CN215420329U - 车载网关控制器及车载网关控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种车载网关控制器及车载网关控制系统。其中车载网关控制器包括主控制模块和扩展模块；所述主控制模块包括实时核单元和非实时核单元；所述实时核单元与所述非实时核单元通讯连接；所述实时核单元用于数据信号转换和转发；所述非实时核单元与所述扩展功能模块连接，所述非实时核单元用于控制所述扩展模块执行扩展应用；所述扩展模块用于提供扩展应用。本实用新型提供的技术方案实现提升双系统间的数据传输速率和稳定性，减少主控制模块的控制芯片数量，从而降低硬件成本、缩小主控制模块体积。

Description

车载网关控制器及车载网关控制系统

技术领域

本实用新型实施例涉及汽车电子控制技术，尤其涉及一种车载网关控制器及车载网关控制系统。

背景技术

随着汽车电子电气架构的发展，车载网关控制器作为中央通信枢纽，扮演越来越重要的角色。基于其互连互通的特点，也集成了越来越多的功能。其中，车载网关控制器由之前的单主芯片、运行实时操作系统、只具备单一路由功能，发展为双主芯片、实时/非实时双系统并存、承载多个应用功能的中央计算平台。

现有车载网关控制器采用双芯片控制，其中，车载网关控制器中双芯片间通信采用SPI或以太网传输存在一定的信号传输延时，并且采用多芯片控制，也一定程度增加了芯片及外围硬件的使用成本，不利于小型化集成化发展。

实用新型内容

本实用新型提供一种车载网关控制器及车载网关控制系统，用以解决现有技术中的缺陷，实现提升双系统间的数据传输速率和稳定性，减少主控制模块的控制芯片数量，从而降低硬件成本、缩小主控制模块体积。

第一方面，本实用新型提供一种车载网关控制器，包括主控制模块和扩展模块；所述主控制模块包括实时核单元和非实时核单元；

所述实时核单元与所述非实时核单元通讯连接；所述实时核单元用于数据信号转换和转发；所述非实时核单元与所述扩展功能模块连接，所述非实时核单元用于控制所述扩展模块执行扩展应用；所述扩展模块用于提供扩展应用。

可选的，所述车载网关控制器还包括存储模块，所述存储模块与所述主控制模块连接，所述存储模块用于提供所述实时核单元与所述非实时核单元的内存存储。

可选的，所述主控制模块还包括路由引擎单元，所述路由引擎单元与所述实时核单元连接，所述路由引擎单元用于路由配置和硬件信号转发。

可选的，所述主控制模块还包括硬件安全单元，所述硬件安全单元与所述实时核单元连接，所述硬件安全单元用于提供所述网关控制器的密码保护及管理认证。

可选的，所述车载网关控制器还包括通讯收发模块；所述通讯收发模块与所述实时核单元连接，所述通讯收发模块用于发送与接收所述数据信号。

可选的，所述通讯收发模块包括：CAN收发单元和LIN收发单元。

可选的，所述车载网关控制器还包括功率单元；所述功率单元与所述主控制模块连接；所述功率单元用于控制所述主控制模块供电功率。

可选的，所述扩展模块包括EMMC单元和/或数据传输转换单元。

可选的，所述主控制模块包括芯驰G9X芯片。

第二方面，本实用新型提供一种车载网关控制系统，包括本实用新型任一所述的车载网关控制器。

本实用新型提供的技术方案，将实时核单元和非实时核单元集成于主控制模块，并分别运行实时系统和非实时系统，双系统间的通信方式由之前的芯片间通信变为了核间通信，提升了数据传输速率和稳定性。减少主控制模块的控制芯片数量，从而降低硬件成本、缩小主控制模块的电路板面积。

附图说明

图1为现有方案结构示意图。

图2为本实用新型提供一种车载网关控制器结构示意图。

图3为本实用新型提供一种车载网关控制器结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

图1为现有方案结构示意图。参见图1，现有车载网关控制器结构中采用MCU芯片110和MPC芯片120双芯片控制，分别运行实时和非实时系统实现相应的功能。MCU芯片110和MPC芯片120的双芯片间的通信方式通过SPI或以太网传输，芯片间的链路通信可能会受到外部干扰而影响稳定性，并且链路通信存在一定的传输延迟。另外双芯片结构及其外围电路增加了硬件成本也影响了其小型化改进。

有鉴于此，图2为本实用新型提供一种车载网关控制器结构示意图。参见图2，车载网关控制器包括主控制模块210和扩展模块220；主控制模块210包括实时核单元230和非实时核单元240；

实时核单元230与非实时核单元240通讯连接；实时核单元230用于数据信号转换和转发；非实时核单元240与扩展功能模块220连接，非实时核单元240用于控制扩展模块220执行扩展应用；扩展模块220用于提供扩展应用。

具体的，实时核单元230和非实时核单元240集成在主控制模块210中，实时核单元230和非实时核单元240之间可以采用核间通信，无需单独架构SPI或以太网传输链路。其中，实时核单元230将接收的多种协议类型的数据信号，按照信号通讯协议标准进行转换，并将转化后的不同类型的数据信号对应转发至车辆完成整车的通信。实时核单元230通过运行实时系统，以保证信号数据的转换和转发的实时性(低延时)。非实时核单元240控制扩展模块以实现扩展功能的有序应用，非实时核单元240通过运行非实时系统，以保证扩展功能的正常使用。扩展模块220可以提供车载网关控制器的扩展功能，例如远程诊断、OTA升级等扩展功能。示例性的，实时核单元230可以采用实时核(R Core)，非实时核单元240可以采用非实时核(A Core)。实时系统可以采用OSEK、Classic AutoSAR或FreeRTOS等实时操作系统；非实时系统可以采用Linux、Adaptive AutoSAR等实时操作系统。

本实用新型提供的技术方案，将实时核单元和非实时核单元集成于主控制模块，并分别运行实时系统和非实时系统，双系统间的通信方式由之前的芯片间通信变为了核间通信，提升了数据传输速率和稳定性。减少主控制模块的控制芯片数量，从而降低硬件成本、缩小主控制模块的体积。

图3为本实用新型提供一种车载网关控制器结构示意图。参见图3，车载网关控制器还包括存储模块，存储模块与主控制模块210连接，存储模块用于提供实时核单元230与非实时核单元240的内存存储。

示例性的，存储模块可以采用DDR存储器310，为实时核单元230和非实时核单元240提供内存，现有技术中采用双芯片结构，MCU芯片与MPU芯片需配备独立内存，本方案中由于实时核单元230和非实时核单元240集成于主控制模块210，所以可以实现了存储模块硬件资源共享及共用，降低了硬件成本。

可选的，主控制模块210还包括路由引擎单元320，路由引擎单元320与实时核单元230连接，路由引擎单元320用于路由配置和硬件信号转发。

具体的，路由引擎单元320集成与主控制模块210，实时核单元230接收的汽车多种类型的数据信号可以通过路由引擎单元320进行无线数据转发，路由引擎单元320可以简化路由配置，通过路由引擎单元320实现数据信号由实时系统软件转发变为硬件转发，从而降低路由信号的转发延迟，提高基础路由功能的可靠性。

可选的，主控制模块210还包括硬件安全单元330，硬件安全单元330与实时核单元230连接，硬件安全单元330用于提供网关控制器的密码保护及管理认证。

具体的，硬件安全单元330集成于主控制模块，硬件安全单元330用于将实时核单元230接收及发送的路由数据信息进行加密处理，提高数据安全性。还用于对车载网关控制器的密码数据进行加密保护和认证管理。示例性的，硬件安全单元330可以装载国密信息安全算法，在不增加成本的前提下提升数据安全等级。

继续参见图2，车载网关控制器还包括通讯收发模块340；通讯收发模块340与实时核单元230连接，通讯收发模块340用于发送与接收数据信号。通讯收发模块340包括：CAN收发单元350和LIN收发单元360。

具体的，车载网关控制器最基本的功能是实现CAN、LIN或以太网等网络数据间的信号转换和路由转发，从而使整车的不同网段、不同总线类型间的控制器间可以相互通信。通过通讯收发模块340将接收的通讯信号发送至实时核单元230，由实时核单元230进行数据信号转换后由通讯收发模块340进行输出或由路由引擎单元320路由转发。其中，CAN收发单元350用于CAN信号接收与发送，LIN收发单元360用于CAN信号接收与发送。

可选的，车载网关控制器还包括功率单元370；功率单元370与主控制模块210连接；功率单元370用于控制主控制模块210供电功率。

功率单元370可以根据扩展功能模块使用负荷，调节车载网关控制器的电压功率，从而对主控制模块动210态电压和频率进行控制调整，可以提高车载网关控制器使用寿命。

可选的，扩展模块包括EMMC单元380和/或数据传输转换单元390。

示例性的，扩展模块可以包括多种扩展单元，利用扩展单元提供数据接口或功能应用。例如，通过EMMC单元380提供车载网关控制器本地存储及升级解决方案，通过数据传输转换单元390提供RGMII或PCIE等数据接口并将以太网数据进行交换。

可选的，主控制模块包括芯驰G9X芯片。

示例性的，主控制模块可以采用芯驰G9X芯片，本实用新型实施例中提到的实时核单元和非实时核单元可以使用该芯片上集成实时核(R Core)和非实时核(A Core)，分别运行实时系统和非实时系统。采用该方式可以使得两个系统间的通信链路，由之前的芯片间通过SPI或以太网传输，变为芯片内核间通信传输，提升数据传输效率。此外，还可以将国密信息安全算法集成到芯驰G9X芯片中。针对网关路由基本功能，集成路由引擎单元，实现路由配置和硬件转发功能，以降低转发延迟。并且通过实时核(R Core)和非实时核(A Core)的芯片集成，实时核(R Core)也可以使用DDR存储内存，实现硬件资源共享，降低硬件成本。

本实用新型提供一种车载网关控制系统，包括本实用新型任一的车载网关控制器。具体的，因其包括本实用新型实施例提供的车载网关控制器，因而也具有相同的有益效果，在此不再赘述。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种车载网关控制器，其特征在于，包括主控制模块和扩展模块；所述主控制模块包括实时核单元和非实时核单元；

所述实时核单元与所述非实时核单元通讯连接；所述实时核单元用于数据信号转换和转发；所述非实时核单元与所述扩展模块连接，所述非实时核单元用于控制所述扩展模块执行扩展应用；所述扩展模块用于提供扩展应用。

2.根据权利要求1所述的车载网关控制器，其特征在于，还包括存储模块，所述存储模块与所述主控制模块连接，所述存储模块用于提供所述实时核单元与所述非实时核单元的内存存储。

3.根据权利要求1所述的车载网关控制器，其特征在于，所述主控制模块还包括路由引擎单元，所述路由引擎单元与所述实时核单元连接，所述路由引擎单元用于路由配置和硬件信号转发。

4.根据权利要求1所述的车载网关控制器，其特征在于，所述主控制模块还包括硬件安全单元，所述硬件安全单元与所述实时核单元连接，所述硬件安全单元用于提供所述网关控制器的密码保护及管理认证。

5.根据权利要求1所述的车载网关控制器，其特征在于，还包括通讯收发模块；所述通讯收发模块与所述实时核单元连接，所述通讯收发模块用于发送与接收所述数据信号。

6.根据权利要求5所述的车载网关控制器，其特征在于，所述通讯收发模块包括：CAN收发单元和LIN收发单元。

7.根据权利要求1所述的车载网关控制器，其特征在于，还包括功率单元；所述功率单元与所述主控制模块连接；所述功率单元用于控制所述主控制模块供电功率。

8.根据权利要求1所述的车载网关控制器，其特征在于，所述扩展模块包括EMMC单元和/或数据传输转换单元。

9.根据权利要求1所述的车载网关控制器，其特征在于，所述主控制模块包括芯驰G9X芯片。

10.一种车载网关控制系统，其特征在于，包括权利要求1-9任一所述的车载网关控制器。

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