CN116232780A - 用于通讯域控制器的分层级电源管控方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于通讯域控制器的分层级电源管控方法，本发明的主要设计构思在于，基于业务需求，区分不同的唤醒事件，并执行对应的唤醒动作，采用分层级的上下电控制策略，优化了上下电的时间，有效控制整车功耗。具体地，检测不同唤醒源，并控制上电控制中不同的工作区，通过软件过滤实现区分不同的唤醒后的业务场景；此外设置多组下电工作区，基于不同的上电路径，选择下电工作区予以执行。本发明基于业务场景对不同的外设进行上电下电控制，解决通讯域控制器在被唤醒后静态功耗大、上电时间长以及异常场景下导致的整车电流波动、下电休眠时间长等关键问题。

Description

用于通讯域控制器的分层级电源管控方法

技术领域

本发明涉及自动驾驶技术领域，尤其涉及一种用于通讯域控制器的分层级电源管控方法。

背景技术

随着汽车领域进入全面推行L2、积极探索L3级自动驾驶阶段，传感器之间交叉融合，需求量大幅度提升，单一的机电一体系统已满足不了汽车电子技术发展的需要，车载电子领域已踏上系统与系统之间的一体化集成道路。汽车电子智能化、网联化、集成化趋势已然势不可挡。集成车载以太网网关技术、高精度定位技术、V2X技术及车联网T-BOX的通讯域控制器囊括车内、车外、车云全方位通讯交互功能，是整车通讯网络发展的前沿技术与必然趋势。

MCU是通讯域控制器的核心模块，负责与车内节点进行通讯交互。MCU连接CAN收发器模块，负责和整车进行CAN通讯的交互，同时要支持CAN报文唤醒的功能。MCU连接以太网交换机模块，5G及3A模块通过交换机进行通讯，同时车内其他以太网节点通过该交换机与通讯域控制器进行以太网通讯；MCU连接5G模组，可以实现远程对MCU进行升级功能；MCU连接V2X模组，将获取的整车CAN信息上报给V2X。同时，MCU承担了整个通讯域控制器电源管理的功能，MCU负责对CAN收发器、以太网交换机、5G模组、3A模组等外设进行上电、下电控制。

MCU需要开发电源管理的策略，以实现各外设的上电、下电管理，同时保证控制器休眠后要达到静态功耗的要求(一般单件功耗小于2mA)。MCU在休眠的情况下，收到有效的唤醒源后，要对相关的外设进行上电，以实现功能需求。有效的唤醒源包含IG本地电源唤醒、CAN报文唤醒、5G网络唤醒等，但对于不同的唤醒源，并不必须要所有的外设供电都开启，如在远程升级MCU的情况下，5G模块收到指令后，只需要唤醒MCU即可，其他外设如V2X模组、以太网交换机、CAN收发器芯片等并不需要工作，否则在升级的情况下，可能导致消耗电流过大。因此，需要根据具体的应用场景，区分哪些外设要打开。

现有技术方案中电源管理策略相互耦合，未对电源管理基于业务场景进行分区控制，存在如下问题：

1、唤醒后所有的模块都工作，导致功耗大，且唤醒后上电的时间长；

2、针对非预期CAN报文唤醒后，MCU频繁上下电，导致整车电流波动；

3、针对偶发的预期接收CAN报文唤醒后，下电休眠时间长。

发明内容

鉴于上述，本发明旨在提供一种用于通讯域控制器的分层级电源管控方法，以解决前述提及的技术问题。

本发明采用的技术方案如下：

本发明提供了一种用于通讯域控制器的分层级电源管控方法，其中包括：

唤醒源被触发有效；

检测唤醒源优先级，根据优先级设置对应的上电请求标示；

在执行对应的上电工作区前，判断对应的上电工作区标识是否有效；

若上电工作区标识有效，则执行对应的上电工作区，并判断上电工作区是否执行完成；

若出现超时上电，则触发异常处理模式；若完成上电，则将对应的下电工作区置位有效；

执行对应的下电工作区，并判断下电工作区是否执行完成；

若出现超时下电，则触发异常处理模式。

在其中至少一种可能的实现方式中，所述上电工作区包括：对应以太网交换机上电控制的第一上电工作区、对应5G模组上电控制的第二上电工作区、以及对应V2X模组上电控制的第三上电工作区。

在其中至少一种可能的实现方式中，所述下电工作区包括：对应太网交换机上电操作的第一下电工作区、对应5G模组下电操作的第二下电工作区、对应V2X模组下电操作的第三下电工作区，以及触发直接下电且设置MCU进入休眠模式的第四下电工作区。

在其中至少一种可能的实现方式中，所述触发异常处理模式包括：直接切换并执行所述第四下电工作区。

在其中至少一种可能的实现方式中，在下电阶段，触发异常处理模式还包括：若在下电过程中接收到有效的唤醒时间，则重新进行上电控制。

在其中至少一种可能的实现方式中，所述管控方法还包括：当接收到非期望报文时，执行硬件过滤且不触发上电流程；若仅接收到偶发的一帧期望报文时，执行所述第四下电工作区。

在其中至少一种可能的实现方式中，所述优先级为：I G唤醒>CAN唤醒>5G网络唤醒。

在其中至少一种可能的实现方式中，当较高优先级的唤醒事件发生后，重置上电请求标示。

本发明的主要设计构思在于，基于业务需求，区分不同的唤醒事件，并执行对应的唤醒动作，采用分层级的上下电控制策略，优化了上下电的时间，有效控制整车功耗。具体地，检测不同唤醒源，并控制上电控制中不同的工作区，通过软件过滤实现区分不同的唤醒后的业务场景；此外设置多组下电工作区，基于不同的上电路径，选择下电工作区予以执行。本发明基于业务场景对不同的外设进行上电下电控制，解决通讯域控制器在被唤醒后静态功耗大、上电时间长以及异常场景下导致的整车电流波动、下电休眠时间长等关键问题。

附图说明

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步描述，其中：

图1为本发明实施例提供的用于通讯域控制器的分层级电源管控方法的流程图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，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，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

本发明提出了一种用于通讯域控制器的分层级电源管控方法的实施例，具体来说，如图1所示，其中包括：

步骤S1、唤醒源被触发有效；

步骤S2、检测唤醒源优先级，根据优先级设置对应的上电请求标示；

步骤S3、在执行对应的上电工作区前，判断对应的上电工作区标识是否有效；

步骤S4、若上电工作区标识有效，则执行对应的上电工作区，并判断上电工作区是否执行完成；

步骤S5、若出现超时上电，则触发异常处理模式；若完成上电，则将对应的下电工作区置位有效；

步骤S6、执行对应的下电工作区，并判断下电工作区是否执行完成；

步骤S7、若出现超时下电，则触发异常处理模式。

进一步地，所述上电工作区包括对应以太网交换机上电控制的第一上电工作区、对应5G模组上电控制的第二上电工作区、以及对应V2X模组上电控制的第三上电工作区。

进一步地，所述下电工作区包括：对应太网交换机上电操作的第一下电工作区、对应5G模组下电操作的第二下电工作区、对应V2X模组下电操作的第三下电工作区，以及触发直接下电(关闭外设总电源)且设置MCU进入休眠模式的第四下电工作区。

基于此，所述触发异常处理模式包括：直接切换并执行所述第四下电工作区。

进一步地，在下电阶段，触发异常处理模式还包括：若在下电过程中接收到有效的唤醒时间，则重新进行上电控制。

由此，所述方法还包括：当接收到非期望报文时，执行硬件过滤且不触发上电流程；若仅接收到偶发的一帧期望报文时，执行所述第四下电工作区。

最后还可以说明的是，所述优先级为：IG唤醒>CAN唤醒>5G网络唤醒；基于此，当较高优先级的唤醒事件发生后，重置上电请求标示。

前述各实施例可以基于下述电源管理系统架构予以实现，其包含唤醒源模块、唤醒源检测模块、上电执行模块、下电执行模块、异常处理模块。

这里所述的唤醒源模块可以包含第一唤醒源、第二唤醒源、第三唤醒源。

其中，第一唤醒源代表IG硬线唤醒，当用户按点火开关至0N档后，该第一唤醒源有效，表征用户期望使用车辆的功能，该种优先级最高，在这种情况下，所有的功能均需要开启。

第二唤醒源代表CAN唤醒，总线的CAN报文被CAN收发器接收到后，可先进行硬件过滤，通过硬件过滤后传递给MCU，MCU根据CAN报文中的内容，来确定唤醒的功能模块，这里可参考下述报文示例表格：

byte0

byte1

byte2

byte3

byte4

byte5

byte6

byte7

SA

DA

唤醒参数

/

/

/

/

/

SA：代表唤醒报文的源地址；

DA：代表唤醒报文的目标地址；

唤醒参数：通过枚举的方式，表征唤醒的事件；例如：0x00代表完全唤醒、0x1代表仅唤醒以太网交换机。

接续前文，第三唤醒源代表5G网络唤醒，MCU与5g模块之间通过uart连接，传输控制指令格式和CAN相似。其中，同样可通过枚举的方式，例如：0x00代表完全唤醒、0x1代表OTA升级唤醒(仅需要给5G模组上电)。

所述唤醒源检测模块识别不同的唤醒源，并进行优先级判断，设置不同的上电请求标示。这里的优先级为：IG唤醒>CAN唤醒>5G网络唤醒；进一步地，当高优先级唤醒事件发生后，重置上电请求标识。

所述上电执行模块，设置了三组上电工作区。第一上电工作区执行对以太网交换机的上电控制、第二上电工作区执行对5G模组的上电控制、第三上电工作区执行对V2X模组的上电控制。进入每组上电工作区前需要判断对应的上电工作区标识，同时，该工作区上电完成后会置位工作区完成标识，当工作区未完成上电时，则调用异常处理程序。

所述下电执行模块，设置了四组下电工作区，前三组下电工作区与上电工作区对应，分别执行对以太网交换机、5G模组、V2X模组的下电操作；正常下电会置位工作区完成标识，当工作区未完成下电时，会调用异常处理程序。而第四组下电工作区执行关闭外设总电源、设置MCU为休眠模式。

关于异常处理模块，执行对上电、下电过程的异常处理，包括但不限于三种异常上电处理流程，以及三种异常下电处理流程。具体异常上电处理流程为当检测到某一种上电超时时，直接切换到上述第四下电工作区；异常下电处理流程，一方面检测到某一种下电超时后，直接切换到上述第四下电工作区，另一方面，若在检测到下电过程中收到有效的唤醒时间后，重新进行上电的操作。

尤其地，当接收到非期望报文时，执行硬件过滤，不触发上电流程；而当仅接收到偶发的一帧期望报文时，执行第四下电工作区，触发直接下电。

这里再以下述5G模组升级MCU作为实例，进一步描述整个测试过程：

(1)MCU处于休眠的状态下(1G处于OFF状态)，5G模组收到远程升级指令后，唤醒MCU，该场景下只需要将5G模组上电即可。

(2)唤醒源检测模块检测到有效的唤醒源后，将第一上电工作区有效标志置无效、第二上电工作区有效标志置有效、第三上电工作区有效标志置无效。

(3)上电执行模块仅执行第二上电工作区，即5G模组的上电。

(4)当完成上电后，将第二下电工作区有效标志置有效。

(5)当升级完成后，5G不再需要网络，需要执行休眠的动作，执行第二下电工作区(第四下电工作区)完成下电的动作。

综上所述，本发明的主要设计构思在于，基于业务需求，区分不同的唤醒事件，并执行对应的唤醒动作，采用分层级的上下电控制策略，优化了上下电的时间，有效控制整车功耗。具体地，检测不同唤醒源，并控制上电控制中不同的工作区，通过软件过滤实现区分不同的唤醒后的业务场景；此外设置多组下电工作区，基于不同的上电路径，选择下电工作区予以执行。本发明基于业务场景对不同的外设进行上电下电控制，解决通讯域控制器在被唤醒后静态功耗大、上电时间长以及异常场景下导致的整车电流波动、下电休眠时间长等关键问题。

本发明实施例中，“至少一个”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示单独存在A、同时存在A和B、单独存在B的情况。其中A，B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“以下至少一项”及其类似表达，是指的这些项中的任意组合，包括单项或复数项的任意组合。例如，a，b和c中的至少一项可以表示：a，b，c，a和b，a和c，b和c或a和b和c，其中a，b，c可以是单个，也可以是多个。

以上依据图式所示的实施例详细说明了本发明的构造、特征及作用效果，但以上仅为本发明的较佳实施例，需要言明的是，上述实施例及其优选方式所涉及的技术特征，本领域技术人员可以在不脱离、不改变本发明的设计思路以及技术效果的前提下，合理地组合搭配成多种等效方案；因此，本发明不以图面所示限定实施范围，凡是依照本发明的构想所作的改变，或修改为等同变化的等效实施例，仍未超出说明书与图示所涵盖的精神时，均应在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种用于通讯域控制器的分层级电源管控方法，其特征在于，包括：

唤醒源被触发有效；

检测唤醒源优先级，根据优先级设置对应的上电请求标示；

在执行对应的上电工作区前，判断对应的上电工作区标识是否有效；

若上电工作区标识有效，则执行对应的上电工作区，并判断上电工作区是否执行完成；

若出现超时上电，则触发异常处理模式；若完成上电，则将对应的下电工作区置位有效；

执行对应的下电工作区，并判断下电工作区是否执行完成；

若出现超时下电，则触发异常处理模式。

2.根据权利要求1所述的用于通讯域控制器的分层级电源管控方法，其特征在于，所述上电工作区包括：对应以太网交换机上电控制的第一上电工作区、对应5G模组上电控制的第二上电工作区、以及对应V2X模组上电控制的第三上电工作区。

3.根据权利要求1所述的用于通讯域控制器的分层级电源管控方法，其特征在于，所述下电工作区包括：对应太网交换机上电操作的第一下电工作区、对应5G模组下电操作的第二下电工作区、对应V2X模组下电操作的第三下电工作区，以及触发直接下电且设置MCU进入休眠模式的第四下电工作区。

4.根据权利要求3所述的用于通讯域控制器的分层级电源管控方法，其特征在于，所述触发异常处理模式包括：直接切换并执行所述第四下电工作区。

5.根据权利要求3所述的用于通讯域控制器的分层级电源管控方法，其特征在于，在下电阶段，触发异常处理模式还包括：若在下电过程中接收到有效的唤醒时间，则重新进行上电控制。

6.根据权利要求3所述的用于通讯域控制器的分层级电源管控方法，其特征在于，所述管控方法还包括：当接收到非期望报文时，执行硬件过滤且不触发上电流程；若仅接收到偶发的一帧期望报文时，执行所述第四下电工作区。

7.根据权利要求1～6任一项所述的用于通讯域控制器的分层级电源管控方法，其特征在于，所述优先级为：IG唤醒>CAN唤醒>5G网络唤醒。

8.根据权利要求7所述的用于通讯域控制器的分层级电源管控方法，其特征在于，当较高优先级的唤醒事件发生后，重置上电请求标示。

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