CN214202082U - 车载网络系统及汽车 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种车载网络系统及汽车。该车载网络控制系统包括：电源模块、支持国密算法的SOC模块、与SOC模块连接的以太网模块、存储模块、CAN模块以及LIN模块；以太网模块包括级联的多个交换芯片、以及与多个交换芯片连接的多个物理层芯片，多个交换芯片与SOC模块连接，多个交换芯片与SOC模块之间连接的通信接口的带宽大于或等于目标带宽；其中，多个交换芯片包括第一数量的第一以太网接口，多个物理层芯片包括第二数量的第二以太网接口，第一数量与第二数量的和大于或等于目标阈值；SOC模块、以太网模块、存储模块、CAN模块以及LIN模块均与电源模块连接。本实用新型的接口数量较多，且通信带宽较大，能够满足第二代汽车等级标准的需求。

Description

车载网络系统及汽车

技术领域

本实用新型实施例涉及汽车技术领域，尤其涉及一种车载网络系统及汽车。

背景技术

基于以太网结构的车载网络系统是一种以控制器局域网络(Controller AreaNetwork,CAN)和局域互联网络(Local Interconnect Network，LIN)等为基础构造的汽车电子网络系统，该系统用于连接汽车内各种电气设备。

随着互联网技术的发展，最新的第二代汽车等级(Automotive Grade 2) 标准中对车载网络系统具有带宽大、以太网接口数量多以及支持国密算法的需求，而现有的车载网络系统无法满足该第二代汽车等级标准的需求。

因此，目前亟需一种能够满足该第二代汽车等级标准的需求的车载网络系统。

实用新型内容

本实用新型提供一种车载网络系统及汽车，以实现增加车载网络系统以太网接口数量以及通信带宽。所述技术方案如下：

第一方面，本实用新型实施例提供了一种车载网络系统，包括：

电源模块、支持国密算法的SOC模块、与SOC模块连接的以太网模块、存储模块、CAN模块以及LIN模块；

所述以太网模块包括级联的多个交换芯片、以及与所述多个交换芯片连接的多个物理层芯片，多个交换芯片与所述SOC模块连接，所述多个交换芯片与所述SOC模块之间连接的通信接口的带宽大于或等于目标带宽；

其中，所述多个交换芯片包括第一数量的第一以太网接口，多个物理层芯片包括第二数量的第二以太网接口，所述第一数量与所述第二数量的和大于或等于目标阈值；

所述SOC模块、所述以太网模块、所述存储模块、CAN模块以及LIN模块均与所述电源模块连接。

可选地，所述多个交换芯片与所述SOC模块之间连接的通信接口为高速串行计算机扩展总线标准PCIE接口。

可选地，所述以太网模块包括级联的第一交换芯片和第二交换芯片，所述第一交换芯片与所述SOC模块连接，所述第一交换芯片和所述第二交换芯片分别与多个物理层芯片连接。

可选地，所述第一以太网接口为100base-T1接口，所述第二以太网接口为1000base-T1接口。

可选地，所述第一交换芯片为88Q5072型芯片，所述第二交换芯片为 88Q5050型芯片，所述物理层芯片为88Q2122型芯片。

可选地，所述电源模块包括一级供电单元和二级供电单元；

所述一级供电单元用于将接收到的外接电源输入的电压输出至所述二级供电单元；

所述二级供电单元用于将接收到的所述一级供电单元输入的电压输出至所述SoC模块、所述以太网模块、所述存储模块、所述CAN模块以及所述LIN模块。

可选地，所述SOC模块、所述以太网模块和所述CAN模块均包括对应的唤醒单元，在所述SOC模块、所述以太网模块和所述CAN模块中的任一模块处于上电状态或下电状态时，所述任一模块对应的唤醒单元处于上电状态；

所述SOC模块对应的唤醒单元、所述以太网模块对应的唤醒单元以及所述 CAN模块对应的唤醒单元均通过逻辑或电路与所述一级供电单元连接，所述任一模块对应的唤醒单元在达到所述任一模块对应的唤醒条件时，使能所述一级供电单元工作。

可选地，所述SOC模块对应的唤醒条件为：所述SOC模块对应的唤醒单元的计数时长达到目标时长；

所述以太网模块对应的唤醒条件为：所述以太网模块接收到以太网唤醒信号；

所述CAN模块对应的唤醒条件为：所述CAN模块接收到CAN唤醒信号。

可选地，所述SOC模块为G9X型芯片。

第二方面，本实用新型实施例还提供了一种汽车，所述汽车包括第一方面任一所述的车载网络系统。

本实用新型中，SOC模块支持国密算法，以太网模块包括的以太网接口数量大于目标阈值，且多个交换芯片与SOC模块之间连接的通信接口的带宽≥目标带宽，当目标带宽和目标阈值均较大时，该车载网络系统的接口数量较多，且通信带宽较大，解决了目前的车载网络系统不支持国密算法、以太网接口的数量较少，以及通信带宽较小的问题，实现了车载网络系统满足第二代汽车等级标准的需求。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本实用新型。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的一种车载网络系统的结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的一种G9X型SOC模块的结构示意图；

图3是本实用新型实施例提供的一种SOC模块与以太网模块的级联示意图；

图4是本实用新型实施例提供的一种电源模块的供电过程示意图；

图5是本实用新型实施例提供的一种车载网络系统的信号传输示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。

基于以太网结构的车载网络系统是一种以CAN和LIN等为基础构造的汽车电子网络系统，能够实现汽车驾驶的智能化。目前的车载网络系统包括控制模块，控制模块包括微控制单元(Microcontroller Unit，MCU)、中央处理器 (central processing unit，CPU)和硬件安全单元(hardware security module， HSM)芯片，其采用的HSM芯片不支持国密算法。

目前，车载网络系统通常包括10个以太网接口，以太网接口的数量较少，导致以太网接口资源较少。该以太网接口通常为吉比特介质独立接口(Reduced Gigabit MediaIndependent Interface，RGMII)，RGMII的最大带宽为1兆位/秒(Gbps)，不能同时传输多路百兆或千兆以太网数据，传输速率较低。且该以太网接口通常不支持唤醒功能，或者只在接收到以太网报文后进行唤醒操作，不符合TC10休眠唤醒规范。

此外，这种采用芯片分立方式的控制模块会增加硬件成本，也会增加印制电路板(Printed Circuit Board，PCB)的面积。

随着互联网技术的发展，在最新的第二代汽车等级标准中，车载网络系统的各个控制器都需要通过车载以太网与控制模块连接，由控制模块控制各个控制器之前的信息路由和功能。因此，最新的第二代汽车等级标准对车载网络系统具有带宽大、以太网接口数量多以及信息安全方面支持国密算法的需求。而现有的车载网络系统的带宽、以太网接口数量以及信息安全方面都无法满足该需求，因此亟需一种能够满足第二代汽车等级标准的需求的车载网络系统。

请参考图1，图1是本实用新型实施例提供的一种车载网络系统10的结构示意图，该车载网络系统1包括：电源模块10、支持国密算法的系统级芯片 (System on Chip，SOC)模块11、与SOC模块11连接的以太网模块12、存储模块13、CAN模块14以及LIN模块15。SOC模块11、以太网模块12、存储模块13、CAN模块14以及LIN模块15均与电源模块10连接，电源模块10用于向其连接的各个模块提供电压。

如图1所示，该以太网模块12包括级联的多个交换(Switch)芯片121(图 1示出了2个)、以及与多个交换芯片121连接的多个物理层(PHY)芯片122 (图1示出了4个)，多个交换芯片121与SOC模块11连接，该多个交换芯片 121与SOC模块11之间连接的通信接口的带宽≥目标带宽。其中，多个交换芯片121包括m个第一以太网接口，多个物理层芯片122包括n个第二以太网接口，m+n≥目标阈值。

综上所述，本实用新型实施例提供的车载网络系统，SOC模块支持国密算法，以太网模块包括的以太网接口数量大于目标阈值，且多个交换芯片与SOC 模块之间连接的通信接口的带宽≥目标带宽，当目标带宽和目标阈值均较大时，该车载网络系统的接口数量较多，且通信带宽较大，从而能够满足第二代汽车等级标准的需求。

该车载网络系统中，以太网模块12用于以太网数据的收发，其与SOC模块 11之间进行数据交互和通信；SOC模块11用于软件系统运行、通信数据处理、信息安全和空中下载(Over The Air，OTA)升级等；电源模块10用于给系统中的所有负载芯片供电；CAN模块14用于CAN通信，其与SOC模块11之间进行数据交互和通信；LIN模块15用于LIN通信，其与SOC模块11之间进行数据交互和通信；存储模块13用于存储操作系统和数据、软件系统加载和数据备份等。

可选地，上述目标带宽可以为5千兆传输每秒(GT/s)。示例地，如图1 所示，该以太网模块12可以与SOC模块11之间通过高速串行计算机扩展总线标准(peripheralcomponent interconnect express，PCIE)接口连接，PCIE 接口的通信带宽通常大于或等于5GT/s，能够实现多路以太网数据的同时收发。

以下实施例以该以太网模块12包括2个交换芯片，且每个交换芯片连接2 个物理层芯片为例对该车载网络系统进行说明。

如图1所示，该多个交换芯片121包括级联的第一交换芯片1211和第二交换芯片1212，该第一交换芯片1211与SOC模块11连接，且该第一交换芯片1211 和第二交换芯片1212分别与多个物理层芯片122连接。其中，第一交换芯片 1211和第二交换芯片1212可以通过RGMII级联。SoC模块11通过2个串行管理接口(Serial Management Interface，SMI)分别控制第一交换芯片1211和第二交换芯片1212。第一交换芯片1211通过2个串行吉比特媒体独立接口(Serial Gigabit Media Independent Interface，SGMII)分别连接2个物理层芯片。第二交换芯片1212通过SGMII和RGMII分别连接2个物理层芯片。

可选地，上述目标阈值可以为大于10的正整数，例如为10、11或12等，本实用新型实施例对此不做限定。图1以10＜目标阈值≤15，且m+n＝15为例进行说明，如图1所示，第一交换芯片1211包括6个第一以太网接口,第二交换芯片1212包括5个第一以太网接口，每个物理层芯片122包括1个第二以太网接口。

该第一以太网接口可以为100base-T1接口，第二以太网接口可以为 1000base-T1接口。100base-T1接口指的是在双绞线上传送100兆比特每秒 (Mb/s)基带信号的星型拓扑以太网接口，1000base-T1接口指的是在双绞线上传送1000Mb/s基带信号的以太网接口，也称千兆以太网接口。

可选地，如图1所示，该第一交换芯片1211还包括1个100base-Tx接口，100base-Tx接口指的是在两对非屏蔽双绞线上传送100Mb/s基带信号的以太网接口。

示例地，该第一交换芯片1211可以为88Q5072型芯片，第二交换芯片1212 可以为88Q5050型芯片，物理层芯片122均为88Q2122型芯片。其中，88Q5072 型芯片采用28纳米(Nanometer,nm)工艺，内部集成有ARM Cortex-M7型处理器，该芯片的最高系统时钟频率为350兆赫(Mega Hertz,MHz)。88Q5050型芯片内部集成有ARM Cortex-M7处理器，该芯片的最高系统时钟频率可达 250MHz。这三类型号的芯片均符合AEC-Q100(一种车用可靠性测试标准)汽车级要求，能够用于车载网络系统。

对于SOC模块11，示例地，其可以为G9X型SOC，图1中仅示出了本实用新型实施例中需要用到的部分单元和接口。请参考图2，图2是本实用新型实施例提供的一种G9X型SOC模块的结构示意图，以下以图2为例对该G9X型SOC 的结构进行具体说明。如图2所示，该G9X型SOC内部包括：应用处理器单元、安全/加密单元、安全处理器单元、通信外设单元、存储接口单元以及包处理引擎(Packet Engine)单元。

其中，应用处理单元包括Cortex-A55处理器和128千字节(Kilobyte，KB) 的二级缓存(L2 cache)，该L2 cache为786KB的静态随机存取存储器(Static Random AccessMemory，SRAM)。其中，Cortex-A55处理器支持错误检查和纠正(Error Checking andCorrecting Support，ECC Support)校验，其可以加载Linux系统。Cortex-A55处理器具有高算力，能够支持网关应用开发、数据处理、OTA升级和信息安全等功能，其作用相当于目前的系统中的CPU。

该安全/加密单元包括Cortex-R5处理器和支持国密算法SM2、SM3、SM4和 SM9的硬件加密引擎。Cortex-R5处理器支持双核锁步，安全级别较高，其作用相当于目前的系统中的MCU。

该安全处理器单元包括：Cortex-R5处理器、128KB的紧密耦合内存 (Tightly-Coupled Memory，TCM)、八线串行外设接口(Octal Serial Peripheral Interface，OctalSPI)、2个模数转换器(Analog to Digital Converter，ADC)接口、4个SPI接口、4个内置集成电路(Inter－Integrated Circuit，I2C)接口以及温度感测器(Temp Sensor)，该TCM为256KB的SRAM。

该通信外设单元包括：2个通用串行总线(Universal Serial Bus，USB) 3.0接口、2个PCIE3.0接口、2个安全数字输入输出(Secure Digital Input and Output，SDIO)接口、2个ADC接口、4个SPI、8个I2C接口、通用输入/ 输出(General-Purpose Input/OutputPorts0，GPIO)接口以及脉冲宽度调制(Pulse width modulation，PWM)接口。

该存储接口单元包括：低功耗双重数据比率同步动态随机存取内存4(Low PowerDouble Data Rate synchronous dynamic random-access memory4， LPDDR4)接口、OctalSPI接口以及嵌入式多媒体卡(Embedded Multi Media Card， EMMC)5.1接口。

此外，该SOC模块11具有较多的外设接口，其包括20个具有灵活数据速率的CAN(CAN with Flexible Data rate，CAN FD)接口、2个千兆以太网/ 时间敏感型网络(Gigabit Ethernet/timesensitive network，GbE/TSN)接口以及16个通用异步收发器(Universal Asynchronous Receiver-Transmitter,UART)接口。对应的，该SOC模块11支持20路CAN FD、 2路GbE TSN以及16路LIN。

该Packet Engine用于加速CAN报文或LIN报文或以太网(Ethernet)报文这些报文的路由和转发，能够减轻各个芯片的负载，提高报文的转发和路由的实时性和吞吐量，从而减轻软件开发的工作量。

本实用新型实施例提供的SOC模块11，其包括的接口能够满足该车载网络系统中的通信接口需求。且通过配置路由信息表即可实现数据包的路由和转发，提高了软硬件的开发效率。此外，该SOC模块11通过一个芯片即可实现目前的系统中的CPU+MCU+HSM的总功能，从而减小了硬件成本，并减小了PCB的面积。

以下以SOC模块11为G9X型SOC、第一交换芯片1211为88Q5072型芯片，第二交换芯片1212为88Q5050型芯片，物理层芯片122均为88Q2122型芯片、第一以太网接口为100base-T1接口，第二以太网接口为1000base-T1接口为例，对SOC模块11和以太网模块12的具体连接方式进行说明。

请参考图3，图3是本实用新型实施例提供的一种SOC模块11与以太网模块12的级联示意图，88Q5072型交换芯片与88Q5050型交换芯片通过端口(Port) 8RGMII接口级联，两个交换芯片内部共扩展有11路100base-T1以太网接口。 88Q5072型交换芯片通过Port9、Port10 SGMII接口连接2个88Q2122型物理层芯片,88Q5050型交换芯片通过Port567 RGMII接口，Port7 SGMII接口连接 2个88Q2122型物理层芯片，该4个88Q2122型物理层芯片共支持4路 1000base-T1以太网接口。88Q5072型交换芯片通过PCIE接口与G9X型SOC通信。88Q5072型交换芯片的Port7口扩展为100base-TX接口，具有车辆自诊断系统(On-BoardDiagnostic，OBD)诊断和个人计算机(Personal Computer， PC)调试功能。该以太网模块12中的芯片均支持TSN协议，

SOC模块11通过2路SMI接口分别连接88Q5072型交换芯片和88Q5050型交换芯片，该SMI接口用于向88Q5072型交换芯片和88Q5050型交换芯片发送元数据控制器(Meta DataController，MDC)信号和管理数据输入输出 (Management Data Input/Output，MDIO)信号，以控制这两个交换芯片的寄存器配置。8Q5072型交换芯片通过MDC_PHY/MDIO_PHY接口连接外扩的2个 88Q2122型物理层芯片，88Q5050型交换芯片通过MDC_PHY/MDIO_PHY接口连接外扩的2个88Q2122型物理层芯片，从而实现了G9X型SOC配置交换芯片，交换芯片分别独立配置外扩的物理层芯片的逻辑控制。这种级联方式属于模块化设计，控制逻辑清晰，便于硬件调试和软件开发。此外开发人员能够根据车载网络系统的以太网接口需求，对以太网模块和SOC模块进行硬件裁剪，从而优化硬件成本。

如图1所示，该存储模块13包括LPDDR4芯片、EMMC芯片和SPI闪存(Flash) 芯片。该LPDDR4芯片可以为16位LPDDR4，其最大支持1吉字节(Gigabyte， GB)容量，负责软件系统的正常加载运行；EMMC芯片的大小可以为32GB容量，支持硬件管脚到管脚(pin to pin)的向上或者向下兼容，其负责SOC模块11 下电后的数据和软件系统的保存；SPI Flash芯片可以为32兆比特(Mbit)、 4线的SPI Flash芯片，其负责存储启动(BOOT)程序。

示例地，CAN模块14中的芯片可以为TJA1043T型芯片，该芯片的最高速率为5Mbit/s。假设SOC模块11为G9X型芯片，G9X型芯片最多支持20路CAN-FD 通道，其中4路CAN-FD通道与G9X型芯片内部的Cortex-R5处理器连接，该4 路CAN-FD通道的安全级别较高，且启动速度较快。16路CAN-FD通道与G9X型芯片内部的Cortex-A55处理器连接。

示例地，假设SOC模块为G9X型芯片，LIN模块15可以包括2个TJA1022T 型芯片，该2个TJA1022T型芯片最多支持4路LIN通道，4路LIN通道与G9X 型芯片内部的Cortex-R5处理器连接。

在本实用新型实施例中，可根据实际需求，进行硬件裁剪，以减少CAN-FD 通道或者LIN通道的数量，从而节省硬件成本。

图1中仅简单示出了电源模块，下面以图4为例对电源模块10的供电过程进行说明。请参考图4，图4是本实用新型实施例提供的一种电源模块的供电过程示意图，该电源模块包括一级供电单元101和二级供电单元102。该一级供电单元101用于将接收到的外接电源输入的电压VBAT输出至二级供电单元 102。该二级供电单元102用于将接收到的一级供电单元101输入的电压输出至 SOC模块11、以太网模块12、存储模块13、CAN模块14以及LIN模块15。

示例地，如图4所示，该一级供电单元101可以包括一级直流变换器(DirectCurrent，DCDC)，一级DCDC可以将某一电压等级的直流电源变换为其他电压等级的直流电源。该二级供电单元102可以包括：集成电源管理电路(Power Management integratedcircuit，PMIC)、二级DCDC以及低压差线性稳压器 (low dropout regulator，LDO)。PMIC能够提供模块所需要的多档次电压的电源，使各个模块能够正常工作。LDO能够利用较低的工作压差，通过负反馈调整输出电压使输出电压保持不变。

可选地，如图4所示，该电源模块10还可以包括电源处理单元103，该电源处理单元103用于对在电源提供的电压进入一级供电单元101之前，对该电压进行电压处理。示例地，该电源处理单元103可以包括电源保护电路和电源滤波电路。

以图4为例，该电源模块的电源可以为汽车电池。汽车电池提供的电压经过电源保护电路和电源滤波电路处理后，输入12伏特(volt，V)到一级DCDC。一级DCDC将12V转换为5V输入到二级DCDC、PMIC以及LDO中，该一级DCDC 的最大电流输出能力大于10安培(ampere，A)。二级DCDC、PMIC以及LDO根据输入的电压向SOC模块11、以太网模块12、存储模块13、CAN模块14、LIN 模块15中的芯片提供电压。其中，PMIC通过I2C与SOC模块11连接，以通过I2C控制SOC模块的上下电时序,对SOC模块11进行状态配置和状态监控，PMIC 共输出11路供电电压。

此外，二级供电单元102输出的电压通常较低，由于CAN模块14需要较大的电压，该一级DCDC可以将12V转换为5V后还输入到CAN模块14中，这样能够使得输入到CAN模块14的电压符合CAN模块14的需求。

可选地，本实用新型实施例中，SOC模块11、以太网模块12以及CAN模块 14均包括对应的唤醒单元，在SOC模块11、以太网模块12和CAN模块14中的任一模块处于上电状态或下电状态时，该任一模块对应的唤醒单元处于上电状态。也即是当整个系统下电后，该SOC模块11、以太网模块12和CAN模块14 包括的唤醒单元供常电。

此时该SOC模块11、以太网模块12和CAN模块14中的芯片均为支持唤醒功能的芯片。示例地，该SOC模块11、以太网模块12和CAN模块14中的芯片可以均为支持TCI0休眠唤醒规范的芯片。例如上述实施例中的SOC模块11对应的G9X型SOC、以太网模块12对应的88Q5072型芯片、88Q5050型芯片、88Q2122 型芯片以及CAN模块14对应的TJA1043T型芯片均为支持TCI0休眠唤醒规范的芯片。

该SOC模块11对应的唤醒单元、以太网模块12对应的唤醒单元以及CAN 模块14对应的唤醒单元均通过逻辑或电路与一级供电单元连接，该任一模块对应的唤醒单元在达到任一模块对应的唤醒条件时，使能一级供电单元工作。

可选地，该SOC模块对应的唤醒条件可以为：SOC模块对应的唤醒单元的计数时长达到目标时长。该以太网模块对应的唤醒条件可以为：以太网模块接收到以太网唤醒信号。该CAN模块对应的唤醒条件可以为：CAN模块接收到CAN 唤醒信号。

示例地，请参考图5，图5是本实用新型实施例提供的一种车载网络系统的信号传输示意图，前述图4对该车载网络系统的电源模块10的结构进行了说明，以下以图5为例在信号的角度对该车载网络系统的下电以及唤醒过程进行说明。

如图5所示，该车载网络系统10还包括第一逻辑或电路16、第二逻辑或电路17、第三逻辑或电路18以及第四逻辑或电路19。第一逻辑或电路16的输入信号包括：ETH-INH信号、CAN-INH信号和KL15信号，ETH-INH信号为以太网模块中的芯片的输出信号，CAN-INH信号为CAN模块中的芯片的输出信号， KL15信号为汽车启动信号。CAN模块在接收到CAN唤醒信号时输出高电平的CAN-INH信号，以太网模块在接收到以太网唤醒信号时输出高电平的ETH-INH 信号，KL15信号在汽车启动时输出为高电平。该第一逻辑或电路16的输出端与一级DCDC的使能(Enable，EN)端连接。

第二逻辑或电路17的输入信号包括：ETH-INH信号、CAN-INH信号、KL15 信号以及SOC模块11的系统电源开关(SYS_PWRON)信号，输出端与第四逻辑或电路19的输入端连接。

第三逻辑或电路18的输入信号包括：SYS_PWRON信号和PMIC的开关 (Switch，SW)信号，输出端与一级DCDC的EN端连接。

第四逻辑电路19的输入信号包括：第二逻辑或电路18的输出信号以及SOC 模块11的GPIO0信号，输出端与PMIC的PWRON端连接。且SOC模块11的GPIO1 端口的输入信号为KL15信号。

该车载网络系统的上电过程包括：汽车电池向一级DCDC供常电VBAT。汽车启动后，KL15信号为高电平，高电平的KL15信号经过第一逻辑或电路16后使能一级DCDC，从而向二级供电单元102提供电压。高电平的KL15信号经过第二逻辑或电路17和第四逻辑或电路19处理后使能PMIC，按照上电时序输出电压，从而使得车载网络系统上电。其中，PMIC在电压输入(Vin)端和PWRON 端均接收到高电平信号时，才会开始工作，因此一级DCDC连接PMIC的VIN端， KL15信号通过输入到第二逻辑或电路输入到一级DCDC的PWRON端，共同使能 PMIC。

该车载网络系统的下电过程包括：首先KL15信号输出为低电平，SOC模块 11通过GPIO1端口检测到KL15信号的输出为低电平时，通过软件后处理，配置CAN模块14的输出信号CAN-INH信号和以太网模块12的输出信号ETH-INH 信号均为低电平。之后SOC模块11输出低电平的GPIO0信号，通过第四逻辑或电路19后向PMIC的PWRON端输入低电平信号，PMIC在接收到低电平GPIO0信号后按照下电时序进行系统下电。PMIC输出低电平的SW信号，则一级DCDC的 EN端的输入为低电平信号，一级DCDC下电，车载网络系统整体下电。

可选地，如图5所示，该车载网络系统的唤醒条件包括：①可选地，SOC 模块11包括的唤醒单元可以为实时时钟(Real-time clock，RTC)单元，该 RTC单元输出SYS_PWRON信号，当RTC单元的计数时长达到目标时长时，RTC单元输出高电平的SYS_PWRON信号；②当以太网模块接收到以太网唤醒信号时，以太网模块输出高电平的ETH-INH信号；③当CAN模块接收到CAN唤醒信号时， CAN模块输出高电平的CAN-INH信号。又一可选地，该唤醒条件还可以包括：④汽车启动时，KL15信号为高电平。

对于②③④的高电平的ETH-INH信号、高电平的CAN-INH信号以及高电平的KL15信号中的任一信号，经过第一逻辑或电路16后使能一级DCDC，从而向二级供电单元102提供电压。该任一信号经过第二逻辑或电路17和第四逻辑或电路19后使能PMIC，按照上电时序输出电压，从而使得车载网络系统整体上电。

对于①中的高电平的SYS_PWRON信号，该SYS_PWRON信号经过第三逻辑或电路18处理后使能一级DCDC，从而向二级供电单元102提供电压。经过第二逻辑或电路17处理后使能PMIC，按照上电时序输出电压，从而使得车载网络系统整体上电。

由上述分析可知，在本实用新型实施例中，车载网络系统的唤醒源包括： KL15信号、CAN-INH信号、ETH-INH信号和SYS_PWRON信号。

需要说明的是，上述实施例中的芯片的型号和接口数量等仅为示例性说明，本实用新型实施例对此不做限定。在实际使用过程中，可以根据接口需求对上述各个模块进行硬件裁剪。

综上所述，本实用新型实施例提供的车载网络系统，SOC模块支持国密算法，以太网模块包括的以太网接口数量大于目标阈值，且多个交换芯片与SOC 模块之间连接的通信接口的带宽≥目标带宽，当目标带宽和目标阈值均较大时，该车载网络系统的接口数量较多，且通信带宽较大，从而能够满足第二代汽车等级标准的需求。

此外，SOC模块、以太网模块和CAN模块均包括唤醒单元，唤醒单元在满足对应的唤醒条件时，能够使车载网络系统重新上电，从而降低了车载网络系统休眠功耗。此外，整个系统模块化设计，能够根据实际需要进行硬件裁剪，从而减小硬件成本。

本实用新型实施例还提供了一种汽车，该汽车包括车载网络系统，该车载网络系统可以为前述实施例所述的任一车载网络系统。

需要说明的是，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型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实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种车载网络系统，其特征在于，包括：

电源模块、支持国密算法的系统级芯片SOC模块、与SOC模块连接的以太网模块、存储模块、控制器局域网络CAN模块以及局域互联网络LIN模块；

所述以太网模块包括级联的多个交换芯片、以及与多个交换芯片连接的多个物理层芯片，所述多个交换芯片与所述SOC模块连接，所述多个交换芯片与所述SOC模块之间连接的通信接口的带宽大于或等于目标带宽；

其中，所述多个交换芯片包括第一数量的第一以太网接口，多个物理层芯片包括第二数量的第二以太网接口，所述第一数量与所述第二数量的和大于或等于目标阈值；

所述SOC模块、所述以太网模块、所述存储模块、CAN模块以及LIN模块均与所述电源模块连接。

2.根据权利要求1所述的车载网络系统，其特征在于，

所述多个交换芯片与所述SOC模块之间连接的通信接口为高速串行计算机扩展总线标准PCIE接口。

3.根据权利要求1所述的车载网络系统，其特征在于，

所述以太网模块包括级联的第一交换芯片和第二交换芯片，所述第一交换芯片与所述SOC模块连接，所述第一交换芯片和所述第二交换芯片分别与多个物理层芯片连接。

4.根据权利要求3所述的车载网络系统，其特征在于，

所述第一以太网接口为100base-T1接口，所述第二以太网接口为1000base-T1接口。

5.根据权利要求4所述的车载网络系统，其特征在于，

所述第一交换芯片为88Q5072型芯片，所述第二交换芯片为88Q5050型芯片，所述物理层芯片为88Q2122型芯片。

6.根据权利要求1所述的车载网络系统，其特征在于，

所述电源模块包括一级供电单元和二级供电单元；

所述一级供电单元用于将接收到的外接电源输入的电压输出至所述二级供电单元；

所述二级供电单元用于将接收到的所述一级供电单元输入的电压输出至所述SOC模块、所述以太网模块、所述存储模块、所述CAN模块以及所述LIN模块。

7.根据权利要求6所述的车载网络系统，其特征在于，

所述SOC模块、所述以太网模块和所述CAN模块均包括对应的唤醒单元，在所述SOC模块、所述以太网模块和所述CAN模块中的任一模块处于上电状态或下电状态时，所述任一模块对应的唤醒单元处于上电状态；

所述SOC模块对应的唤醒单元、所述以太网模块对应的唤醒单元以及所述CAN模块对应的唤醒单元均通过逻辑或电路与所述一级供电单元连接，所述任一模块对应的唤醒单元在达到所述任一模块对应的唤醒条件时，使能所述一级供电单元工作。

8.根据权利要求7所述的车载网络系统，其特征在于，

所述SOC模块对应的唤醒条件为：所述SOC模块对应的唤醒单元的计数时长达到目标时长；

所述以太网模块对应的唤醒条件为：所述以太网模块接收到以太网唤醒信号；

所述CAN模块对应的唤醒条件为：所述CAN模块接收到CAN唤醒信号。

9.根据权利要求1至8任一所述的车载网络系统，其特征在于，

所述SOC模块为G9X型芯片。

10.一种汽车，其特征在于，所述汽车包括权利要求1至9任一所述的车载网络系统。

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