CN116685913A - 用于运行车辆的多个外围设备的方法、计算机可读介质、系统和车辆 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于运行车辆的多个外围设备、尤其是外围设备的多个集成电路的方法，所述方法包括：接收车辆的一个或多个应用的多个资源请求，所述多个资源请求中的资源请求请求车辆的所述多个外围设备中的一个或多个外围设备的资源；存储所述多个资源请求；接收资源配置文件；根据所接收的所述多个资源请求和所接收的资源配置文件确定车辆的所述多个外围设备中的每个外围设备的目标运行状态；并且根据所确定的目标运行状态来控制所述多个外围设备，使得所述多个外围设备中的相应外围设备的实际运行状态相应于所述多个外围设备中的相应外围设备的所确定的目标运行状态。

Description

用于运行车辆的多个外围设备的方法、计算机可读介质、系统 和车辆

技术领域

本发明涉及一种用于运行车辆的多个外围设备、尤其是外围设备的多个集成电路的方法。本发明还涉及一种用于运行车辆的多个外围设备、尤其是外围设备的多个集成电路的计算机可读介质，一种用于运行车辆的多个外围设备、尤其是外围设备的多个集成电路的系统，以及一种包括所述系统的车辆。

背景技术

车辆控制器的能量效率可以降低具有内燃机的车辆的CO₂足迹(碳足迹)或延长电池电动车辆的续驶里程。由现有技术已知减小车辆中的控制器的CPU功率，以便降低控制器的能量消耗。车辆控制器可以包括一个或多个外围设备。车辆控制器的外围设备和尤其是车辆控制器的外围设备的集成电路到目前为止在车辆中只能静态地被关断，以便降低外围设备的电流消耗并且因此也降低控制器的电流消耗。

发明内容

因此，本发明的任务是更有效地运行车辆控制器的一个或多个外围设备。本发明的任务尤其是更有效地、尤其是更节能地运行车辆控制器的外围设备的集成电路。

该任务通过独立权利要求的特征来解决。本发明的有利实施方式和扩展方案由从属权利要求得出。

根据第一方面，本发明的特征在于一种用于运行车辆的多个外围设备、尤其是外围设备的多个集成电路的方法。所述方法可以是计算机实现的方法和/或控制器实现的方法。所述多个外围设备可以包括1、2、3、4、5、…个外围设备。优选所述多个外围设备包括至少两个外围设备。每个外围设备可以包括集成在车辆控制器中的一个或多个集成电路。车辆控制器还可以包括处理器，该处理器可以控制控制器的外围设备的集成电路。优选所述多个外围设备中的外围设备集成在车辆的一个或多个控制器中。车辆可以是机动车。车辆可以是部分自动、高度自动和/或全自动行驶的车辆。车辆可以是电池电动车辆、插电式混合动力电动车辆、氢动力车辆或内燃机驱动的车辆。

所述方法包括接收车辆的一个或多个应用的多个资源请求，所述多个资源请求中的资源请求请求车辆的所述多个外围设备中的一个或多个外围设备的一个或多个资源。车辆的所述一个或多个应用优选是在车辆的一个或多个控制器上并行执行的应用。外围设备的资源例如可以是由外围设备的集成电路提供的外围设备的功能。该方法还包括存储多个资源请求。优选所述多个资源请求存储在数据库和/或易失性或非易失性缓存中。

该方法还包括接收资源配置文件。资源配置文件可以包括用于每个资源的一个或多个规则，所述规则规定不得超过或不得低于的资源特定的阈值。该方法包括根据所接收的多个资源请求和所接收的资源配置文件确定车辆的所述多个外围设备中的每个外围设备的目标运行状态。目标运行状态可以规定外围设备是否被需要并且因此不能被关断，或者外围设备是否不被需要并且因此可以被关断。最后，该方法包括根据所确定的目标运行状态来控制所述多个外围设备，使得所述多个外围设备中的相应外围设备的实际运行状态相应于所述多个外围设备中的相应外围设备的所确定的目标运行状态。优选控制所述多个外围设备包括根据相应外围设备的目标运行状态和/或实际运行状态来关断或接通外围设备的集成电路。

有利的是，通过针对车辆的多个应用的多个资源请求确定目标运行状态，可以确定车辆控制器的多个外围设备的节能运行状态。控制器和因此车辆能够更节能地运行。这可以导致减少具有内燃机的车辆的CO₂足迹或增加电池电动车辆的续驶里程。

根据本发明的一种有利实施方式，外围设备可以是车辆的控制器的外围设备或外围设备可以是车辆的信息娱乐系统的外围设备。此外，外围设备可以是车辆其它控制器、例如用于控制行走机构、驾驶员辅助系统和/或车辆进入的控制器的外围设备。

根据本发明的另一种有利实施方式，所述多个资源请求中的资源请求可以包括时间戳，和/或所述多个资源请求中的资源请求可以包括所述资源请求的类型。

根据本发明的另一种有利实施方式，该方法还可以包括关于外围设备的相应资源以及关于一个或多个预定时间间隔处理所存储的多个资源请求，在处理所存储的多个资源请求之后移除所存储的多个资源请求，并且根据所处理的多个资源请求和所接收的资源配置文件确定车辆的所述多个外围设备中的每个外围设备的目标运行状态。由此，可以更有效地确定每个外围设备的目标运行状态。

根据本发明的另一种有利实施方式，关于外围设备的相应资源以及关于一个或多个预定时间间隔处理所存储的多个资源请求可以包括聚合所存储的多个资源请求；和/或关于外围设备的相应资源以及关于一个或多个预定时间间隔处理所存储的多个资源请求可以包括转换所存储的多个资源请求。由此，可以灵活地处理所存储的多个资源请求，以便于简化确定目标运行状态。

根据本发明的另一种有利实施方式，根据所接收的和/或所处理的多个资源请求以及所接收的资源配置文件确定车辆的所述多个外围设备中的每个外围设备的目标运行状态可以包括在使用所接收的和/或所处理的多个资源请求的情况下训练分类器，基于分类器对外围设备的资源进行分类，借助所接收的资源配置文件的一个或多个过滤规则来过滤外围设备的经分类的资源，并且根据所接收的资源配置文件确定外围设备的经分类的资源的目标运行状态。由此可以有效地动态地确定外围设备的目标运行状态。

根据本发明的另一种有利实施方式，根据所接收的和/或所处理的多个资源请求和所接收的资源配置文件确定车辆的所述多个外围设备中的每个外围设备的目标运行状态还可以包括接收所述多个外围设备中的一个或多个外围设备的错误的实际运行状态和不可执行的资源请求。可以在使用不可执行的资源请求的情况下训练分类器。由此可以有效地改善目标运行状态的确定，从而在根据目标运行状态调整实际运行状态时避免外围设备的错误的实际运行状态。

根据另一方面，本发明的特征在于一种用于运行车辆外围设备的计算机可读介质，所述计算机可读介质包括指令，所述指令当在控制器或计算机上执行时实施上述方法。

根据另一方面，本发明的特征在于一种用于运行车辆外围设备的系统，所述系统设置用于实施上述方法。

根据另一方面，本发明的特征在于一种车辆，其包括上述用于运行车辆外围设备的系统。

本发明的其它特征由权利要求、附图和附图说明得出。所有在上面在说明书中提到的特征和特征组合以及下面在附图说明中提到的和/或在附图中单独示出的特征和特征组合不仅可以以分别给出的组合、而且也可以以其它组合或单独地使用。

附图说明

下面借助附图说明本发明的优选实施例。由此得到本发明的其它细节、优选的实施方式和扩展方案。附图如下：

图1示意性示出用于运行车辆外围设备的示例性系统；

图2示意性示出用于运行车辆外围设备的示例性方法。

具体实施方式

图1详细示出用于运行车辆外围设备、尤其是用于运行车辆外围设备的集成电路的系统100。系统100例如可以是车辆的控制器或信息娱乐系统。此外，系统100可以是用于控制行走机构、驾驶员辅助系统和/或车辆进入的控制器。

在车辆的具有多个外围设备的控制器或信息娱乐系统中，通常不能将外围设备的集成电路置于节能运行状态中。例如当关断外围设备的集成电路时，例如通过切断或中断集成电路的供电，可以实现节能工作状态。系统100可以实施如图2所示的用于运行外围设备的方法200。

一般而言，系统100可以连续地确定系统100的所有外围设备的目标运行状态。目标运行状态规定关于当前应用情况需要外围设备的哪些集成电路。当前应用情况包括当前在系统上运行的所有应用。

外围设备的集成电路可以包括用于无线或有线通信接口、如蓝牙、WiFi和/或USB的集成电路、用于显示设备的集成电路、用于摄像机的集成电路、用于定位系统的集成电路、用于基于卫星的导航系统的集成电路、用于音频系统和/或视频系统的集成电路。外围设备的集成电路可以与计算单元、如处理器或芯片上系统集成在控制器的一个或多个印刷电路板上。外围设备的每个集成电路都可以动态地被置于节能运行状态中。节能运行状态例如可以通过借助集成电路的复位引脚复位集成电路或通过切断集成电路的供电来实现。例如可以通过负载分配器、例如用于集成电路的供电的开关来切断供电，该负载分配器控制单个的集成电路的供电，或者通过关断与多个集成电路连接的汇流排来切断供电。

系统100可以在应用层102上执行多个应用104、106、108、110、112。优选系统100可以同时执行多个应用。应用可以是背景应用和具有图形用户界面的应用。应用可以是本地应用或在运行时环境中执行的应用。每个应用可以直接或间接地生成一个资源请求或多个资源请求。资源请求可能需要一个或多个外围设备的一个或多个集成电路的资源。例如一个资源请求可以包括通过作为第一外围设备的蓝牙芯片的通信并且另一资源请求可以包括通过作为第二外围设备的音频芯片的音频输出。

系统100可以包括资源请求收集单元114。优选资源请求收集单元114是系统100的操作系统116的一部分。资源请求收集单元114可以接收202一个或多个应用的多个资源请求。如上所述，所述多个资源请求中的资源请求可以请求多个外围设备中的一个或多个外围设备的资源。优选资源请求收集单元114可以接收在应用层102上执行的每个应用的所有资源请求。通过资源请求收集单元114将系统100的所有应用的所有资源请求存储在数据库中，资源请求收集单元114具有所有资源请求所需资源的完整概览。

资源请求收集单元114可以将应用的资源请求传送到外围设备的驱动程序软件。替代地，资源请求收集单元114可以从外围设备的驱动程序软件或操作系统116的另一组件接收应用的资源请求的副本。此外，资源请求收集单元114可以从外围设备的驱动程序软件接收并存储关于外围设备的集成电路的资源故障的消息。驱动程序软件例如可以向资源请求收集单元114传送硬件缺陷，其可以作为附加信息被添加到资源请求并存储在资源请求收集单元114的数据库中。

资源请求收集单元114可以存储204所接收的多个资源请求。资源请求收集单元114可以将所接收的多个资源请求存储在数据库中。资源请求可以包括时间戳或类型。如果资源请求不包括时间戳，则资源请求收集单元114可以给资源请求添加时间戳，使得每个资源请求包括时间戳。资源请求的类型可以是对外围设备的读取请求、写入请求、配置请求或状态查询。

此外，资源请求收集单元114可以处理所存储的多个资源请求。资源请求收集单元114可以确定相同类型的资源请求的频率。资源请求单元114可以将所确定的资源请求的频率与资源请求一起存储在数据库中。

资源请求收集单元114可以聚合一个或多个预定的时间间隔内对外围设备的相应资源的所有请求。下面，表1示出将资源请求的时间戳示例性转换为三个预定时间间隔的每个时间间隔的资源请求：

表1：预定时间间隔内的资源请求的频率

表1中的不同预定时间间隔的资源请求的频率给出由应用使用外围设备的集成电路的时间顺序概况。表1示出导航系统的集成电路在最后10s间隔中没有被使用。因此，可以关断导航系统的集成电路以节省能量。相反，USB的集成电路仅在最后10ms间隔中被1000个资源请求使用。这种表现可能表示一个使用USB接口的新应用的启动或者一个已经运行的应用在最后10ms间隔内执行了需要USB接口的功能。蓝牙/WiFi的集成电路在最后1s时间间隔内被使用。在之前的9s内没有使用蓝牙/WiFi的集成电路，因为不需要该集成电路。因此，蓝牙/WiFi的集成电路本可以在这个时间间隔内被关断。串行器/解串器的集成电路在最后10s内被控制器应用连续使用。在该集成电路中不能节省能量。用于图像处理的集成电路在最后10s间隔内被使用，但只是在最后10s间隔的开始，而不是在10s间隔的最后一秒。用于图像处理的集成电路不再被应用所需要，并且因而可以切换到节能运行模式。

将资源请求的时间戳转换为不同时间间隔的每个时间间隔的请求可以用于确定针对资源决策单元124的特征，所述资源决策单元例如可以使用资源决策单元124的机器学习方法。此外，通过将资源请求的时间戳转换为每个时间间隔的请求可以减少资源请求收集单元114的数据库中存储的资源请求的数量。时间戳已经由资源请求收集单元处理的资源请求可以从数据库中移除。

资源请求收集单元114可以将资源请求、时间戳、资源请求的频率连续地传送到资源决策单元124，和/或将存储在数据库中的所有其它数据连续地传送到资源决策单元124。

资源决策单元124可以从资源请求收集单元114接收资源请求、时间戳、资源请求的频率、以及存储在资源请求收集单元114数据库中的所有其它数据。此外，资源决策单元124可以从过程控制单元126接收206资源配置文件。

资源决策单元124可以从所接收的数据中确定当前需要外围设备的哪些资源。尤其是资源决策单元124可以确定当前需要外围设备的哪些集成电路以及不需要哪些集成电路。为此资源决策单元124可以根据所接收的多个资源请求和所接收的资源配置文件确定208针对外围设备的每个集成电路的目标运行状态。目标运行状态为外围设备的每个集成电路规定集成电路是否可以被置于节能运行状态中或必须继续运行。

资源决策单元124可以基于规则地规定关于每个集成电路的目标运行状态的决策。附加或替代地，资源决策单元124可以借助于机器学习方法、例如神经网络确定关于目标运行状态的决策。神经网络的训练可以在车辆外部服务器上进行。

资源决策单元124可以将目标运行状态确定为外围设备的所有集成电路的多类别分类问题或确定为每个单独集成电路的二进制分类问题。可以借助于资源配置文件和/或收集和/或转换的资源请求来生成用于多类别分类问题的特征向量。资源配置文件可以包括添加到特征向量中的特征。例如资源配置文件可以规定针对每个集成电路的最大启动时间和/或最大延迟。最大启动时间和/或最大延迟可以作为特征添加到特征向量中。此外，可以为多类别分类问题规定外围设备的组合，这些外围设备出现在特定应用场景中并形成一类多类别分类问题。

替代地，资源决策单元124可以将针对外围设备的每个单独集成电路的目标运行状态确定为二进制分类问题。二进制分类的结果是相应的集成电路应要么被接通要么被关断。

多类别分类问题和二进制分类问题这两个分类问题都可以通过已知的线性和/或非线性分类算法来解决。线性和非线性分类算法的示例是：深度神经网络、决策树、k最邻近或支持向量机。由资源决策单元使用哪种分类算法可以取决于类别数量、控制器的可用计算功率和场景的复杂度，例如同时执行的应用的数量和/或这些应用需要哪些资源。优选资源决策单元124的分类算法可以由所接收的配置文件规定。

此外，资源决策单元124可以包括状态机。状态机可以延迟向资源提供单元128传送目标运行状态。具体而言，状态机可以将滤波器应用于外围设备的目标运行状态。滤波器可以是低频带滤波器或迟滞曲线。通过将滤波器应用于目标运行状态，可以消除集成电路的运行模式的快速、短时的变换。可以避免在不能通过关断一个或多个集成电路实现节能或仅能实现小于预定最小阈值的节能的时间段中和/或在通过接通一个或多个集成电路引起大于预定最大阈值的延迟的时间段中外围设备的集成电路的频繁关断和接通。

优选资源决策单元124使用神经网络来确定目标运行状态。神经网络的训练可以受监督地在车辆外部服务器上进行。通过在控制器上执行各个应用和/或应用的组合，由资源请求收集单元114收集资源请求并且为所收集的资源请求与所需和非所需资源的对应类别一起设置标记，可以生成用于训练神经网络的数据。此外，可以借助错误的目标运行状态的资源请求来训练神经网络。为此可以将资源请求和错误的目标运行状态从车辆传送到车辆外部服务器。车辆外部服务器可以在学习了错误的目标运行状态的资源请求之后将针对神经网络的经调整的权重传送给车辆、尤其是过程控制单元126。过程控制单元126可以将神经网络的经调整的权重作为资源配置文件的参数传送给资源决策单元124。

资源决策单元124可以向资源提供单元128传送目标运行状态。资源提供单元128可以接收资源决策单元124的目标运行状态。此外，资源提供单元128可以根据所确定的目标运行状态这样控制210所述多个外围设备，使得所述多个外围设备中的相应外围设备的实际运行状态相应于所述多个外围设备中的相应外围设备的所确定的目标运行状态。具体而言，资源提供单元128借助于处理器132控制集成电路，该处理器在系统的硬件层130上执行外围设备134、136、138的集成电路的关断和接通。可以通过接通或关断汇流排、专用配电电路和/或将集成电路置于低电流消耗的复位状态来接通和关断外围设备的集成电路。

过程控制单元126可以监视和控制资源请求收集单元114、资源决策单元124和资源提供单元128。例如过程控制单元126可以否决关于资源决策单元124的目标运行状态的决策并且停用资源决策单元124、资源请求收集单元114和/或资源提供单元128，使得不确定和执行目标运行状态。例如过程控制单元可以规定，即使不需要外围设备的集成电路，资源也从不允许被关断和/或置于节能运行状态。如果在任何时候都不能容忍外围设备集成电路的启动时间和/或外围设备集成电路的不可用性，则过程控制单元可以在资源配置文件中为该资源添加资源决策单元124必须始终考虑的规则。

有利的是，当多个应用不需要一个或多个外围设备时，系统100和方法200可以动态地关断车辆控制器的外围设备。控制器和控制器的外围设备可以更节能地运行。

附图标记列表

100 系统

102 应用层

104 应用

106 应用

108 应用

110 应用

112 应用

114 资源请求收集单元

116 操作系统

118 驱动程序软件

120 驱动程序软件

122 驱动程序软件

124 资源决策单元

126 过程控制单元

128 资源提供单元

130 硬件层

132 处理器

134 外围设备的集成电路

136 外围设备的集成电路

138 外围设备的集成电路

200 方法

202 接收多个资源请求

204 存储多个资源请求

206 接收资源配置文件

208 确定目标运行状态

210 控制多个外围设备

Claims (10)

1.一种用于运行车辆的多个外围设备、尤其是外围设备的多个集成电路的方法，所述方法包括：

接收车辆的一个或多个应用的多个资源请求，所述多个资源请求中的资源请求请求车辆的所述多个外围设备中的一个或多个外围设备的资源；

存储所述多个资源请求；

接收资源配置文件；

根据所接收的所述多个资源请求和所接收的资源配置文件确定车辆的所述多个外围设备中的每个外围设备的目标运行状态；并且

根据所确定的目标运行状态来控制所述多个外围设备，使得所述多个外围设备中的相应外围设备的实际运行状态相应于所述多个外围设备中的相应外围设备的所确定的目标运行状态。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述外围设备是车辆的控制器的外围设备，或所述外围设备是车辆的信息娱乐系统的外围设备。

3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述多个资源请求中的资源请求包括时间戳；和/或所述多个资源请求中的资源请求包括所述资源请求的类型。

4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，所述方法还包括：

关于外围设备的相应资源以及关于一个或多个预定时间间隔处理所存储的多个资源请求；

在处理所存储的多个资源请求之后移除所存储的多个资源请求；并且

根据所处理的多个资源请求和所接收的资源配置文件确定车辆的所述多个外围设备中的每个外围设备的目标运行状态。

5.根据权利要求4所述的方法，其中，关于外围设备的相应资源以及关于一个或多个预定时间间隔处理所存储的多个资源请求包括聚合所存储的多个资源请求；和/或关于外围设备的相应资源以及关于一个或多个预定时间间隔处理所存储的多个资源请求包括转换所存储的多个资源请求。

6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，根据所接收的和/或所处理的多个资源请求以及所接收的资源配置文件确定车辆的所述多个外围设备中的每个外围设备的目标运行状态包括：

在使用所接收的和/或所处理的多个资源请求的情况下训练分类器；

基于分类器对外围设备的资源进行分类；

借助所接收的资源配置文件的一个或多个过滤规则来过滤外围设备的经分类的资源；并且

根据所接收的资源配置文件确定外围设备的经分类的资源的目标运行状态。

7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，根据所接收的和/或所处理的多个资源请求和所接收的资源配置文件确定车辆的所述多个外围设备中的每个外围设备的目标运行状态还包括：

接收所述多个外围设备中的一个或多个外围设备的错误的实际运行状态和不可执行的资源请求；并且

在使用不可执行的资源请求的情况下来训练分类器。

8.一种用于运行车辆外围设备的计算机可读介质，所述计算机可读介质包括指令，所述指令当在控制器或计算机上执行时实施根据权利要求1至7中任一项所述的方法。

9.一种用于运行车辆外围设备的系统，所述系统设置用于实施根据权利要求1至7中的任一项所述的方法。

10.车辆，包括根据权利要求9所述的用于运行车辆外围设备的系统。