CN207926648U

CN207926648U - 扩展式车载网络系统及智能驾驶工具

Info

Publication number: CN207926648U
Application number: CN201820294010.4U
Authority: CN
Inventors: 张仁建
Original assignee: Shanghai Qinggan Intelligent Technology Co Ltd
Current assignee: Shanghai Qinggan Intelligent Technology Co Ltd
Priority date: 2018-03-02
Filing date: 2018-03-02
Publication date: 2018-09-28
Anticipated expiration: 2028-03-02

Abstract

本申请涉及一种扩展式车载网络系统及智能驾驶工具，所述扩展式车载网络系统包括：主控制器，设有主RGMII/SGMII端口和主SPI端口；第一交换机，设有第一RGMII/SGMII端口、第一SPI端口和第一SGMII端口，所述第一RGMII/SGMII端口与所述主RGMII/SGMII端口相连接，所述第一SPI端口与所述主SPI端口相连接；第二交换机，设有第二RGMII/SGMII端口和第二SPI端口，所述第二RGMII/SGMII端口与所述第一SGMII端口相连接，所述第二SPI端口与所述主SPI端口相连接，通过这种连接方式，本申请实现所述第一交换机和第二交换机的扩展式级联。本申请能够很好地丰富和增强智能驾驶工具上的网络系统功能，较大限度地满足网络快速发展的需求。

Description

扩展式车载网络系统及智能驾驶工具

技术领域

本申请涉及网络技术领域，具体涉及一种扩展式车载网络系统，以及一种采用该网络系统的智能驾驶工具。

背景技术

随着网络技术的快速发展，智能驾驶工具，比如人工驾驶车辆、无人驾驶车辆、水上行驶设备以及空中飞行设备等，一般都会配置网络系统。

网络是用通信线路和通信设备将分布在不同地点的多台自治计算机系统互相连接起来，按照共同的网络协议，共享硬件、软件，最终实现资源共享的系统。利用网络，人们不仅可以实现资源共享，还可以交换资料、保持联系、进行娱乐等。现在很多人的生活和工作已经和网络密不可分了。网络的实现，使单一的、分散的计算机有机地连成一个系统，它主要有以下功能包括。

1、资源共享，网络的主要功能就是资源共享。

2、快速传输信息，分布在不同地区的计算机系统，可以通过网络及时、高速地传递各种信息，交换数据，发送电子邮件，使人们之间的联系更加紧密。

3、提高系统可靠性，在网络中，由于计算机之间是互相协作、互相备份的关系，以及在网络中采用一些备份的设备和一些负载调度、数据容错等技术，使得当网络中的某一部分出现故障时，网络中其他部分可以自动接替其任务。

4、易于进行分布式处理，在网络中，还可以将一个比较大的问题或任务分解为若干个子问题或任务，分散到网络中不同的计算机上进行处理计算。

5、综合信息服务，在当今的信息化社会里，个人、办公室、图书馆、企业和学校等，每时每刻都在产生并处理大量的信息。这些信息可能是文字、数字、图像、声音甚至是视频，通过网络就能够收集、处理这些信息，并进行信息的传送。

为实现网络连接，网关则应运而生，网关，是能够连接不同网络的软件和硬件的结合产品。特别地，它们可以使用不同的格式、通信协议或结构连接起两个系统。网关实际上通过重新封装信息以使它们能被另一个系统读取，为了完成这项任务，网关必须能够应用通信，建立和管理会话，传输已经编码的数据，并解析逻辑和物理地址数据。

网关产品包括交换机(switch)，交换机是一种在通信系统中完成信息交换功能的设备，是一种基于MAC地址(物理地址)识别，能完成封装转发数据包功能的网络设备。交换机可以“学习”MAC地址，并把其存放在内部地址表中，通过在数据帧的始发者和目标接收者之间建立临时的交换路径，使数据帧直接由源地址到达目的地址。

结合智能驾驶工具的车辆而言，一般会在车辆上配置网络系统，其在网络系统中通过配置网关，实现对其他设备提供网络连接功能。但是，由于车载等空间和成本等因素，一般无法使用大型网关，所以一般难以提供较多的网络接口，这对于越来越快速发展的物联网概念而言，在很大程度上限制了产品的竞争力，无法满足用户的用网需求、甚至影响用户体验。

综上所述，现有的智能驾驶工具上的网络系统无法满足网络快速发展的需求，无法跟上物联网发展的速度，难以满足用户的用户需求，影响用户体验，进而导致产品的市场竞争力下降。

发明内容

本申请的目的在于，提供一种扩展式车载网络系统及智能驾驶工具，其可以解决上述技术问题，能够很好地丰富和增强智能驾驶工具上的网络系统功能，较大限度地满足网络快速发展的需求，使其适应物联网发展的速度，进而满足用户的用户需求并改善用户体验，提高产品的市场竞争力。

为解决上述技术问题，本申请提供一种扩展式车载网络系统，所述扩展式车载网络系统包括：

主控制器，所述主控制器设有主RGMII/SGMII端口和主SPI端口；

第一交换机，所述第一交换机设有第一RGMII/SGMII端口、第一SPI端口和第一SGMII端口，所述第一RGMII/SGMII端口与所述主RGMII/SGMII端口相连接，所述第一SPI端口与所述主SPI端口相连接；

第二交换机，所述第二交换机设有第二RGMII/SGMII端口和第二SPI端口，所述第二RGMII/SGMII端口与所述第一SGMII端口相连接，所述第二SPI端口与所述主SPI端口相连接，以实现所述第一交换机和第二交换机的扩展式级联。

其中，所述第一交换机包括至少四个第一PHY接口，所述第二交换机包括至少四个第二PHY接口。

其中，所述第一RGMII/SGMII端口为两个，且两个第一RGMII/SGMII端口中的另一个第一RGMII/SGMII端口外接一以太网PHY，以实现对外的PHY接口功能。

其中，所述第二RGMII/SGMII端口为两个，且两个第二RGMII/SGMII端口中的另一个第二RGMII/SGMII端口外接一以太网PHY，以实现对外的PHY接口功能。

其中，所述第二交换机设有第二SGMII端口，所述第二SGMII端口外接一以太网PHY，以实现对外的PHY接口功能。

其中，所述第一交换机还设有用于Diag诊断的连接端口。

其中，所述用于Diag诊断的连接端口为100TX端口。

为解决上述技术问题，本申请还提供一种智能驾驶工具，所述智能驾驶工具配置有任一上述的扩展式车载网络系统。

其中，所述智能驾驶工具包括人工驾驶车辆、无人驾驶车辆、水上行驶设备以及空中飞行设备。

本申请扩展式车载网络系统及智能驾驶工具，将第一交换机的第一RGMII/SGMII端口与主控制器的主RGMII/SGMII端口相连接、第一SPI端口与所述主SPI端口相连接；并将第二交换机的第二RGMII/SGMII端口与第一交换机的第一SGMII端口相连接、第二SPI端口与主控制器的主SPI端口相连接，通过这种连接方式，本申请实现所述第一交换机和第二交换机的扩展式级联。本申请能够很好地丰富和增强智能驾驶工具上的网络系统功能，较大限度地满足网络快速发展的需求，使其适应物联网的发展速度，进而满足用户的用户需求并改善用户体验，提高产品的市场竞争力。

上述说明仅是本申请技术方案的概述，为了能够更清楚了解本申请的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本申请的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图,详细说明如下。

附图说明

图1为本申请扩展式车载网络系统的连接示意图。

具体实施方式

为更进一步阐述本申请为达成预定申请目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图及较佳实施例，对依据本申请扩展式车载网络系统及其连接方法、智能驾驶工具的具体实施方式、方法、步骤、结构、特征及其效果，详细说明如下。

有关本申请的前述及其他技术内容、特点及功效,在以下配合参考图式的较佳实施例的详细说明中将可清楚呈现。通过具体实施方式的说明,当可对本申请为达成预定目的所采取的技术手段及功效得以更加深入且具体的了解，然而所附图式仅是提供参考与说明之用,并非用来对本申请加以限制。

本申请提供一种扩展式车载网络系统，所述扩展式车载网络系统包括但不限于主控制器、第一交换机和第二交换机。

在本实施方式中，所述主控制器设有主RGMII/SGMII端口和主SPI端口，所述第一交换机设有第一RGMII/SGMII端口、第一SPI端口和第一SGMII端口，所述第二交换机设有第二RGMII/SGMII端口和第二SPI端口。

在本申请中，MII(Medium Independent Interface，介质无关接口、介质独立接口)，可以不用考虑媒体是铜轴、光纤、电缆等，其相关工作可以由物理接口收发器(PHY)或者媒体接入控制器(MAC)的芯片完成。此外，从MII简化出来的标准，比如RMII(ReducedMII，简化的MII)、SMII(串行MII)、GMII(Gigabit MII，吉比特MII)、RGMII(Reduced GMII，简化的GMII)以及SGMII(串行的GMII)。SPI(Serial Peripheral Interface，串行外设接口)，一种同步串行外设接口,可以使MCU的控制器与各种外围设备以串行方式进行通信以交换信息。

在具体连接时，所述第一RGMII/SGMII端口与所述主RGMII/SGMII端口相连接，所述第一SPI端口与所述主SPI端口相连接，所述第二RGMII/SGMII端口与所述第一SGMII端口相连接，所述第二SPI端口与所述主SPI端口相连接，以实现所述第一交换机和第二交换机的扩展式级联。

需要说明的是，所述第一交换机包括至少四个第一PHY接口，所述第二交换机包括至少四个第二PHY接口。换而言之，本实施方式可以实现至少八个PHY接口的外接网络功能。

进一步而言，所述第一RGMII/SGMII端口为两个，且两个第一RGMII/SGMII端口中的另一个第一RGMII/SGMII端口外接一以太网PHY，以实现对外的PHY接口功能。通过外接一以太网PHY的方式，本实施方式进而实现了总共九个PHY接口的外接网络功能。

同理，所述第二RGMII/SGMII端口为两个，且两个第二RGMII/SGMII端口中的另一个第二RGMII/SGMII端口外接一以太网PHY，以实现对外的PHY接口功能。通过外接一以太网PHY的方式，本实施方式进而实现了总共十个PHY接口的外接网络功能。

值得一提的是，所述第二交换机设有第二SGMII端口，所述第二SGMII端口外接一以太网PHY，以实现对外的PHY接口功能。总而言之，本实施方式总共实现十一个PHY接口的外接网络功能。通过这种方式，很好地扩展了更多的外接网络功能接口。

此外，所述第一交换机还设有用于Diag诊断的连接端口。具体而言，所述用于Diag诊断的连接端口可以为100TX端口。

本申请能够很好地丰富和增强智能驾驶工具上的网络系统功能，较大限度地满足网络快速发展的需求，使其适应物联网的发展速度，进而满足用户的用户需求并改善用户体验，提高产品的市场竞争力。

在具体实施例中，请参阅图1，图1为本申请扩展式车载网络系统的连接示意图。

在图1中，为便于理解描述，第一交换机的第一RGMII/SGMII端口、第一SPI端口、第一SGMII端口和第一PHY接口中的“第一”将以“第一交换机的”代替进行限定描述，同理，第二交换机的第二RGMII/SGMII端口、第二SPI端口、第二SGMII端口和第二PHY接口中的“第二”将以“第二交换机的”代替进行限定描述，所述主控制器的“主RGMII/SGMII端口”和“主SPI端口”则分别描述为“所述主控制器的RGMII/SGMII端口”和“所述主控制器的SPI端口”，其他地方对应理解，在本技术领域人员容易理解的范围内，不再赘述。

在本实施方式中，所述主控制器可以为MCU(微处理器)。

如图1所示，所述主控制器设有主控制器的RGMII/SGMII端口和主控制器的SPI端口，所述第一交换机设有第一交换机的RGMII/SGMII端口、第一交换机的SPI端口和第一交换机的SGMII端口，所述第二交换机设有第二交换机的RGMII/SGMII端口和第二交换机的SPI端口。

在具体连接时，所述第一交换机的RGMII/SGMII端口与所述主控制器的RGMII/SGMII端口相连接，所述第一交换机的SPI端口与所述主控制器的SPI端口相连接，所述第二交换机的RGMII/SGMII端口与所述第一交换机的SGMII端口相连接，所述第二交换机的SPI端口与所述主控制器的SPI端口相连接，以实现所述第一交换机和第二交换机的扩展式级联。

需要说明的是，所述第一交换机包括至少四个第一交换机的PHY接口，所述第二交换机包括至少四个第二交换机的PHY接口。换而言之，本实施方式可以实现至少八个PHY接口的外接网络功能。

进一步而言，所述第一交换机的RGMII/SGMII端口为两个，且两个第一交换机的RGMII/SGMII端口中的另一个第一交换机的RGMII/SGMII端口外接一以太网PHY，以实现对外的PHY接口功能。通过外接一以太网PHY的方式，本实施方式进而实现了总共九个PHY接口的外接网络功能。

同理，所述第二交换机的RGMII/SGMII端口为两个，且两个第二交换机的RGMII/SGMII端口中的另一个第二交换机的RGMII/SGMII端口外接一以太网PHY，以实现对外的PHY接口功能。通过外接一以太网PHY的方式，本实施方式进而实现了总共十个PHY接口的外接网络功能。

值得一提的是，所述第二交换机设有第二交换机的SGMII端口，所述第二交换机的SGMII端口外接一以太网PHY，以实现对外的PHY接口功能。总而言之，本实施方式总共实现十一个PHY接口的外接网络功能。通过这种方式，很好地扩展了更多的外接网络功能接口。

此外，本申请还提供一种扩展式车载网络连接方法，其可以采用和/或实现任一上述实施方式提及的扩展式车载网络系统。

本实施方式中的扩展式车载网络连接方法可以包括如下不限先后顺序的步骤。

步骤S1，提供至少一主控制器、第一交换机和第二交换机。

在本实施方式中，所述主控制器可以设有主RGMII/SGMII端口和主SPI端口，所述第一交换机设有第一RGMII/SGMII端口、第一SPI端口和第一SGMII端口，所述第二交换机设有第二RGMII/SGMII端口和第二SPI端口。

步骤S2，在具体连接时，将所述第一RGMII/SGMII端口与所述主RGMII/SGMII端口相连接，将所述第一SPI端口与所述主SPI端口相连接，将所述第二RGMII/SGMII端口与所述第一SGMII端口相连接，将所述第二SPI端口与所述主SPI端口相连接，以实现所述第一交换机和第二交换机的扩展式级联。

通过本实施方式提供的扩展式车载网络连接方法，能够很好地丰富和增强智能驾驶工具上的网络系统功能，较大限度地满足网络快速发展的需求，使其适应物联网的发展速度，进而满足用户的用户需求并改善用户体验，提高产品的市场竞争力。

同样地，本申请还提供一种智能驾驶工具，所述智能驾驶工具配置有任一上述实施方式所述的扩展式车载网络系统。

值得一提的是，所述智能驾驶工具包括人工驾驶车辆、无人驾驶车辆、水上行驶设备以及空中飞行设备。

综上所述，本申请扩展式车载网络系统及其连接方法、智能驾驶工具，将第一交换机的第一RGMII/SGMII端口与主控制器的主RGMII/SGMII端口相连接、第一SPI端口与所述主SPI端口相连接；并将第二交换机的第二RGMII/SGMII端口与第一交换机的第一SGMII端口相连接、第二SPI端口与主控制器的主SPI端口相连接，通过这种连接方式，本申请实现所述第一交换机和第二交换机的扩展式级联。本申请能够很好地丰富和增强智能驾驶工具上的网络系统功能，较大限度地满足网络快速发展的需求，使其适应物联网的发展速度，进而满足用户的用户需求并改善用户体验，提高产品的市场竞争力。

在具体的应用例中，上述扩展式车载网络系统最终可以构成以太网链路，以使得各种电器模块之间实现通信连接、交互功能，比如ADAS(Advanced Driver AssistantSystem，先进驾驶辅助系统)，其可以利用安装于车上的各式各样的传感器，在第一时间收集车内外的环境数据，进行静、动态物体的辨识、侦测与追踪等技术上的处理，从而能够让驾驶者在最快的时间察觉可能发生的危险，以引起注意和提高安全性的主动安全技术。ADAS采用的传感器主要有摄像头、雷达、激光和超声波等，可以探测光、热、压力或其它用于监测汽车状态的变量，通常位于车辆的前后保险杠、侧视镜、驾驶杆内部或者挡风玻璃上。不难看出，上述ADAS功能所使用的各种智能硬件，均可以通过本申请的以太网链路实现通信连接、交互。

具体来说，可以在智能硬件间进行多媒体、控制、诊断和传感信息中的至少一种通讯，智能硬件可以包括光驱、数字媒体播放器、收音机、显示器、扬声器、卫星收音机、音频放大器、图像捕捉设备、卫星导航系统、交换机、桥接器、路由器以及诊断传感器或监视器，且均能够通过扩展式车载网络系统的以太网链路进行通讯。

在本申请中，所述以太网链路包括光纤和/或铜电缆等。

本申请以无人驾驶车辆为例，其还可以包括主机等，主机可包括适当的逻辑器件、电路和/或代码以用于实现OSI模型(Open System Interconnection，开放式通信系统互联参考模型)上面五层的运行和/或功能操作。因此，主机会生成用于网络传输的数据包和/或对这些数据包进行处理，并且还会对从网络接受到的数据包进行处理。同时，主机可通过执行相应指令和/或运行一种或多种应用程序来为本地用户和/或一个或多个远程用户或网络节点提供服务。在本申请的不同实施例中，主机可采用一种或多种安全协议。

本申请的PHY接口可支持标准数据率和/或非标准数据率，另外，本申请主控制器可以为带有Ethernet MAC(以太网MAC控制器)的MCU，其MAC可包括适当的逻辑器件、电路和/或代码以用于对支持数据链路层的操作和/或功能进行处理。因此，对于输出的数据，MAC会从主机处接收数据，添加头部信息或者将数据打包以供通过网络进行路由，并且将数据传送给PHY接口。类似地，对于输入的数据，MAC会从PHY接口处接收比特，将比特重组成数据包并将这些数据包传送给主机。

PHY接口可包括适当的逻辑器件、电路和/或代码以用于对物理层符号通过物理媒质进行收发。因此，PHY接口可接收来自MAC的数据，将数据转换为一个或多个物理层符号，并且将所述符号施加到物理媒质上。类似地，PHY接口可接收物理层符号，对符号进行处理以提取出符号所代表的数据比特，并且将所述数据比特传送到MAC。在本申请的各种实施例中，PHY接口能够根据相应的数据发送和/或接收来生成时间戳。在本申请的不同实施例中，PHY接口可与一种或多种不同的物理媒质例如铜、光纤和/或底板相连接。因此，由于以太网的大规模使用，以太网的连线或其他物理媒质与其它技术的相应连线和/或物理媒质相比起来成本低廉和/或易于找到。

在本申请的各实施例中，PHY接口对于比如无人驾驶车辆的车载电子系统来说，扩展范围并非必须，但是用于以太网链路范围扩展的方法和系统仍然可以被用来提高以太网链路的电磁发射效率和/或承受力。由于车载电子系统存在较高程度的干扰，因此可能需要使用具有较低电磁发射效率和/或承受力的以太网链路。

在本申请中，所述第一和/或第二交换机，可以具有AVB功能(Audio VideoBridging，满足IEEE 802.1的标准集合)，和/或包括有一条或多条非屏蔽双绞线，每一端可以具有8P8C模块连接器。在本申请其他实施例中，该物理链路可以是光纤或者底板。

此外，本申请可应用于硬件、软件、固件或其各种组合。本申请可以在至少一个计算机系统的集中模式下实现，或者在分布式模式下实现，在所述分布式模式下，不同组件分布在几个互联的计算机系统中。采用任何适用于执行本申请介绍的方法的计算机系统或者其他设备都是合适的。一种硬件、软件和固件的典型组合是具有计算机程序的通用计算机系统，当程序被加载和执行时，控制所述计算机系统以使其执行本申请描述的方法。

本申请的一个实施例可以实现为板级产品、单芯片、专用集成电路(ASIC)或者作为单独的部件与系统的其它部分以不同的集成度集成在单芯片中。所述系统的集成度将主要取决于速度和成本考虑。由于如今成熟的处理器技术，利用一个现有的商用处理器是可能的，所述处理器可以实现在本申请的ASIC实现的外部。或者，如果所述处理器是以ASIC核或者逻辑块存在的，那么现有的商业处理器可以被用来实现为ASIC设备的一部分，用固件方式实现其多种功能。

以上所述，仅是本申请的较佳实施例而已，并非对本申请作任何形式上的限制，虽然本申请已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本申请,任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本申请技术方案范围内,当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例,但凡是未脱离本申请技术方案内容，依据本申请的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰,均仍属于本申请技术方案的范围内。

Claims

1.一种扩展式车载网络系统，其特征在于，所述扩展式车载网络系统包括：

主控制器，所述主控制器设有主RGMII/SGMII端口和主SPI端口；

2.根据权利要求1所述的扩展式车载网络系统，其特征在于，所述第一交换机包括至少四个第一PHY接口，所述第二交换机包括至少四个第二PHY接口。

3.根据权利要求2所述的扩展式车载网络系统，其特征在于，所述第一RGMII/SGMII端口为两个，且两个第一RGMII/SGMII端口中的另一个第一RGMII/SGMII端口外接一以太网PHY，以实现对外的PHY接口功能。

4.根据权利要求2所述的扩展式车载网络系统，其特征在于，所述第二RGMII/SGMII端口为两个，且两个第二RGMII/SGMII端口中的另一个第二RGMII/SGMII端口外接一以太网PHY，以实现对外的PHY接口功能。

5.根据权利要求4所述的扩展式车载网络系统，其特征在于，所述第二交换机设有第二SGMII端口，所述第二SGMII端口外接一以太网PHY，以实现对外的PHY接口功能。

6.根据权利要求3所述的扩展式车载网络系统，其特征在于，所述第一交换机还设有用于Diag诊断的连接端口。

7.根据权利要求6所述的扩展式车载网络系统，其特征在于，所述用于Diag诊断的连接端口为100TX端口。

8.一种智能驾驶工具，其特征在于，所述智能驾驶工具配置有根据权利要求1-7任一项所述的扩展式车载网络系统。

9.根据权利要求8所述的智能驾驶工具，其特征在于，所述智能驾驶工具包括人工驾驶车辆、无人驾驶车辆、水上行驶设备以及空中飞行设备。