包括CAN总线即控制器局域网络总线技术、LIN总线即局域互联网络技术以及FlexRay技术(FlexRay Consortium)等。在当前的汽车电子电气架构中，传统的MCU与高性能的MPU，传统的车载网络通信技术与以太网技术并存；在MPU之间、MPU与MCU之间一般采用以太网进行通信，而MCU之间的数据交互则采用传统的车载网络通信技术。但是，无法实现以太网网络与传统车载网络之间的数据交互。
目前车载领域涉及的以太网网络与传统车载网络之间的数据路由为根据当前架构的特点，一般由MCU实现。由于以太网数据的应用层协议以及传统车载网络技术种类较多，目前行业内缺少较为通用的以太网路由设计方法，一般都是针对具体协议，如SOME/IP转CAN的路由设计。
发明内容
本发明的目的在于，提供了一种车载以太网数据路由的实现方法、装置、模块及介质，能够通过预设以太网路由表能够解决多种以太网应用层协议的以太网数据与多种传统车载网络数据之间的路由问题。
第一方面，本发明实施例提供了一种车载以太网数据路由的实现方法，由第一模块执行，包括：
接收第二模块发送的以太网帧，所述以太网帧为所述第二模块基于预设以太网路由表，通过以太网协议转换得到；
从所述以太网帧中提取出预设私有协议报文；
基于所述私有协议报文完成以太网数据到车载网络数据路由。
第二方面，本发明实施例还提供了一种数据路由的实现方法，由第二模块执行，包括：
基于预设以太网路由表，通过以太网协议转化模块完成标准以太网应用层协议报文与预设私有协议报文的转换；
将转换后的预设私有协议报文打包；
将打包的预设私有协议报文进行封装得到以太网帧；
将所述以太网帧发送给第一模块，以实现以太网数据到车载网络数据路由。
第三方面，本发明实施例还提供了一种车载以太网数据路由的实现装置，设置于第一模块端，包括：
接收模块，用于接收第二模块发送的以太网帧，所述以太网帧为所述第二模块基于预设以太网路由表，通过以太网协议转换得到；
提取模块，用于从所述以太网帧中提取出预设私有协议报文；
完成模块，用于基于所述私有协议报文完成以太网数据到车载网络数据路由。
第四方面，本发明实施例还提供了一种车载以太网数据路由的实现装置，设置于第二模块，包括：
转换模块，用于基于预设以太网路由表，通过以太网协议转化模块完成标准以太网应用层协议报文与预设私有协议报文的转换；
打包模块，用于将转换后的预设私有协议报文进行打包；
封装模块，用于将打包好的预设私有协议报文进行封装得到以太网帧；
发送模块，用于将所述以太网帧发送给第一模块，以实现以太网数据到车载网络数据路由。
第五方面，本发明实施例还提供了一种第一模块，包括：
一个或多个处理器；
存储装置，用于存储一个或多个程序；
所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器用于实现本发明任意实施例中所述的车载以太网数据路由的实现方法。
第六方面，本发明实施例还提供了一种第二模块，包括：
一个或多个处理器；
存储装置，用于存储一个或多个程序；
所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器用于实现本发明任意实施例中所述的车载以太网数据路由的实现方法。
第七方面，本发明实施例还提供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发明任意实施例所提供的车载以太网数据路由的实现方法。
本发明实施例提供了一种车载以太网数据路由的实现方法、装置、模块及介质，首先接收第二模块发送的以太网帧，所述以太网帧为所述第二模块基于预设以太网路由表，通过以太网协议转换得到；然后从所述以太网帧中提取出预设私有协议报文；最后基于所述私有协议报文完成以太网数据到车载网络数据路由。利用上述技术方案，能够解决多种以太网应用层协议的以太网数据与多种传统车载网络数据之间的路由问题，且可以有效提高开放效率，降低路由的时延。
附图说明
图1为本发明实施例一所提供的一种车辆的结构示意图；
图2为本发明实施例二所提供的一种车载以太网数据路由的实现方法的流程示意图；
图3为本发明实施例三所提供的一种车载以太网数据路由的实现方法的流程示意图；
图4为本发明实施例三所提供的一种数据路由的实现方法中的预设私有协议报文的结构示意图；
图5为本发明实施例四所提供的一种车载以太网数据路由的实现方法的流程示意图；
图6为本发明实施例五所提供的一种车载以太网数据路由的实现方法的结构示意图；
图7为本发明实施例六所提供的一种车载以太网数据路由的实现方法的流程示意图；
图8为本发明实施例七所提供的一种车载以太网数据路由的实现装置的结构示意图；
图9为本发明实施例八所提供的一种车载以太网数据路由的实现装置的结构示意图；
图10为本发明实施例九所提供的一种车载以太网数据路由的实现装置的结构示意图；
图11为本发明实施例十提供的一种第二模块的结构示意图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本发明的实施例。虽然附图中显示了本发明的某些实施例，然而应当理解的是，本发明可以通过各种形式来实现，而且不应该被解释为限于这里阐述的实施例，相反提供这些实施例是为了更加透彻和完整地理解本发明。应当理解的是，本发明的附图及实施例仅用于示例性作用，并非用于限制本发明的保护范围。
应当理解，本发明的方法实施方式中记载的各个步骤可以按照不同的顺序执行，和/或并行执行。此外，方法实施方式可以包括附加的步骤和/或省略执行示出的步骤。本发明的范围在此方面不受限制。
本发明实施方式中的多个装置之间所交互的消息或者信息的名称仅用于说明性的目的，而并不是用于对这些消息或信息的范围进行限制。
实施例一
图1为本发明实施例一所提供的一种车辆的结构示意图，如图1所示，车辆包括第一模块和第二模块。通过第一模块和第二模块可以实现以太网数据到传统车载网络数据路由以及传统车载网络数据到以太网数据路由。
其中，第一模块可以为一种微控制器，示例性的，第一模块可以为MCU，在本实施例中MCU指在车载领域常见的低功耗、低成本、处理能力较低的微控制器。运行在MCU上的操作系统或软件平台主要是汽车开放系统架构(Automotive Open System Architecture，AUTOSAR)。
具体的，第一模块可以包括汽车开放系统架构，汽车开放系统架构的基础软件层可以包括基础软件模块、套接字适配器模块以及协议数据单元路由器模块。此外，第一模块还可以包括通信模块。
其中，第二模块可以为一种微处理器，示例性的，第二模块可以为MPU，在本实施例中MPU指集成了MPU的SoC(System on chip)。MPU具备强大的数据处理能力和非常高的运行频率等特点，运行于MPU上的操作系统主要包括基于POSIX规范的通用操作系统，例如Linux，QNX等。具体的，第二模块端可以包括以太网协议转化模块。
其中，AUTOSAR是一种汽车嵌入式软件标准，也可以指遵循AUTOSAR标准规范的基础软件平台。AUTOSAR软件架构可以包括应用软件层(Application layer)，实时运行环境(RTE，Real-Time Environment)以及基础软件层(BSW，Basic Software)。BSW中包含标准的AUTOSAR通信协议栈，AUTOSAR的网络通信分层模型包括：交互层信号I-Signal，交互层协议数据单元I-PDU以及数据链路层帧Frame等，数据经由各层封装成多种Frame在物理通道中传输，多种Frame可以包括：以太网(Ethernet)、控制器局域网络(Controller AreaNetwork,CAN)、局域互联网络(Local Interconnect Network，LIN)以及FlexRay(FlexRayConsortium)等。若一个功能，例如协议转换或数据转换通过配置AUTOSAR BSW的标准模块来实现，则相比于编写应用层软件开放效率会更高且软件处理时延会更低。
其中，以太网是一种已经在工业及互联网领域实践多年的高带宽、高性价比的网络技术，带宽可达100M、1G，甚至多G，是一种物理层及数据链层技术。
需要说明的是，传统的车载通信协议，例如CAN、LIN、FlexRay等具备高实时性和高可靠性等特点，在当前的车载网络中仍然具有不可替代性，但是上述传统的车载通信协议的带宽较低，一般不超过10M。
本发明实施例一提供的一种车辆，可以解决基于DDS、HTTP等多种以太网应用层协议的以太网数据与多种传统车载网络数据之间的路由问题，并在MCU的基础软件层实现以太网与传统车载网络的路由，从而降低以太网路由实现的复杂的，提高开发效率，降低路由的延时。
实施例二
图2为本发明实施例二所提供的一种车载以太网数据路由的实现方法的流程示意图，该方法可适用于以太网网络与传统车载网络之间进行数据交互的情况，该方法可以由车载以太网数据路由的实现装置来执行，其中该装置可由软件和/或硬件实现，并一般集成在第一模块上。
如图2所示，本发明实施例二提供的一种车载以太网数据路由的实现方法，实现了以太网数据到传统车载网络数据路由，包括如下步骤：
S110、接收第二模块发送的以太网帧，所述以太网帧为所述第二模块基于预设以太网路由表，通过以太网协议转换得到。
需要说明的是，本实施例中所提及的以太网数据，在网络及传输层采用传输控制协议(Transmission Control Protocol，TCP)或网际互联协议(Internet Protocol，IP)，应用层采用超文本传输协议(hypertext transport protocol，HTTP)、面向实时系统的数据分布服务(Data Distribution Service for Real-Time Systems、DDS)以及SOME/IP等协议。此外需要说明的是，HTTP，DDS协议与AUTOSAR不兼容。
在本实施例中，以太网帧可以通过以下方式得到：基于预设以太网路由表，通过第二模块端的以太网协议转化模块完成标准以太网应用层协议与预设私有协议的转换；第二模块将转换后的私有协议报文通过TCP或用户数据报协议(User Datagram Protocol，UDP)传输协议进行打包，并逐层封装成以太网帧发送给第一模块，以使第一模块可以接收第二模块发送的以太网帧。
其中，预设以太网路由表可以为预先制定后存储在第二模块端的路由表，预设以太网路由表中主要可以包括映射关系以及排布位置。
具体的，映射关系可以包括以太网标准应用层协议报文、预设私有协议报文的有效荷载参数以及车载网络协议中定义的信号之间的映射关系。
其中，以太网标准应用层协议可以包括HTTP协议、DDS协议以及SOME IP协议等；预设私有协议可以为预先设置的一种自定义协议；传统车载网络协议可以包括CAN协议、LIN协议以及FlexRay协议。
表1为本发明实施例二所提供的映射关系表，表1中展示了不同DDS协议参数、预设私有协议参数以及传统车载网络协议信号之间的映射关系。
表1本发明实施例二提供的映射关系表
| DDS协议参数 | 预设私有协议参数 | 传统车载网络协议信号 |
| VehiclelnfoStruct.VehicleSpeed | VehicleSpeed | VehSpeedSignal |
| VehiclelnfoStruct.WheelSpeed | WheelSpeed | WhlSpeedSignal |
| VehiclelnfoStruct.MotorTorque | MotorTorque | MotorTorqueSignal |
由表1可知，当DDS协议参数为VehiclelnfoStruct.VehicleSpeed时，对应的预设私有协议参数为VehicleSpeed，对应的传统车载网络协议信号为VehSpeedSignal；当DDS协议参数为VehiclelnfoStruct.WheelSpeed，对应的预设私有协议参数为WheelSpeed，对应的传统车载网络协议信号为WhlSpeedSignal；当DDS协议参数为VehiclelnfoStruct.MotorTorque，对应的预设私有协议参数为MotorTorque，对应的传统车载网络协议信号为MotorTorqueSignal。
具体的，排布位置可以包括第二模块中以太网私有协议报文的参数在有效荷载中的排布位置，以及第一模块中的以太网信号在交互层协议数据单元中的排布位置。
表2为本发明实施例二所提供的排布位置展示表，表2中展示了预设私有协议参数、以太网协议数据单元长度、MPU中以太网私有协议报文的参数在有效荷载中的起始位置、MCU中的以太网信号在交互层协议数据单元中的起始位置以及对应的排布方式。其中，默认排布方式为Motorola MSB。
表2本发明实施例二提供的排布位置展示表
由表2可知，当预设私有协议参数为VehicleSpeed，对应的以太网协议数据单元长度为3，对应的MPU中以太网私有协议报文的参数在有效荷载中的起始位置为第7位，对应的MCU中的以太网信号在交互层协议数据单元中的起始位置为第3位，对应的排布方式为Motorola MSB；当预设私有协议参数为WheelSpeed，对应的以太网协议数据单元长度为3，对应的MPU中以太网私有协议报文的参数在有效荷载中的起始位置为第15位，对应的MCU中的以太网信号在交互层协议数据单元中的起始位置为第10位，对应的排布方式为MotorolaMSB；当预设私有协议参数为MotorTorque，对应的排布方式为Motorola MSB；当预设私有协议参数为WheelSpeed，对应的以太网协议数据单元长度为3，对应的MPU中以太网私有协议报文的参数在有效荷载中的起始位置为第23位，对应的MCU中的以太网信号在交互层协议数据单元中的起始位置为第18位，对应的排布方式为Motorola MSB。
S120、从所述以太网帧中提取出预设私有协议报文。
在本实施例中，从以太网帧中提取预设私有协议报文的方式可以为：通过汽车开放系统架构中的模块对以太网帧进行解包，并提取出预设私有协议报文，发送给套接字适配器模块。
从以太网帧中提取出预设私有协议报文的过程此处不做详细说明，具体过程可参考实施例三。
S130、基于所述预设私有协议报文完成以太网数据到车载网络数据路由。
在本实施例中，基于预设私有协议报文可以将需要路由的交互层信号路由至目标车载网络通道。基于预设私有协议报文完成以太网数据到车载网络数据路由的具体过程此处不做详细说明，具体过程可参考实施例三。其中，目标车载网络通道可以为用于以太网数据与传统车载网络数据进行路由的通道，目标车载网络通道可以包括CAN通道、LIN通道以及FlexRay通道等，目标车载网络通道可以根据具体情况确定。
本发明实施例二提供的一种车载以太网数据路由的实现方法，首先接收第二模块发送的以太网帧，所述以太网帧为所述第二模块基于预设以太网路由表，通过以太网协议转换得到；然后从所述以太网帧中提取出预设私有协议报文；最终基于所述私有协议报文完成以太网数据到车载网络数据路由。上述方法通过在汽车开放系统架构的基础软件层实现以太网与传统车载网络的路由，能够降低以太网路由实现的复杂度，提高开发效率，并降低路由的时延。
进一步的，传统车载网络数据到以太网数据的路由的实现过程包括如下步骤：
步骤1、第一模块接收目标车载网络通道的网段发出的信号，通过通信模块的信号路由功能将信号路由至以太网网段；
步骤2、第一模块通过汽车开放系统架构的基础软件层中的套接字适配器模块、协议数据单元路由器模块、TCP/IP模块、Ethernet Diver模块、Ethernet Interface模块将以太网信号封装成预设私有协议的以太网报文发送至第二模块，
步骤3、第二模块通过以太网协议转换模块实现预设私有协议与标准以太网应用协议的转换。
通过上述步骤可以实现传统车载网络数据到以太网数据的路由。
实施例三
图3为本发明实施例三所提供的一种车载以太网数据路由的实现方法的流程示意图，本实施例三在上述各实施例的基础上进行优化。本实施例具体化了从所述以太网帧中提取出预设私有协议报文的步骤，本实施例尚未详尽的内容请参考实施例二。
如图3所示，本发明实施例三提供的一种车载以太网数据路由的实现方法，包括如下步骤：
S210、接收第二模块发送的以太网帧，所述以太网帧为所述第二模块基于预设以太网路由表，通过以太网协议转换得到。
S220、通过汽车开放系统架构的基础软件层中的基础软件模块逐步对所述以太网帧进行解包。
在本实施例中，汽车开放系统架构的基础软件层是基于以太网路由表配置生成的，基础软件模块可以包括Ethernet Diver模块、Ethernet Interface模块以及TCP/IP模块。
其中，该步骤中的解包操作可以将以太网帧中的TCP/UDP报头去掉，是一个基础的解包过程。将解包后提取到的预设私有协议报文发送给SoAd模块。
S230、从解包后的以太网帧中提取出预设私有协议报文。
其中，预设私有协议报文为兼容所述汽车开放系统架构的私有以太网应用层协议报文，预设私有协议报文包括信息标识字段、长度字段以及有效载荷字段；其中，信息标识字段用于标识一组数据，一组数据对应汽车开放系统架构中的一个交互层协议数据单元；长度字段表示有效载荷的长度；有效载荷字段包含一个或多个参数，有效载荷的参数的数据类型采用兼容汽车开放系统架构的基础数据类型，一个有效载荷参数可以对应汽车开放系统架构中的一个交互层信号。
图4为本发明实施例三所提供的一种数据路由的实现方法中的预设私有协议报文的结构示意图。由图4可知，一个信息标识字段占32比特，用于标识一组数据，一组数据可以对应汽车开放系统架构中的一个交互层协议数据单元；长度字段占32比特，表示有效载荷的长度为32比特；有效荷载字段为变长字段，包含一个或多个参数，参数的数据类型采用兼容AUTOSAR的基础数据类型。
表3为本发明实施例三所提供的基础数据类型表。其中，协议报头应该按照网络字节顺序编码，有效载荷中的参数可以按照预设以太网路由表中的定义进行排布，默认排布方式为Motorola MSB。该私有协议报文支持通过UDP和TCP协议进行打包和网络传输。
表3本发明实施例三提供的基础数据类型表
示例性的，由表3可知若数据类型为uint8，则该数据为长度为8比特的无符号整型数据，若数据类型为float 32，则该数据为长度为32比特的浮点数数据。
S240、基于所述私有协议报文完成以太网数据到车载网络数据路由。
本发明实施例三提供的一种车载以太网数据路由的实现，具体化了从以太网帧中提取预设私有协议报文的过程。该方法利用预设私有协议报文，并通过该私有协议与AUTOSAR的兼容性，能够解决多种以太网应用层协议的以太网数据与多种传统车载网络数据之间的路由问题。
实施例四
图5为本发明实施例四所提供的一种车载以太网数据路由的实现方法的流程示意图，本实施例四在上述各实施例的基础上进行优化。本实施例具体化了基于所述私有协议报文完成以太网数据到车载网络数据路由的步骤，本实施例尚未详尽的内容请参考实施例二。
如图5所示，本发明实施例四提供的一种车载以太网数据路由的实现方法，包括如下步骤：
S310、接收第二模块发送的以太网帧，所述以太网帧为所述第二模块基于预设以太网路由表，通过以太网协议转换得到。
S320、从所述以太网帧中提取出预设私有协议报文。
S330、根据所述预设私有协议报文获取汽车开放系统架构中的交互层协议数据单元。
在本实施例中，通过汽车开放系统架构中的模块可以将预设私有报文的有效荷载转换成对应的汽车开放系统架构中的交互层协议数据单元。
具体的，根据所述预设私有协议报文得到汽车开放系统架构中的交互层协议数据单元，包括：通过所述汽车开放系统架构的基础软件层中的套接字适配器模块以及协议数据单元路由器模块识别出所述预设私有协议报文的报头；将所述报头去除得到有效载荷；将所述有效载荷转换成对应的汽车开放系统架构中的交互层协议数据单元。
上述过程可以理解为，汽车开放系统架构的基础软件层中的套接字适配器模块以及协议数据单元路由器模块可以识别预设私有协议报文的报头，并完成解包，将私有协议报文的有效载荷直接转换成对应的汽车开放系统架构中的交互层协议数据单元。
S340、将所述交互层协议数据单元中需要路由的交互层信号路由至目标车载网络通道。
在本实施例中，通过MCU的通信模块可以将交互层协议数据单元中需要路由的交互层信号路由至目标车载网络通道。
具体的，将所述交互层协议数据单元中需要路由的交互层信号路由至目标车载网络通道，包括：通过通信模块从所述交互层协议数据单元中截取需要路由的交互层信号，所述通信模块为所述第一通信节点中的模块；通过所述通信模块中的信号路由功能将所述交互层信号路由至目标车载网络通道。
上述过程可以理解为，MCU的通信模块从交互层协议数据单元中截取到需要路由的交互层信号，并通过通信模块中的信号路由功能实现将交互层信号路由至目标网络通道。
本发明实施例四提供的一种车载以太网数据路由的实现，具体化了基于所述私有协议报文完成以太网数据到车载网络数据路由的过程。该方法能够在第一模块的汽车开放系统架构中的标准软件模块实现以太网数据与多种传统车载网络数据的路由。
实施例五
图6为本发明实施例五所提供的一种车载以太网数据路由的实现方法的结构示意图，该方法可适用于以太网网络与传统车载网络之间进行数据交互的情况，该方法可以由车载以太网数据路由的实现装置来执行，其中该装置可由软件和/或硬件实现，并一般集成在第二模块上。
如图6所示，本发明实施例五所提供的一种车载以太网数据路由的实现方法，实现了以太网数据到传统车载网络数据路由，包括如下步骤：
S410、基于预设以太网路由表，通过以太网协议转化模块完成标准以太网应用层协议报文与预设私有协议报文的转换。
本实施例中所提及的以太网数据，在网络及传输层采用TCP/IP协议，应用层采用HTTP、DDS以及SOME/IP等协议。此外需要说明的是，HTTP，DDS协议与AUTOSAR不兼容。
在本实施例中，预设以太网路由表包括映射关系以及排布位置；
其中，映射关系包括以太网标准应用层协议报文、预设私有协议报文的有效荷载参数以及车载网络协议中定义的信号之间的映射关系；排布位置包括所述第二模块中以太网私有协议报文的参数在有效荷载中的排布位置，以及第一模块中的以太网信号在交互层协议数据单元中的排布位置。
在本实施例中，预设私有协议报文为兼容所述汽车开放系统架构的私有以太网应用层协议报文，所述预设私有协议报文包括信息标识字段、长度字段以及有效载荷字段；
其中，信息标识字段用于标识一组数据，一组数据对应所述汽车开放系统架构中的一个交互层协议数据单元；长度字段表示有效载荷的长度；有效载荷字段包含一个或多个参数，有效载荷的参数的数据类型采用兼容汽车开放系统架构的基础数据类型，一个有效载荷参数可以对应汽车开放系统架构中的一个交互层信号。
在本实施例中，基于预设以太网路由表，通过以太网协议转化模块完成标准以太网应用层协议报文与预设私有协议报文的转换的具体过程此处不做详细展开，具体过程可以参考实施例六。
S420、将转换后的预设私有协议报文打包。
S430、将打包的预设私有协议报文进行封装得到以太网帧。
S440、将所述以太网帧发送给第一模块，以实现以太网数据到车载网络数据路由。
在本实施例中，将以太网帧发送给第一模块后，第一模块根据以太网帧实现以太网数据到车载网络数据路由的过程可以参考实施例二到实施例四，此处不做赘述。
本发明实施例五所提供的一种车载以太网数据路由的实现方法，首先基于预设以太网路由表，通过以太网协议转化模块完成标准以太网应用层协议报文与预设私有协议报文的转换；然后将转换后的预设私有协议报文打包；之后将打包的预设私有协议报文进行封装得到以太网帧；最后将所述以太网帧发送给第一模块，以实现以太网数据到车载网络数据路由。上述方法通过MPU的高数据处理能力，在MPU端完成以太网应用协议到该私有协议的快速转换，能够解决基于DDS、HTTP等多种以太网应用层协议的以太网数据与多种传统车载网络数据之间的路由问题。
实施例六
图7为本发明实施例六所提供的一种车载以太网数据路由的实现方法的流程示意图，本实施例六在上述各实施例的基础上进行优化。本实施例具体化了基于预设以太网路由表实现标准以太网应用层协议报文与预设私有协议报文的转换的步骤，本实施例尚未详尽的内容请参考实施例五。
如图7所示，本发明实施例六提供的一种车载以太网数据路由的实现方法，包括如下步骤：
S510、基于预设以太网路由表，通过以太网协议转换模块以及转换策略实现标准以太网应用层协议报文与预设私有协议报文的转换。
在本实施例中，转换策略包括：一个以太网标准应用层协议报文与对应的一个预设私有协议报文进行互相转换；基于所述预设以太网路由表的映射关系，将所述以太网标准应用层协议报文的有效载荷中的参数转换为对应的预设私有协议报文的一个或多个有效载荷参数；所述对应的预设私有协议报文的一个或多个有效载荷参数与车载网络协议中定义的信号一一对应，且所述一个或多个有效载荷参数与所述车载网络协议中定义的信号的数据范围相同。
示例性的，标准以太网应用层协议例如HTTP，DDS及SOME/IP与预设私有协议报文的基本转换策略如下：
1、一个HTTP、DDS及SOME/IP报文，如一个DDS请求/响应报文或一个SOME/IP请求/响应报文与一个预设私有协议报文互转；
2、基于预设以太网路由表中数据的映射关系，HTTP，DDS及SOME/IP报文有效载荷中的参数转换为该预设私有协议中的一个或多个参数；
3、转换后的参数与传统车载网络协议中定义的信号一一对应，且数据表示范围相同。
以太网协议转换模块可以通过以上所述的转换策略实现标准以太网应用层协议报文与预设私有协议报文的转换。
S520、将转换后的预设私有协议报文打包。
S530、将打包的预设私有协议报文进行封装得到以太网帧。
S540、将所述以太网帧发送给第一模块，以实现以太网数据到车载网络数据路由。
本发明实施例六提供的一种车载以太网数据路由基于预设以太网路由表，通过以太网协议转化模块完成标准以太网应用层协议报文与预设私有协议报文的转换的过程。该方法利用转换策略可以实现标准以太网应用层协议报文与预设私有协议报文的转换，解决多种以太网应用层协议的以太网数据与多种传统车载网络数据之间的路由问题。
实施例七
图8为本发明实施例七所提供的一种车载以太网数据路由的实现装置的结构示意图，该装置可适用于以太网网络与传统车载网络之间进行数据交互的情况，其中该装置可由软件和/或硬件实现，并一般集成在第一模块上。
如图8所示，该装置包括：接收模块810、提取模块820以及完成模块830。
在本实施例中，该装置首先通过接收模块810接收第二模块发送的以太网帧，所述以太网帧为所述第二模块基于预设以太网路由表，通过以太网协议转换得到；其次通过提取模块820从所述以太网帧中提取出预设私有协议报文；最后通过完成模块830基于所述私有协议报文完成以太网数据到车载网络数据路由。
本实施例提供了一种车载以太网数据路由的实现装置，该装置通过预设以太网路由表能够解决多种以太网应用层协议的以太网数据与多种传统车载网络数据之间的路由问题。
进一步的，提取模块820具体用于：通过汽车开放系统架构的基础软件层中的基础软件模块逐步对所述以太网帧进行解包；从解包后的以太网帧中提取出预设私有协议报文。
在上述优化的基础上，完成模块830包括获取子模块以及路由子模块，所述获取子模块用于根据所述预设私有协议报文获取汽车开放系统架构中的交互层协议数据单元；路由子模块用于将所述交互层协议数据单元中需要路由的交互层信号路由至目标车载网络通道。
基于上述技术方案，获取子模块具体用于：通过所述汽车开放系统架构的基础软件层中的套接字适配器模块以及协议数据单元路由器模块识别出所述预设私有协议报文的报头；将所述报头去除得到有效载荷；将所述有效载荷转换成对应的汽车开放系统架构中的交互层协议数据单元。
基于上述技术方案，路由子模块具体用于：通过通信模块从所述交互层协议数据单元中截取需要路由的交互层信号，所述通信模块为所述第一通信节点中的模块；通过所述通信模块中的信号路由功能将所述交互层信号路由至目标车载网络通道。
进一步的，预设以太网路由表包括映射关系以及排布位置；
其中，所述映射关系包括以太网标准应用层协议报文、预设私有协议报文的有效荷载参数以及车载网络协议中定义的信号之间的映射关系；
所述排布位置包括所述第二模块中以太网私有协议报文的参数在有效荷载中的排布位置，以及所述第一模块中的以太网信号在交互层协议数据单元中的排布位置。
进一步的，预设私有协议报文为兼容所述汽车开放系统架构的私有以太网应用层协议报文，所述预设私有协议报文包括信息标识字段、长度字段以及有效载荷字段；
其中，所述信息标识字段用于标识一组数据，所述一组数据对应所述汽车开放系统架构中的一个交互层协议数据单元；所述长度字段表示有效载荷的长度；所述有效载荷字段包含一个或多个参数，所述有效载荷的参数的数据类型采用兼容所述汽车开放系统架构的基础数据类型，一个所述有效载荷参数可以对应汽车开放系统架构中的一个交互层信号。
上述车载以太网数据路由的实现装置可执行本发明任意实施例所提供的车载以太网数据路由的实现方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。
实施例八
图9为本发明实施例八所提供的一种车载以太网数据路由的实现装置的结构示意图，该装置可适用于以太网网络与传统车载网络之间进行数据交互的情况，其中该装置可由软件和/或硬件实现，并一般集成在第二模块上。
如图9所示，该装置包括：转换模块910、打包模块920、封装模块930以及发送模块940。
在本实施例中，该装置首先通过转换模块910基于预设以太网路由表，通过以太网协议转化模块完成标准以太网应用层协议报文与预设私有协议报文的转换；然后通过打包模块920将转换后的预设私有协议报文进行打包；之后通过封装模块930将打包好的预设私有协议报文进行封装得到以太网帧；最后通过发送模块940将所述以太网帧发送给第一模块，以实现以太网数据到车载网络数据路由。
本实施例提供了一种车载以太网数据路由的实现装置，能够完成以太网应用协议到该私有协议的快速转换。
进一步的，转换模块910具体用于：基于预设以太网路由表，通过以太网协议转换模块以及转换策略实现标准以太网应用层协议报文与预设私有协议报文的转换。
基于上述技术方案，所述转换策略包括：
一个以太网标准应用层协议报文与对应的一个预设私有协议报文进行互相转换；
基于所述预设以太网路由表的映射关系，将所述以太网标准应用层协议报文的有效载荷中的参数转换为对应的预设私有协议报文的一个或多个有效载荷参数；
所述对应的预设私有协议报文的一个或多个有效载荷参数与车载网络协议中定义的信号一一对应，且所述一个或多个有效载荷参数与所述车载网络协议中定义的信号的数据范围相同。
进一步的，所述预设私有协议报文为兼容所述汽车开放系统架构的私有以太网应用层协议报文，所述预设私有协议报文包括信息标识字段、长度字段以及有效载荷字段；
其中，所述信息标识字段用于标识一组数据，所述一组数据对应所述汽车开放系统架构中的一个交互层协议数据单元；所述长度字段表示有效载荷的长度；所述有效载荷字段包含一个或多个参数，所述有效载荷的参数的数据类型采用兼容所述汽车开放系统架构的基础数据类型，一个所述有效载荷参数可以对应汽车开放系统架构中的一个交互层信号。
进一步的，所述预设以太网路由表包括映射关系以及排布位置；
其中，所述映射关系包括以太网标准应用层协议报文、预设私有协议报文的有效荷载参数以及车载网络协议中定义的信号之间的映射关系；
所述排布位置包括所述第二模块中以太网私有协议报文的参数在有效荷载中的排布位置，以及所述第一模块中的以太网信号在交互层协议数据单元中的排布位置。
上述车载以太网数据路由的实现装置可执行本发明任意实施例所提供的车载以太网数据路由的实现方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。
实施例九
图10为本发明实施例九所提供的一种第一模块的结构示意图。如图10所示，本发明实施例九提供的第一模块包括：一个或多个处理器41和存储装置42；该第一模块中的处理器41可以是一个或多个，图10中以一个处理器41为例；存储装置42用于存储一个或多个程序；所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器41执行，使得所述一个或多个处理器41实现如本发明实施例中任一项所述的车载以太网数据路由的实现方法。
所述第一模块还可以包括：输入装置43和输出装置44。
第一模块中的处理器41、存储装置42、输入装置43和输出装置44可以通过总线或其他方式连接，图10中以通过总线连接为例。
该第一模块中的存储装置42作为一种计算机可读存储介质，可用于存储一个或多个程序，所述程序可以是软件程序、计算机可执行程序以及模块，如本发明实施例二到实施例四所提供的车载以太网数据路由的实现方法对应的程序指令/模块(例如，附图8所示的车载以太网数据路由的实现装置中的模块，包括：接收模块810、提取模块820以及完成模块830)。处理器41通过运行存储在存储装置42中的软件程序、指令以及模块，从而执行第一模块的各种功能应用以及数据处理，即实现上述方法实施例中的车载以太网数据路由的实现方法。
存储装置42可包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序；存储数据区可存储根据第一模块的使用所创建的数据等。此外，存储装置42可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实例中，存储装置42可进一步包括相对于处理器41远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至设备。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
输入装置43可用于接收输入的数字或字符信息，以及产生与第一模块的用户设置以及功能控制有关的键信号输入。输出装置44可包括显示屏等显示设备。
并且，当上述第一模块所包括一个或者多个程序被所述一个或者多个处理器41执行时，程序进行如下操作：
接收第二模块发送的以太网帧，所述以太网帧为所述第二模块基于预设以太网路由表，通过以太网协议转换得到；
从所述以太网帧中提取出预设私有协议报文；
基于所述私有协议报文完成以太网数据到车载网络数据路由。
实施例十
图11为本发明实施例十提供的一种第二模块的结构示意图。如图11所示，本发明实施例九提供的第二模块包括：一个或多个处理器51和存储装置52；该第二模块中的处理器51可以是一个或多个，图11中以一个处理器51为例；存储装置52用于存储一个或多个程序；所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器51执行，使得所述一个或多个处理器51实现如本发明实施例中任一项所述的车载以太网数据路由的实现方法。
所述第二模块还可以包括：输入装置53和输出装置54。
第二模块中的处理器51、存储装置52、输入装置53和输出装置54可以通过总线或其他方式连接，图11中以通过总线连接为例。
该第二模块中的存储装置52作为一种计算机可读存储介质，可用于存储一个或多个程序，所述程序可以是软件程序、计算机可执行程序以及模块，如本发明实施例五或实施例六所提供的车载以太网数据路由的实现方法对应的程序指令/模块(例如，附图9所示的车载以太网数据路由的实现装置中的模块，包括：接收模块810、提取模块820以及完成模块830)。处理器51通过运行存储在存储装置52中的软件程序、指令以及模块，从而执行第二模块的各种功能应用以及数据处理，即实现上述方法实施例中的车载以太网数据路由的实现方法。
存储装置52可包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序；存储数据区可存储根据第二模块的使用所创建的数据等。此外，存储装置52可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实例中，存储装置52可进一步包括相对于处理器51远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至设备。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
输入装置53可用于接收输入的数字或字符信息，以及产生与第二模块的用户设置以及功能控制有关的键信号输入。输出装置54可包括显示屏等显示设备。
并且，当上述第二模块所包括一个或者多个程序被所述一个或者多个处理器51执行时，程序进行如下操作：
基于预设以太网路由表，通过以太网协议转化模块完成标准以太网应用层协议报文与预设私有协议报文的转换；
将转换后的预设私有协议报文打包；
将打包的预设私有协议报文进行封装得到以太网帧；
将所述以太网帧发送给第一模块，以实现以太网数据到车载网络数据路由。
实施例十一
本发明实施例十一提供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用于执行车载以太网数据路由的实现方法。
如由第一模块执行的方法，该方法包括：
接收第二模块发送的以太网帧，所述以太网帧为所述第二模块基于预设以太网路由表，通过以太网协议转换得到；
从所述以太网帧中提取出预设私有协议报文；
基于所述私有协议报文完成以太网数据到车载网络数据路由。
如由第二模块执行的方法，该方法包括：
基于预设以太网路由表，通过以太网协议转化模块完成标准以太网应用层协议报文与预设私有协议报文的转换；
将转换后的预设私有协议报文打包；
将打包的预设私有协议报文进行封装得到以太网帧；
将所述以太网帧发送给第一模块，以实现以太网数据到车载网络数据路由。
可选的，该程序被处理器执行时还可以用于执行本发明任意实施例所提供的车载以太网数据路由的实现方法。
本发明实施例的计算机存储介质，可以采用一个或多个计算机可读的介质的任意组合。计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质。计算机可读存储介质例如可以是，但不限于，电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、只读存储器(Read Only Memory，ROM)、可擦式可编程只读存储器(ErasableProgrammable Read Only Memory，EPROM)、闪存、光纤、便携式CD-ROM、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。
计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于：电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。
计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于：无线、电线、光缆、无线电频率(Radio Frequency，RF)等等，或者上述的任意合适的组合。
可以以一种或多种程序设计语言或其组合来编写用于执行本发明操作的计算机程序代码，所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言，诸如Java、Smalltalk、C++，还包括常规的过程式程序设计语言，诸如“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络，包括局域网(LAN)或广域网(WAN)，连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。
Claims (15)
1.一种车载以太网数据路由的实现方法，其特征在于，应用于车辆，所述车辆包括第一模块和第二模块，所述第一模块执行方法包括：
接收第二模块发送的以太网帧，所述以太网帧为所述第二模块基于预设以太网路由表，通过以太网协议转换得到；
从所述以太网帧中提取出预设私有协议报文；
基于所述私有协议报文完成以太网数据到车载网络数据路由。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述从所述以太网帧中提取出预设私有协议报文，包括：
通过汽车开放系统架构的基础软件层中的基础软件模块逐步对所述以太网帧进行解包；
从解包后的以太网帧中提取出预设私有协议报文。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述预设私有协议报文完成以太网数据到车载网络数据路由，包括：
根据所述预设私有协议报文获取汽车开放系统架构中的交互层协议数据单元；
将所述交互层协议数据单元中需要路由的交互层信号路由至目标车载网络通道。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述预设私有协议报文得到汽车开放系统架构中的交互层协议数据单元，包括：
通过所述汽车开放系统架构的基础软件层中的套接字适配器模块以及协议数据单元路由器模块识别出所述预设私有协议报文的报头；
将所述报头去除得到有效载荷；
将所述有效载荷转换成对应的汽车开放系统架构中的交互层协议数据单元。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述将所述交互层协议数据单元中需要路由的交互层信号路由至目标车载网络通道，包括：
通过通信模块从所述交互层协议数据单元中截取需要路由的交互层信号，所述通信模块为所述第一通信节点中的模块；
通过所述通信模块中的信号路由功能将所述交互层信号路由至目标车载网络通道。
6.一种车载以太网数据路由的实现方法，其特征在于，应用于车辆，所述车辆包括第一模块和第二模块，所述第二模块执行方法包括：
基于预设以太网路由表，通过以太网协议转化模块完成标准以太网应用层协议报文与预设私有协议报文的转换；
将转换后的预设私有协议报文打包；
将打包的预设私有协议报文进行封装得到以太网帧；
将所述以太网帧发送给第一模块，以实现以太网数据到车载网络数据路由。
7.根据权利要求1或6所述的方法，其特征在于，所述预设私有协议报文为兼容所述汽车开放系统架构的私有以太网应用层协议报文，所述预设私有协议报文包括信息标识字段、长度字段以及有效载荷字段；
其中，所述信息标识字段用于标识一组数据，所述一组数据对应所述汽车开放系统架构中的一个交互层协议数据单元；所述长度字段表示有效载荷的长度；所述有效载荷字段包含一个或多个参数，所述有效载荷的参数的数据类型采用兼容所述汽车开放系统架构的基础数据类型，一个所述有效载荷参数可以对应汽车开放系统架构中的一个交互层信号。
8.根据权利要求1或6所述的方法，其特征在于，所述预设以太网路由表包括映射关系以及排布位置；
其中，所述映射关系包括以太网标准应用层协议报文、预设私有协议报文的有效荷载参数以及车载网络协议中定义的信号之间的映射关系；
所述排布位置包括所述第二模块中以太网私有协议报文的参数在有效荷载中的排布位置，以及所述第一模块中的以太网信号在交互层协议数据单元中的排布位置。
9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述基于预设以太网路由表实现标准以太网应用层协议报文与预设私有协议报文的转换，包括：
基于预设以太网路由表，通过以太网协议转换模块以及转换策略实现标准以太网应用层协议报文与预设私有协议报文的转换。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述转换策略包括：
一个以太网标准应用层协议报文与对应的一个预设私有协议报文进行互相转换；
基于所述预设以太网路由表的映射关系，将所述以太网标准应用层协议报文的有效载荷中的参数转换为对应的预设私有协议报文的一个或多个有效载荷参数；
所述对应的预设私有协议报文的一个或多个有效载荷参数与车载网络协议中定义的信号一一对应，且所述一个或多个有效载荷参数与所述车载网络协议中定义的信号的数据范围相同。
11.一种车载以太网数据路由的实现装置，其特征在于，设置于第一模块端，所述装置包括：
接收模块，用于接收第二模块发送的以太网帧，所述以太网帧为所述第二模块基于预设以太网路由表，通过以太网协议转换得到；
提取模块，用于从所述以太网帧中提取出预设私有协议报文；
完成模块，用于基于所述私有协议报文完成以太网数据到车载网络数据路由。
12.一种车载以太网数据路由的实现装置，其特征在于，设置于第二模块端，所述装置包括：
转换模块，用于基于预设以太网路由表，通过以太网协议转化模块完成标准以太网应用层协议报文与预设私有协议报文的转换；
打包模块，用于将转换后的预设私有协议报文进行打包；
封装模块，用于将打包好的预设私有协议报文进行封装得到以太网帧；
发送模块，用于将所述以太网帧发送给第一模块，以实现以太网数据到车载网络数据路由。
13.一种第一模块，其特征在于，包括：
一个或多个处理器；
存储装置，用于存储一个或多个程序；
所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器用于执行权利要求1-5任一项所述的车载以太网数据路由的实现方法。
14.一种第二模块，其特征在于，包括：
一个或多个处理器；
存储装置，用于存储一个或多个程序；
所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器用于执行权利要求6-10任一项所述的车载以太网数据路由的实现方法。
15.一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1-10任一项所述的车载以太网数据路由的实现方法。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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| PP01 | Preservation of patent right |
Effective date of registration: 20250110 Granted publication date: 20241025 |