CN214311723U - 车载智能tsn计算单元和车载tsn网络平台硬件架构 - Google Patents

车载智能tsn计算单元和车载tsn网络平台硬件架构 Download PDF

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Abstract

本实用新型提供车载智能TSN计算单元和车载TSN网络平台硬件架构,具体地,车载智能TSN计算单元包括:SOC芯片、MCU芯片、多种类型接口芯片、与接口芯片相对应的数据解析芯片,接口芯片包括:光纤收发器接口、100base‑T1接口、1000base‑T1接口、RJ45接口,数据解析芯片包括:1000BASE‑RHx‑PHY芯片、混合PHY芯片、单口千兆以太网PHY芯片,B2B连接器,min‑SAS接口。车载TSN网络平台硬件架构包括车载智能TSN计算单元与其相连接的域控制器,实现大流量数据交换。该车载智能TSN计算单元由于设置多种不同种类的光纤PHY模块,其能够支持高流量的数据传输,传输速率能够达到10G/s;与此同时,设置有多种不同接口,能够兼容车内不同种类ECU。

Description

车载智能TSN计算单元和车载TSN网络平台硬件架构
技术领域
本实用新型涉及智能汽车域控制器,尤其涉及车载智能TSN计算单元和车载TSN网络平台硬件架构。
背景技术
随着科学技术的不断发展,汽车朝着智能化、舒适化、个性化发展,传统的分布式架构的汽车网络已经难以满足现今汽车发展的需求,智能化、舒适化要求汽车需要装配几十个的传感器,如智能驾驶需要汽车安装车载摄像头、激光雷达、毫米波雷达、惯性传感器等,如此众多的传感器需要传输大量数据,导致传统的CAN总线难以满足高带宽传输以及实时性的要求,另外,如此众多的传感器同时也会带来ECU数量的增加,现有提出未来可能采用域控制器来对相同种类的ECU进行控制,但是目前并未有能兼容多种域控制器以及高速数据传输的设备,支持不同类型的域控制器进行桥接并支持高速传输。因此,基于未来汽车架构的发展需要能兼容多种域控制器以及高速数据传输的设备。
实用新型内容
基于现有技术存在的缺陷,本实用新型提供车载智能TSN计算单元,包括:SOC芯片、MCU芯片、多种类型接口芯片、与接口芯片相对应的数据解析芯片,其中,MCU芯片与SOC芯片相连接,多种类型的接口芯片与相应的数据解析芯片相连接,数据解析芯片与SOC芯片相连接,多种类型接口芯片用于与外部设备相连接;
接口芯片至少包括:光纤收发器接口、100base-T1接口、1000base-T1接口、RJ45接口中的一种或多种;
数据解析芯片包括:1000BASE-RHx-PHY芯片、混合PHY芯片、单口千兆以太网PHY芯片中的一种或多种;
光纤收发器接口与1000BASE-RHx-PHY芯片相连接,100base-T1接口、1000base-T1接口分别与混合PHY芯片相连接,单口千兆以太网PHY芯片与RJ45接口相连接。
车载智能TSN计算单元,进一步地,还包括:B2B连接器,用于与其它预设功能的PCBA板相连接,其中,B2B连接器通过PCIE3.0或SPI或I2C与SOC芯片相连接。
车载智能TSN计算单元,进一步地,数据解析芯片还包括:
千兆多媒体串行链路解串器,千兆多媒体串行链路解串器通过MIPI-CSI-2接口与SOC芯片相连接;
视频输出芯片(DS90UB949-Q1),视频输出芯片通过LVDS接口和I2C接口与SOC芯片相连接;
接口芯片包括:多通道视频输入解串器、FPD-Link III接口;
其中,多通道视频输入解串器与千兆多媒体串行链路解串器相连接;FPD-LinkIII接口与视频输出芯片相连接。
车载智能TSN计算单元,进一步地,数据解析芯片包括:万兆位以太网PHY芯片,万兆位以太网PHY芯片通过10GBASE-KR与SOC相连接,万兆位以太网PHY芯片遵循10G/5G/2.5GBASE-T1编码;
接口芯片包括:高速以太网接口,用于与外部设备相连接;
高速以太网接口与万兆以太网PHY芯片相连接。
车载智能TSN计算单元,进一步地,混合PHY芯片集成100base-T1 PHY模块和1000BASE-T1 PHY模块;
光纤收发器接口通过SGMII和I2C与1000BASE-RHx-PHY芯片相连接;
1000BASE-RHx-PHY芯片包括电流控制DAC,其工作频率为325MHz或115MHz,用于驱动集成在外部的LED驱动器。
车载智能TSN计算单元,进一步地,还包括SFP收发器,SFP收发器与SOC芯片相连接;SFP收发器用于将光信号转化为电信号。
车载智能TSN计算单元,进一步地,还包括:CAN接口收发器、LIN接口收发器、驱动芯片,MCU分别与CAN接口收发器、LIN接口收发器、驱动芯片相连接。
还包括Mini-SAS接口,Mini-SAS接口采用PCEI3.0 4X与SOC芯片相连接,用于和高带宽的ECU单元进行数据交互。
一种车载TSN网络平台硬件架构,包括如上述的车载智能TSN计算单元、车载智能TSN计算单元与至少一个域控制器相连接;
域控制器包括:底盘域控制器、车身控制域控制器、信息娱乐域控制器、自动驾驶域控制器、T-BOX域控制器、动力域控制器中的一种或多种;
底盘域控制器、车身控制域控制器、信息娱乐域控制器、自动驾驶域控制器、T-BOX域控制器分别通过车载以太网总线和/或CAN总线与智能TSN计算单元相连接;
动力域控制器通过车载以太网总线与车载智能TSN计算单元相连接。
一种车载TSN网络平台硬件架构,其特征在于,信息娱乐域控制器、自动驾驶域控制器、T-BOX域控制器还通过CAN总线和/或LIN总线与车载智能TSN计算单元相连接。
一种车载TSN网络平台硬件架构,进一步地,底盘域控制器、车身控制域控制器、信息娱乐域控制器、自动驾驶域控制器、T-BOX域控制器、动力域控制器分别通过CAN总线和/或LIN总线与对应域的ECU相连接,实现对ECU的控制。
有益效果:本实用新型提供的车载智能TSN计算单元由于设置多种不同种类的光纤PHY模块,其能够支持高流量的数据传输,传输速率能够达到10G/s;与此同时,设置有多种不同接口,能够兼容车内不同接口种类ECU。另外,车载智能TSN计算单元还设有B2B168.com连接器,能够用于连接具有特定功能的ECU或PCBA板,以方便实现功能扩展。同时,能够支持时间敏感网络协议栈以实现自动驾驶数据同步。
附图说明
通过阅读参照本实用新型实施例的附图,本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显:
图1为本实用新型一实施例智能TSN计算单元的结构示意图。
图2为本实用新型一实施例车载TSN网络平台硬件架构结构示意图。
图3为本实用新型一实施例中智能TSN计算单元通过B2B连接ECU或PCBA板的结构示意图。
具体实施方式
以下,将结合附图1至附图3介绍本实用新型的实施方案。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本实用新型,但不以任何形式限制本实用新型;应当指出的是,对本领域的普通技术人员来说,在不脱离本实用新型构思的前提下,还可以做出若干变形和改进;这些都属于本实用新型的保护范围。
本实施提供一种车载智能TSN计算单元,如图1所示,包括:SOC芯片101、MCU芯片100、多种类型接口芯片、与接口芯片相对应的数据解析芯片,其中,MCU100与SOC芯片101相连接,多种类型的接口芯片与相应的数据解析芯片相连接,数据解析芯片与SOC芯片101相连接,多种类型接口芯片用于与外部设备相连接;
接口芯片至少包括:光纤收发器接口300、100base-T1接口301、1000base-T1接口302、RJ45接口303中的一种或多种;
数据解析芯片:1000BASE-RHx-PHY芯片200、混合PHY芯片201、单口千兆以太网PHY芯片203中的一种或多种;
光纤收发器接口300与1000BASE-RHx-PHY芯片200相连接,100base-T1接口301、1000base-T1302接口分别与混合PHY芯片201相连接,单口千兆以太网PHY芯片203与RJ45接口303相连接。
车载智能TSN计算单元还包括:B2B(board to board)连接器105,用于与其它预设功能的PCBA(Printed Circuit Board Assembly)板相连接,其中,B2B连接器通过PCIE3.0或SPI或I2C与SOC芯片相连接。
参见图3所示,车载智能TSN计算单元400,B2B连接器105,ECU或PCBA板521,直接ECU或PCBA板相连接,形成叠层结构,通过B2B的叠层连接方式,将不同功能的ECU集成在一起,有利于后面车辆电子架构的超中心演化,整个系统更加灵活。
车载智能TSN计算单元还包括Mini-SAS接口,Mini-SAS接口采用PCEI3.0 4X与SOC芯片相连接,用于和高带宽的ECU单元或PCBA板进行连接实现数据交互,可支持到32Gbps的带宽。
1000BASE-RHx-PHY芯片200至少包括:物理编码子层(PCS)和物理介质附加(PMA)子层,PCS子层的数据传输以帧为单位,PCS帧由物理标头数据(PHD)和对用户数据进行编码的数据有效载荷组成;电流控制DAC,其工作频率为325MHz(在1Gb/s的操作下)或115MHz(在100Mb/s的操作下),用于驱动集成在外部的LED驱动器。
数据解析芯片还包括:
千兆多媒体串行链路解串器204,千兆多媒体串行链路解串器通过MIPI-CSI-2接口与SOC芯片101相连接;
视频输出芯片205,视频输出芯片通过LVDS接口和I2C接口与SOC芯片101相连接;
接口芯片包括:多通道视频输入解串器304、FPD-Link III接口305;
其中,多通道视频输入解串器304与千兆多媒体串行链路解串器204相连接;FPD-Link III接口305与视频输出芯片205相连接。
具体地,多通道视频输入解串器304与千兆多媒体串行链路解串器204组成形成结构用于实现摄像头采集图像的输入,本实施例中,多通道视频输入解串器设置4路接口,用于接收来自汽车上前、后、左、右的视频采集的图像。
FPD-Link III接口305与视频输出芯片205组成的结构中用于实现视频数据的输出,如输出至显示屏进行显示。
具体地,数据解析芯片还包括:万兆位以太网PHY芯片206,万兆位以太网PHY芯片206通过10GBASE-KR与SOC芯片101相连接,万兆位以太网PHY芯片206遵循10G/5G/2.5GBASE-T1编码;
接口芯片包括:高速以太网接口306,用于与外部设备相连接;
高速以太网接口306与万兆以太网PHY芯片206相连接。
高速以太网接口306与万兆以太网PHY芯片206用于传输大流量数据,传输速率最大可以达到10G/s。
车载智能TSN计算单元还包括SFP收发器104,SFP(Small Form-factorPluggable)收发器104与SOC芯片101相连接;SFP收发器104用于将光信号转化为电信号。
车载智能TSN计算单元还包括CAN接口收发器102、LIN接口收发器103、驱动芯片106,MCU芯片100分别与CAN接口收发器102、LIN接口收发器103、驱动芯片106相连接。
本实用新型提供了另一种实施例为车载TSN网络平台硬件架构,如图2所示,包括:智能TSN计算单元400、智能TSN计算单元400与至少一个域控制器相连接;
域控制器包括:底盘域控制器401、车身控制域控制器402、信息娱乐域控制器404、自动驾驶域控制器405、T-BOX域控制器406、动力域控制器403中的一种或多种;
底盘域控制器401、车身控制域控制器402、信息娱乐域控制器404、自动驾驶域控制器405、T-BOX域控制器406分别通过车载以太网总线和/或CAN总线与智能TSN计算单元400相连接;
动力域控制器403通过车载以太网总线智能TSN计算单元400相连接;
信息娱乐域控制器404、自动驾驶域控制器405、T-BOX域控制器406还通过CAN总线和/或LIN总线与智能TSN计算单元400相连接;
底盘域控制器401、车身控制域控制器402、信息娱乐域控制器404、自动驾驶域控制器405、T-BOX域控制406,动力域控制器403分别通过CAN总线和/或LIN总线与对应域的ECU相连接,实现对ECU的控制。
具体地,域控制器与其对应的ECU相连接,实现ECU的控制。如:底盘域控制器401通过CAN/LIN总线连接转向柱控制500ECU、电动助力转向501ECU、动力助力转向502ECU、胎压监测503ECU;
车身控制域控制器402通过CAN总线/LIN总线连接门ECU504、窗户ECU505、座椅ECU506ECU、空调ECU507等ECU的控制,动力域控制器403通过CAN总线/LIN总线连接发动机管理508ECU、变速箱509ECU、电机控制器510ECU;
信息娱乐域控制器404通过CAN总线/LIN总线连接抬头显示ECU、功放ECU、车载信息娱乐系统ECU等;
自动驾驶域控制器405通过CAN总线/LIN总线或车载以太网总线连接相机ECU、雷达ECU、激光雷达ECU等;
T-BOX域控制406通过CAN总线/LIN总线或车载以太网总线或无线连接Wifi或蓝牙518,4G或5G159等,以实现车联网、车机互联、车机娱乐等。
具体地,车载以太网总线包括双绞线、光纤,根据具体的应用场景,选配合适的金属双绞线和光纤作为传输介质,在大流量的数据场合,可以选择光纤作为传输介质。
以上仅为本实用新型的优选实施例,并非因此限制本实用新型的专利范围,凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其他相关的技术领域,均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (11)

1.车载智能TSN计算单元,其特征在于,包括:SOC芯片、MCU芯片、多种类型接口芯片、与接口芯片相对应的数据解析芯片,其中,MCU芯片与SOC芯片相连接,多种类型的接口芯片与相应的数据解析芯片相连接,数据解析芯片与SOC芯片相连接,多种类型接口芯片用于与外部设备相连接;
接口芯片至少包括:光纤收发器接口、100base-T1接口、1000base-T1接口、RJ45接口中的一种或多种;
数据解析芯片:1000BASE-RHx-PHY芯片、混合PHY芯片、单口千兆以太网PHY芯片中的一种或多种;
光纤收发器接口与1000BASE-RHx-PHY芯片相连接,100base-T1接口、1000base-T1接口分别与混合PHY芯片相连接,单口千兆以太网PHY芯片与RJ45接口相连接。
2.如权利要求1所述的车载智能TSN计算单元,其特征在于,还包括:B2B连接器,用于与ECU单元或预设功能的PCBA板相连接,其中,B2B连接器通过PCIE3.0或SPI或I2C与SOC芯片相连接。
3.如权利要求1所述的车载智能TSN计算单元,其特征在于,数据解析芯片还包括:
千兆多媒体串行链路解串器,千兆多媒体串行链路解串器通过MIPI-CSI-2接口与SOC芯片相连接;
视频输出芯片,视频输出芯片通过LVDS接口和I2C接口与SOC芯片相连接;
接口芯片包括:多通道视频输入解串器、FPD-Link III接口;
其中,多通道视频输入解串器与千兆多媒体串行链路解串器相连接;FPD-Link III接口与视频输出芯片相连接。
4.如权利要求1所述的车载智能TSN计算单元,其特征在于,数据解析芯片包括:万兆位以太网PHY芯片,万兆位以太网PHY芯片通过10GBASE-KR与SOC相连接,万兆位以太网PHY芯片遵循10G/5G/2.5GBASE-T1编码;
接口芯片包括:高速以太网接口,用于与外部设备相连接;
高速以太网接口与万兆以太网PHY芯片相连接。
5.如权利要求1所述的车载智能TSN计算单元,其特征在于,混合PHY芯片集成100base-T1 PHY模块和1000BASE-T1 PHY模块;
光纤收发器接口通过SGMII和I2C与1000BASE-RHx-PHY芯片相连接;
1000BASE-RHx-PHY芯片包括电流控制DAC,其工作频率为325MHz或115MHz,用于驱动集成在外部的LED驱动器。
6.如权利要求1所述的一种车载智能TSN计算单元,其特征在于,还包括SFP收发器,SFP收发器与SOC芯片相连接;SFP收发器用于将光信号转化为电信号。
7.如权利要求1所述的车载智能TSN计算单元,其特征在于,还包括:CAN接口收发器、LIN接口收发器、驱动芯片,MCU分别与CAN接口收发器、LIN接口收发器、驱动芯片相连接。
8.如权利要求1所述的车载智能TSN计算单元,其特征在于,还包括Mini-SAS接口,Mini-SAS接口采用PCEI3.0 4X与SOC芯片相连接,用于和高带宽的ECU单元进行连接实现数据交互。
9.一种车载TSN网络平台硬件架构,其特征在于,包括:如权利要求1至8任一项所述的车载智能TSN计算单元,车载智能TSN计算单元与至少一个域控制器相连接;
域控制器包括:底盘域控制器、车身控制域控制器、信息娱乐域控制器、自动驾驶域控制器、T-BOX域控制器、动力域控制器中的一种或多种;
底盘域控制器、车身控制域控制器、信息娱乐域控制器、自动驾驶域控制器、T-BOX域控制器分别通过车载以太网总线和/或CAN总线与智能TSN计算单元相连接;
动力域控制器通过车载以太网总线与智能TSN计算单元相连接。
10.如权利要求9所述的一种车载TSN网络平台硬件架构,其特征在于,信息娱乐域控制器、自动驾驶域控制器、T-BOX域控制器还通过CAN总线和/或LIN总线与车载智能TSN计算单元相连接。
11.如权利要求9所述的一种车载TSN网络平台硬件架构,其特征在于,底盘域控制器、车身控制域控制器、信息娱乐域控制器、自动驾驶域控制器、T-BOX域控制器、动力域控制器分别通过CAN总线和/或LIN总线与对应域的ECU相连接,实现对ECU的控制;
车载以太网总线的传输介质包括双绞线、光纤中的一种或多种。
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