CN213342284U - 基于can协议和车载以太网协议的ecu通信装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了基于CAN协议和车载以太网协议的ECU通信装置，具体包括：基于CAN协议的ECU、服务转化ECU、车载以太网网关，车载以太网的ECU，其中，基于CAN协议的ECU与服务转化ECU相连接，服务转化ECU与车载以太网ECU通过车载以太网网关相连接；服务转化ECU内置服务转化芯片能够将CAN信号转化为服务。通过本发明提供的装置，使得基于CAN协议的ECU与车载以太网协议的ECU能够通过基于面向服务架构进行通信，从而使通信效率得到有效提高。
Description
技术领域
本实用新型涉及汽车领域，尤其涉及基于CAN协议和车载以太网协议的 ECU通信装置。
背景技术
随着处理器运算能力和硬件的高速发展，汽车整车功能越来越多、越来越强。鉴于ADAS技术、高品质车载娱乐以及OTA远程升级等新增功能的需求，使得ECU的网络带宽需求也呈现爆发式增长，这一需求超出了传统车载网络的容量极限。另外，为了提供汽车整车功能，车载ECU数量的增多和待传数据的体量增大，普通的CAN网络已经无法满足需求了，特别是在智能座舱，辅助驾驶、无人驾驶等功能需要很大的带宽，这类的需求CAN-FD也是无法满足的。因此为了满足高带宽的需求，车载以太网由于具备高带宽、低延时以及能够降低车内线束重量而被车载网络引入。尽管车载以太网被引入车载网络，但是传统的CAN网络仍然具备比较大的优点，如高实时、传输距离远、抗电磁干扰能力强等优点，再加上汽车行业安全标准对新进的技术验证需要很长一段时间，目前阶段，传统的基于CAN网络的ECU以及基于车载网络的ECU将共存在车载网络中。现阶段，车载以太网通信的ECU在基于AUTOSAR架构采用了面向服务的架构进行通信，而传统基于CAN网络的ECU并不支持该模式，如何将车载网络中的基于CAN协议传输的ECU 与基于车载以太网传输的ECU在采用面向服务的架构进行通信的方法已经成为制约车载网络通信技术的瓶颈。
发明内容
基于CAN协议和车载以太网协议的ECU通信装置，至少包括：
基于CAN协议的ECU、服务转化ECU、车载以太网网关，车载以太网的 ECU，其中，基于CAN协议的ECU与服务转化ECU相连接，服务转化ECU 与车载以太网ECU通过车载以太网网关相连接；服务转化ECU，被配置为将 CAN信号转化为服务或将服务转化为基于CAN协议的信号；服务转化ECU包括微处理控制器、服务转化芯片、CAN芯片、存储器、车载以太网芯片，其中，服务转化芯片、CAN芯片、车载以太网芯片分别与微处理控制器相连接；
CAN芯片作为CAN协议传输总线的接口，用于与CAN协议的ECU相连接；车载以太网PHY芯片作为车载以太网总线传输的接口，用于与基于车载以太网总线的接口设备进行连接。
车载以太网PHY芯片包括四通道千兆以太网收发器芯片、四通道白兆以太网收发器芯片、八通道千兆以太网收发器芯片、八通道白兆以太网收发器芯片中的一种或多种。
服务转化芯片包括将CAN信号转化为服务的第一电路；第一电路根据微处理控制器的执行指令进行执行转化功能开启或关闭。第一电路实现基于FPGA。
基于CAN协议和车载以太网协议的ECU通信装置，进一步地，车载以太网的ECU包括车载主机、域控制器、车载中央计算平台或能够实现独立功能并且支持车载以太网接口的ECU的一种；
基于CAN协议和车载以太网协议的ECU通信装置，进一步地，车载主机包括SoC系统级芯片、微处理控制器、车载以太网芯片，SoC系统级芯片、车载以太网芯片分别与微处理控制器相连接；
其中，微处理控制器用于专门处理控制命令的信号，SoC系统级芯片用于负责对车载以太网摄像头、车载以太网雷达传递的数据进行运算处理以及智能辅助驾驶算法进行处理决策。
基于CAN协议和车载以太网协议的ECU通信装置，进一步地，还包括智能天线，智能天线与车载以太网网关进行连接；智能天线包括：微处理控制器、非易失性存储器、车载以太网芯片、外部设备通信接口芯片，其中，非易失性存储器、车载以太网芯片、外部设备通信接口芯片分别与微处理控制器相连接。
基于CAN协议和车载以太网协议的ECU通信装置，进一步地，还包括车载以太网摄像头或车载以太网雷达；
车载以太网摄像头包括视频采集模块、微处理控制器、车载以太网PHY 芯片，视频采集模块、车载以太网PHY芯片分别与微处理控制器相连接。
基于CAN协议和车载以太网协议的ECU通信装置，进一步地，外部设备通信接口芯片配置4G、5G或WIFI芯片，4G、5G或WIFI芯片用于与云服务器相连接，同时配置串口芯片，用于连接具有与串口匹配的外部设备。
有益效果：
本实用新型通过提供服务转化ECU，使得基于CAN协议的ECU与车载以太网的ECU能够通过基于面向服务架构进行通信，从而使通信效率得到有效提高。
附图说明
以下附图仅对本实用新型做示意性说明和解释，并不限定本实用新型的范围。
图1为本实用新型一实施例中基于CAN协议的ECU与基于车载以太网协议的ECU组成的车载网络结构示意图。
图2为本实用新型一实施例中基于车载以太网协议的智能天线结构图。
具体实施方式
为了对本文的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图1 至2说明本实用新型的具体实施方式，在各图中相同的标号表示相同的部分。为使图面简洁，各图中的示意性地表示出了与本实用新型相关部分，而并不代表其作为产品的实际结构。另外，为使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。
本实用新型中“连接”，即可包括直接连接、也可以包括间接连接、通信连接、电连接，特别说明除外。
本文中所使用的术语仅为了描述特定实施方案的目的并且不旨在限制本公开。如本文中所使用地，单数形式“一个”、“一种”、以及“该”旨在也包括复数形式，除非上下文明确地另作规定。还将理解的是，当在说明书中使用时，术语“包括”和/或“包含”是指存在有所陈述的特征、数值、步骤、操作、元件和/或组分，但是并不排除存在有或额外增加一个或多个其它的特征、数值、步骤、操作、元件、组分和/或其组成的群组。作为在本文中所使用的，术语“和/或”包括列举的相关项的一个或多个的任何和全部的组合
应当理解，此处所使用的术语“车辆”或“车辆的”或其它类似术语一般包括机动车辆，例如包括运动型多用途车辆(SUV)、公共汽车、卡车、各种商用车辆的乘用汽车，包括各种舟艇、船舶的船只，航空器等，并且包括混合动力车辆、电动车辆、可插式混合动力电动车辆、氢动力车辆以及其它替代性燃料车辆(例如源于非石油的能源的燃料)。正如此处所提到的，混合动力车辆是具有两种或更多动力源的车辆，例如汽油动力和电力动力两者的车辆。
本实施例提供基于CAN协议的ECU与车载以太网协议的ECU通信装置，包括：基于CAN协议的ECU、服务转化ECU、车载以太网网关，车载以太网的ECU，其中，基于CAN协议的ECU与服务转化ECU相连接，服务转化 ECU与车载以太网ECU通过车载以太网网关相连接；
服务转化ECU，被配置为将CAN信号转化为服务或将服务转化为基于 CAN协议的信号。
服务转化ECU包括微处理控制器、服务转化芯片、CAN芯片、存储器、车载以太网芯片，其中，服务转化芯片、CAN芯片、车载以太网芯片分别与微处理控制器相连接；
CAN芯片作为CAN协议传输总线的接口，用于与CAN协议的ECU相连接；车载以太网PHY芯片作为车载以太网总线传输的接口，用于与基于车载以太网总线的接口设备进行连接。
车载以太网PHY芯片包括四通道千兆以太网收发器芯片、四通道白兆以太网收发器芯片、八通道千兆以太网收发器芯片、八通道白兆以太网收发器芯片中的一种或多种。
服务转化芯片包括将CAN信号转化为服务的第一电路；第一电路根据微处理控制器的执行指令进行执行转化功能开启或关闭，第一电路的实现可基于 FPGA或逻辑电路。服务转化时，根据CAN协议的规范和AUTOSAR协议的规范，从CAN信号提取有效数据经过服务转化芯片中第一电路转化为Autosar 协议的服务。当需要将服务的信息发送给CAN协议的ECU时，从服务中提取有效数据经过CAN接口芯片转化为基于CAN协议的信号。
在定义服务功能时，基于SOME/IP的协议，其中定义服务的消息ID (message ID)，其包括服务ID(Service ID)和方法ID(Method ID)，消息 ID是一个32位的标识符，用于标识消息，消息ID必须唯一地标识服务的方法或事件，消息ID的分配取决于用户，但是，消息ID对于整个系统必须是唯一的，消息ID与CAN ID进行比较，并应通过类似的过程进行处理。
为了确保服务消息ID是在整个车载网络系统是唯一的，在提供服务的ECU 内设有CAN ID与消息ID的对应映射表以及消息ID映射表，当服务产生时，首先在消息ID映射表申请与服务对应的消息ID，系统自动从消息ID映射表未被使用的消息ID中自动分配一个消息ID给服务，同时，通过UDP协议广播车载网络节点中其它提供服务的ECU当前已经被用的消息ID，提供服务的ECU 更新内部的消息ID映射表。
车载以太网的ECU包括车载主机、域控制器、车载中央计算平台或能够实现独立功能并且支持车载以太网接口的ECU的一种。
车载主机包括SoC系统级芯片、微处理控制器、车载以太网芯片，SoC系统级芯片、车载以太网芯片分别与微处理控制器相连接；
其中，微处理控制器用于专门处理控制命令的信号，SoC系统级芯片用于负责对车载以太网摄像头、车载以太网雷达传递的数据进行运算处理以及智能辅助驾驶算法进行处理决策。
还包括智能天线，智能天线与车载以太网网关进行连接；智能天线包括：微处理控制器、非易失性存储器、车载以太网芯片、外部设备通信接口芯片，其中，非易失性存储器、车载以太网芯片、外部设备通信接口芯片分别与微处理控制器相连接。
还包括车载以太网摄像头或车载以太网雷达；
车载以太网摄像头包括视频采集模块、微处理控制器、车载以太网PHY 芯片，视频采集模块、车载以太网PHY芯片分别与微处理控制器相连接。
外部设备通信接口芯片配置4G、5G或WIFI芯片，4G、5G或WIFI芯片用于与云服务器相连接，同时配置串口芯片，用于连接具有与串口匹配的外部设备。
以上所述的仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型不限于以上实施例。本领域的技术人员可以清楚，该实施例中的形式不局限于此，同时可调整方式也不局限于此。可以理解，本领域技术人员在不脱离本实用新型的基本构思的前提下直接导出或联想到的其他改进和变化，均应认为包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.基于CAN协议和车载以太网协议的ECU通信装置，其特征在于，至少包括：
基于CAN协议的ECU、服务转化ECU、车载以太网网关，车载以太网的ECU，其中，基于CAN协议的ECU与服务转化ECU相连接，服务转化ECU与车载以太网ECU通过车载以太网网关相连接；
服务转化ECU，被配置为将CAN信号转化为服务或将服务转化为基于CAN协议的信号。
2.如权利要求1所述的基于CAN协议和车载以太网协议的ECU通信装置，其特征在于，服务转化ECU包括微处理控制器、服务转化芯片、CAN芯片、车载以太网芯片，其中，服务转化芯片、CAN芯片、车载以太网芯片分别与微处理控制器相连接；
CAN芯片作为CAN协议传输总线的接口，用于与CAN协议的ECU相连接；车载以太网PHY芯片作为车载以太网总线传输的接口，用于与基于车载以太网总线的接口设备进行连接。
3.如权利要求2所述的基于CAN协议和车载以太网协议的ECU通信装置，其特征在于，车载以太网PHY芯片包括四通道千兆以太网收发器芯片、四通道白兆以太网收发器芯片、八通道千兆以太网收发器芯片、八通道白兆以太网收发器芯片中的一种或多种。
4.如权利要求1所述的基于CAN协议和车载以太网协议的ECU通信装置，其特征在于，服务转化芯片包括将CAN信号转化为服务的第一电路；第一电路根据微处理控制器的执行指令进行执行转化功能开启或关闭。
5.如权利要求4所述的基于CAN协议和车载以太网协议的ECU通信装置，其特征在于，第一电路的实现基于FPGA。
6.如权利要求1所述的基于CAN协议和车载以太网协议的ECU通信装置，其特征在于，车载以太网的ECU包括车载主机、域控制器、车载中央计算平台或能够实现独立功能并且支持车载以太网接口的ECU的一种。
7.如权利要求6所述的基于CAN协议和车载以太网协议的ECU通信装置，其特征在于，车载主机包括SoC系统级芯片、微处理控制器、车载以太网芯片，SoC系统级芯片、车载以太网芯片分别与微处理控制器相连接；
其中，微处理控制器用于专门处理控制命令的信号，SoC系统级芯片用于负责对车载以太网摄像头、车载以太网雷达传递的数据进行运算处理以及智能辅助驾驶算法进行处理决策。
8.如权利要求1所述的基于CAN协议和车载以太网协议的ECU通信装置，其特征在于，还包括智能天线，智能天线与车载以太网网关进行连接；智能天线包括：微处理控制器、非易失性存储器、车载以太网芯片、外部设备通信接口芯片，其中，非易失性存储器、车载以太网芯片、外部设备通信接口芯片分别与微处理控制器相连接。
9.如权利要求1所述的基于CAN协议和车载以太网协议的ECU通信装置，其特征在于，还包括车载以太网摄像头或车载以太网雷达；
车载以太网摄像头包括视频采集模块、微处理控制器、车载以太网PHY芯片，视频采集模块、车载以太网PHY芯片分别与微处理控制器相连接。
10.如权利要求1所述的基于CAN协议和车载以太网协议的ECU通信装置，其特征在于，外部设备通信接口芯片配置4G、5G或WIFI芯片，4G、5G或WIFI芯片用于与云服务器相连接，同时配置串口芯片，用于连接具有与串口匹配的外部设备。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114326503A (zh) * | 2021-12-28 | 2022-04-12 | 智新科技股份有限公司 | 一种车载io网关控制器及通讯方法 |
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2020
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