WO2017041876A1 - Calculateur électronique de véhicule compatible avec le protocole de communication can-fd - Google Patents

Calculateur électronique de véhicule compatible avec le protocole de communication can-fd Download PDF

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Continental Automotive Technologies GmbH
Continental Automotive France SAS
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    • H04L2012/40273—Bus for use in transportation systems the transportation system being a vehicle

Definitions

  • the present invention belongs to the field of electronic computers embedded in vehicles, especially automobiles.
  • the present invention more particularly relates to an electronic computer compatible with the CAN-FD communication protocol.
  • the CAN communication protocol (Controller Area Network), as defined by the ISO 11898 standards, is widely used in current motor vehicles.
  • An on-board electronic computer in a motor vehicle compatible with the CAN communication protocol generally comprises a CAN communication controller (defined by the ISO 11898-1 standard) connected to a CAN line adapter (defined by the ISO 11898-2 / 3 standard). ) which mainly performs the physical interface between the CAN communication controller and a communication bus.
  • a line adapter is generally referred to as "transceiver” in the Anglo-Saxon literature.
  • the CAN-FD communication protocol (defined by ISO 11898-7) is an improvement of the CAN communication protocol.
  • the CAN-FD communication protocol increases the efficiency of communication on the communication bus by increasing the bit rate and by increasing the size of the frame used.
  • the present invention aims to overcome all or part of the limitations of the solutions of the prior art, including those described above, by proposing a solution that allows a faster integration of the CAN-FD communication protocol, while limiting the impact on the manufacturing cost of the corresponding electronic calculator.
  • the invention relates to an electronic vehicle computer, said electronic computer comprising a first microcontroller and a second microcontroller comprising respective FlexRay TM communication controllers interconnected by connection means, the first microcontroller and the second microcontroller being configured to exchange data with each other via said FlexRay TM communication controllers.
  • the second microcontroller comprises a CAN-FD communication controller by which said electronic computer is adapted to be connected to a communication bus of the vehicle for exchanging data with a remote device, and said CAN-FD communication controller is connected. to the FlexRay TM communication controller of said second microcontroller.
  • the electronic computer has two microcontrollers that use FlexRay TM communication controllers (as defined by ISO 17458-2) to communicate with each other.
  • ISO 17458-1 to 17458-5) is largely supported by current electronic computers for the exchange of data between remote electronic computers connected by the vehicle communication bus.
  • the FlexRay TM communication protocol is therefore an alternative to the CAN and CAN-FD communication protocols. Therefore, most current microcontrollers already include FlexRay TM communication controllers, and the invention proposes to use them in a different way, namely to exchange data between two microcontrollers within the same electronic computer.
  • the first microcontroller which is typically the microcontroller that performs the various tasks assigned to the electronic computer (for example, to control the engine of the vehicle in the case of a motor ECU), may in some cases be a microcontroller on the shelf.
  • the FlexRay TM communication controller is not used to communicate directly on the vehicle communication bus, external to the electronic computer, but to communicate with the second microcontroller via internal connection means to the electronic computer.
  • the second microcontroller integrates the CAN-FD communication controller, used to communicate on the vehicle communication bus, and the data exchanges between the first microcontroller and the vehicle communication bus are via the second microcontroller.
  • the use of the FlexRay TM communication protocol is advantageous in that the bit rate and the size of the FlexRay TM frame are compatible with those of the CAN-FD communication protocol. Consequently, the first microcontroller can communicate with the second microcontroller without having to know that the data exchanges on the vehicle communication bus are ultimately in accordance with the CAN-FD communication protocol.
  • the second microcontroller can provide the bridge between the communication protocols FlexRay TM and CAN-FD, so that no software development is required, on the side of the first microcontroller, because the CAN-FD communication protocol is used on the vehicle communication bus.
  • the second microcontroller possibly requires specific software developments. However, these only concern the use of the CAN-FD communication protocol, and not the main tasks assigned to the electronic computer (for example: control the vehicle engine) which are preferably managed by the first microcontroller.
  • the use of a second microcontroller is more economical than the use of purely hardware solutions such as FPGA, ASIC, etc., and also has the advantage of greater flexibility in the face of possible modifications. subsequent CAN-FD communication protocol.
  • the electronic computer may further comprise one or more of the following characteristics, taken separately or in any technically possible combination.
  • connection means comprise an interface logic circuit comprising logic gates connecting respective terminals TxD, TxEN and RxD of the FlexRay TM communication controllers of the first microcontroller and the second microcontroller of the electronic computer.
  • connection means between the communication controllers FlexRay TM can be greatly simplified compared to a bus of conventional FlexRay TM communication.
  • FlexRay TM line adapter (BD Bus Driver" in the FlexRay TM terminology, defined by the ISO 17458-4 standard)
  • connection means can mainly comprise a logic interface circuit, based on simple logic gates, connecting the respective TxD, TxEN and RxD terminals of the FlexRay TM communication controllers.
  • the interface logic circuit comprises:
  • a first transmission logic gate comprising two inputs respectively connected to the TxD and TxEN terminals of the FlexRay TM communication controller of the first microcontroller
  • a second transmission logic gate comprising two inputs respectively connected to the terminals TxD and TxEN of the communication controller FlexRay TM of the second microcontroller
  • a combination logic gate comprising two inputs respectively connected to an output of the first transmission logic gate and to an output of the second transmission logic gate, said combination logic gate further comprising an output connected to the terminals RxD of the FlexRay TM communication controllers of the first microcontroller and the second microcontroller.
  • the first transmission logic gate, the second transmission logic gate and the combining logic gate are NAND logic gates.
  • the interface logic circuit comprises a reception logic gate comprising:
  • the interface logic circuit comprises a reception logic gate comprising:
  • each receive logic gate is a NAND type logic gate.
  • connection means between the FlexRay TM communication controllers of the first microcontroller and the second microcontroller are devoid of FlexRay TM line adapter.
  • the present invention relates to a motor vehicle comprising at least one electronic computer according to any one of the embodiments of the invention.
  • FIG. 1 a schematic representation of a vehicle comprising an electronic calculator compatible with the CAN-FD communication protocol
  • FIG. 2 a schematic representation of an exemplary embodiment of an electronic calculator according to the invention
  • FIG. 3 is a diagrammatic representation of an alternative embodiment of the electronic calculator of FIG.
  • the present invention relates to an electronic computer of a vehicle. In the remainder of the description, it is not limited to the case of a motor vehicle.
  • FIG. 1 diagrammatically represents an automobile vehicle comprising an electronic computer connected to a remote device 80 by a communication bus 70 of the automobile vehicle.
  • the electronic computer may be any of the electronic computers on board a motor vehicle, for example the engine computer, the passenger compartment computer, etc. In the remainder of the description, one places oneself in a nonlimiting manner in the case where the electronic computer is the engine computer of the automobile vehicle.
  • the remote equipment 80 such as another electronic computer, is also embedded in the motor vehicle.
  • the electronic computer can also be connected, by the communication bus 70, to a device which is not embedded in the motor vehicle, for example a fault detection device connected to the communication bus 70. only during maintenance operations on the motor vehicle.
  • FIG. 2 diagrammatically represents an embodiment of the electronic calculator.
  • the electronic calculator comprises a first microcontroller 30 and a second microcontroller 40.
  • microcontroller an electronic circuit comprising at least one processor and storage means in which a product is stored.
  • computer program in the form of a set of program code instructions to be executed by said processor.
  • the first microcontroller 30 comprises a FlexRay TM communication controller 31 and the second microcontroller 40 also comprises a FlexRay TM 41 communication controller.
  • “FlexRay TM communication controller” means a communication controller as defined by IS0 17458-2 ("Communication Controller CC" in the FlexRay TM terminology).
  • the FlexRay TM communication controllers 31, 41 of the first microcontroller 30 and the second microcontroller 40 are interconnected by connection means. As indicated above, the FlexRay TM communication controllers 31, 41 are implemented to exchange data between two different microcontrollers co-located in the same electronic computer, unlike the prior art where the FlexRay communication protocol TM is implemented to exchange data between remote electronic computers. Said connection means are therefore internal to the electronic computer, unlike the communication bus 70 which is external to the electronic computer, deployed inside the motor vehicle.
  • the second microcontroller 40 includes a CAN-FD communication controller 42 which is intended to be connected to the communication bus 70 of the automobile vehicle.
  • the CAN-FD communication controller 42 is connected to a CAN-FD 50 line adapter ("CAN-FD transceiver" in the English literature), itself connected to a connector 51 intended to be connected to the communication bus 70 of the automobile vehicle.
  • the CAN-FD 50 line adapter is external to the second microcontroller 40, for example a dedicated electronic circuit.
  • the FlexRay TM 41 communication controller of the second microcontroller 40 is further connected to the CAN-FD communication controller 42, for example by means of a FlexRay TM / CAN-FD interface module 43 which provides the bridge between the communication protocol. FlexRay TM communication and the CAN-FD communication protocol.
  • the first microcontroller 30 can transmit and receive data on the communication bus 70 of the vehicle 10 via the second microcontroller 40, the data exchanges between said first microcontroller 30 and said second microcontroller 40 being effected by through the controllers of FlexRay TM communication 31, 41 and connection means between said FlexRay TM communication controllers. From the point of view of the first microcontroller 30, the data exchanges are therefore done according to the FlexRay TM communication protocol, so that no software development specific to the CAN-FD communication protocol is necessary for said first microcontroller 30. Software developments to be provided mainly concern the second microcontroller 40, which provides the gateway between the FlexRay TM communication protocol and the CAN-FD communication protocol.
  • the FlexRay TM standards define a FlexRay TM line adapter ("Bus Driver BD" in the FlexRay TM terminology defined by IS0 17458-4) that carries out mainly the physical interface between the FlexRay TM communication controller and a communication bus.
  • connection means are advantageously devoid of FlexRay TM line adapters.
  • connection means of complexity and cost lower than those of FlexRay TM line adapters can be used to connect the FlexRay TM communication controllers 31, 41 of the first microcontroller 30 and the second microcontroller 40.
  • the interface between a FlexRay TM communication controller and a FlexRay TM line adapter primarily uses the following signals:
  • An RxD or Receive Data signal which corresponds to the data received by the FlexRay TM communication controller.
  • the FlexRay TM communication controllers 31, 41 of the first microcontroller 30 and the second microcontroller 40 have respective terminals TxD, TxEN and RxD, on which the signals TxD, TxEN and RxD respectively pass.
  • connection means are advantageously in the form of an interface logic circuit 60, consisting mainly of logic gates, which connects the respective terminals TxD, TxEN and RxD of the communication controllers. FlexRay TM 31, 41 of the first microcontroller 30 and the second microcontroller 40.
  • the interface logic circuit 60 illustrated in FIG. 2 comprises:
  • a first transmission logic gate 61 comprising two inputs connected respectively to the terminals TxD and TxEN of the communication controller FlexRay TM 31 of the first microcontroller 30,
  • a second transmission logic gate 62 comprising two inputs respectively connected to the terminals TxD and TxEN of the communication controller FlexRay TM 41 of the second microcontroller 40,
  • a combination logic gate 63 comprising two inputs respectively connected to an output of the first transmission logic gate 61 and to an output of the second transmission logic gate 62, the said combination logic gate further comprising an output connected to the RxD terminals of the FlexRay TM communication controllers 31, 41 of the first microcontroller 30 and the second microcontroller 40.
  • the first transmission logic gate 61 combines the signals provided on the TxD and TxEN terminals of the FlexRay TM 31 communication controller of the first microcontroller 30, while the second transmission logic gate 62 combines the signals provided on the TxD terminals. and TxEN of the FlexRay TM 41 communication controller of the second microcontroller 40.
  • the combination logic gate 63 combines the output signals of the first transmission logic gate 61 and the second transmission logic gate 62, and the result of this combination is provided on the RxD terminals of the FlexRay TM communication controllers. , 41 of the first microcontroller 30 and the second microcontroller 40. In this way, the data transmitted by a FlexRay TM communication controller 31, 41 on its terminal TxD are presented at a time:
  • the first transmission logic gate 61, the second transmission logic gate 62 and the combination logic gate 63 are NAND logic gates ("non-and"). None, however, excludes, according to other examples, to consider an interface logic circuit 60 having a different combination of logic gates.
  • the interface between a FlexRay TM communication controller and a FlexRay TM line adapter can optionally use a Receive Data Enable Not (RxEN) signal. ).
  • RxEN Receive Data Enable Not
  • FIG. 3 diagrammatically represents an alternative embodiment of the electronic calculator of FIG. 2, in the case where the FlexRay TM communication controllers 31, 41 each comprise an RxEN terminal on which the RxEN signal passes.
  • the interface logic circuit 60 further comprises a first receive logic gate 64 and a second receive logic gate 65.
  • the first receive logic gate 64 of the NAND type in the nonlimiting example shown in FIG. 3, comprises:
  • the second logic receive gate 65 also of the NAND type in the nonlimiting example shown in FIG. 3, comprises:
  • the FlexRay TM line adapter that controls the value of the RxEN signal presented on the RxEN terminal of the FlexRay TM communication controller.
  • the FlexRay TM communication controllers 31, 41 can prohibit the reception of data on their RxD terminal during particular phases of operation, for example when starting or resetting the microcontroller, etc.
  • the interface logic circuit 60 comprises a single receive logic gate associated with the FlexRay TM communication controller 31, 41 having an RxEN terminal.
  • connection means without FlexRay TM line adapters.
  • FlexRay TM line adapters for connecting the FlexRay TM communication controllers 31, 41 of the first microcontroller 30 and the second microcontroller 40.
  • an interface logic circuit 60 consisting essentially of logic gates, corresponds to a preferred embodiment insofar as the connection means used are then particularly simple and inexpensive.
  • the present invention achieves the objectives it has set for itself.
  • the first microcontroller 30 does not require specific software development related to the use of the CAN-FD communication protocol on the communication bus 70 of the automobile vehicle.
  • the additional cost of using the CAN-FD communication protocol is mastered, especially when the electronic computer is devoid of FlexRay TM line adapters.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Small-Scale Networks (AREA)
  • Selective Calling Equipment (AREA)

Abstract

La présente invention concerne un calculateur (20) électronique de véhicule (10), comportant un premier microcontrôleur (30) et un second microcontrôleur (40) comportant des contrôleurs de communication FlexRayTM (31, 41 ) respectifs reliés entre eux par des moyens de connexion, le premier microcontrôleur et le second microcontrôleur étant configurés pour échanger des données entre eux par l'intermédiaire desdits contrôleurs de communication FlexRayTM. En outre, ledit second microcontrôleur comporte un contrôleur de communication CAN-FD (42) par lequel ledit calculateur électronique est adapté à être relié à un bus de communication (70) du véhicule pour échanger des données avec un équipement (80) distant, et ledit contrôleur de communication CAN-FD est relié au contrôleur de communication FlexRayTM dudit second microcontrôleur.

Description

Calculateur électronique de véhicule
compatible avec le protocole de communication CAN-FD
La présente invention appartient au domaine des calculateurs électroniques embarqués dans des véhicules, notamment automobiles. La présente invention concerne plus particulièrement un calculateur électronique compatible avec le protocole de communication CAN-FD.
Le protocole de communication CAN (« Controller Area Network » dans la littérature anglo-saxonne), tel que défini par les normes ISO 11898, est largement utilisé dans les véhicules automobiles actuels.
Un calculateur électronique embarqué dans un véhicule automobile compatible avec le protocole de communication CAN comporte généralement un contrôleur de communication CAN (défini par la norme ISO 11898-1 ) relié à un adaptateur de ligne CAN (défini par la norme ISO 11898-2/3) qui réalise principalement l'interface physique entre le contrôleur de communication CAN et un bus de communication. Un tel adaptateur de ligne est généralement désigné par « transceiver » dans la littérature anglo- saxonne.
De nos jours, il est envisagé d'intégrer un nouveau protocole de communication dans les véhicules automobiles, à savoir le protocole de communication CAN-FD (« CAN with Flexible Data rate » dans la littérature anglo-saxonne). Le protocole de communication CAN-FD (défini par la norme ISO 11898-7) est une amélioration du protocole de communication CAN. Par rapport audit protocole de communication CAN, le protocole de communication CAN-FD augmente l'efficacité de la communication sur le bus de communication par une augmentation du débit binaire et par une augmentation de la taille de la trame utilisée.
Afin d'utiliser le protocole de communication CAN-FD, de nouvelles architectures de calculateurs électroniques sont en cours de définition, basées notamment sur l'utilisation de microcontrôleurs plus puissants.
Toutefois, l'utilisation d'un nouveau type de microcontrôleur entraîne généralement d'importants développements logiciels, qui font qu'une telle solution n'est envisageable ni à très court terme, pour une intégration rapide du protocole de communication CAN-FD dans les véhicules automobiles, ni à moindre surcoût par rapport aux solutions actuelles.
La présente invention a pour objectif de remédier à tout ou partie des limitations des solutions de l'art antérieur, notamment celles exposées ci-avant, en proposant une solution qui permette une intégration plus rapide du protocole de communication CAN-FD, tout en limitant l'impact sur le coût de fabrication du calculateur électronique correspondant. A cet effet, et selon un premier aspect, l'invention concerne un calculateur électronique de véhicule, ledit calculateur électronique comportant un premier microcontrôleur et un second microcontrôleur comportant des contrôleurs de communication FlexRay™ respectifs reliés entre eux par des moyens de connexion, le premier microcontrôleur et le second microcontrôleur étant configurés pour échanger des données entre eux par l'intermédiaire desdits contrôleurs de communication FlexRay™. En outre, le second microcontrôleur comporte un contrôleur de communication CAN-FD par lequel ledit calculateur électronique est adapté à être relié à un bus de communication du véhicule pour échanger des données avec un équipement distant, et ledit contrôleur de communication CAN-FD est relié au contrôleur de communication FlexRay™ dudit second microcontrôleur.
Ainsi, le calculateur électronique comporte deux microcontrôleurs qui utilisent des contrôleurs de communication FlexRay™ (tels que définis par la norme ISO 17458-2) pour communiquer entre eux.
Le protocole de communication FlexRay™ (défini globalement par les normes
ISO 17458-1 à 17458-5) est largement supporté par les calculateurs électroniques actuels pour l'échange de données entre des calculateurs électroniques distants reliés par le bus de communication du véhicule. Le protocole de communication FlexRay™ correspond donc à une alternative aux protocoles de communication CAN et CAN-FD. Par conséquent, la plupart des microcontrôleurs actuels comportent déjà des contrôleurs de communication FlexRay™, et l'invention propose de les utiliser de manière différente, à savoir pour échanger des données entre deux microcontrôleurs au sein d'un même calculateur électronique.
Par conséquent, le premier microcontrôleur, qui est typiquement le microcontrôleur qui effectue les différentes tâches affectées au calculateur électronique (par exemple contrôler le moteur du véhicule dans le cas d'un calculateur moteur), peut être dans certains cas un microcontrôleur sur étagère. La seule différence par rapport à l'art antérieur, mais qui est transparente pour ledit premier microcontrôleur, est que le contrôleur de communication FlexRay™ n'est pas utilisé pour communiquer directement sur le bus de communication du véhicule, externe au calculateur électronique, mais pour communiquer avec le second microcontrôleur, via des moyens de connexion internes au calculateur électronique.
Le second microcontrôleur intègre le contrôleur de communication CAN-FD, utilisé pour communiquer sur le bus de communication du véhicule, et les échanges de données entre le premier microcontrôleur et le bus de communication du véhicule se font par l'intermédiaire du second microcontrôleur. L'utilisation du protocole de communication FlexRay™ est avantageuse en ce que le débit binaire et la taille de la trame FlexRay™ sont compatibles avec ceux du protocole de communication CAN-FD. Par conséquent, le premier microcontrôleur peut communiquer avec le second microcontrôleur sans avoir à savoir que les échanges de données, sur le bus de communication du véhicule, se font in fine suivant le protocole de communication CAN-FD. En effet, le second microcontrôleur peut assurer la passerelle entre les protocoles de communication FlexRay™ et CAN-FD, de sorte qu'aucun développement logiciel n'est nécessaire, du côté du premier microcontrôleur, du fait que le protocole de communication CAN-FD est utilisé sur le bus de communication du véhicule.
Ainsi, seul le second microcontrôleur nécessite éventuellement des développements logiciels spécifiques. Toutefois, ceux-ci ne concernent que l'utilisation du protocole de communication CAN-FD, et non les principales tâches affectées au calculateur électronique (par exemple : contrôler le moteur du véhicule) qui sont gérées préférentiellement par le premier microcontrôleur. En outre, l'utilisation d'un second microcontrôleur est plus économique que l'utilisation de solutions purement matérielles du type FPGA, ASIC, etc., et présente de plus l'avantage d'une plus grande flexibilité face à d'éventuelles modifications ultérieures du protocole de communication CAN-FD.
Dans des modes particuliers de réalisation, le calculateur électronique peut comporter en outre l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises isolément ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles.
Dans des modes particuliers de réalisation, les moyens de connexion comportent un circuit logique d'interface comportant des portes logiques reliant des bornes TxD, TxEN et RxD respectives des contrôleurs de communication FlexRay™ du premier microcontrôleur et du second microcontrôleur du calculateur électronique.
En effet, le protocole de communication FlexRay™ étant mis en uvre pour échanger des données entre deux microcontrôleurs au sein d'un même calculateur électronique, les moyens de connexion entre les contrôleurs de communication FlexRay™ peuvent être fortement simplifiés par rapport à un bus de communication FlexRay™ conventionnel. En particulier, il n'est pas nécessaire d'utiliser d'adaptateur de ligne FlexRay™ (« Bus Driver BD » dans la terminologie FlexRay™, défini par la norme ISO 17458-4), et les moyens de connexion peuvent comporter principalement un circuit logique d'interface, à base de simples portes logiques, reliant les bornes TxD, TxEN et RxD respectives des contrôleurs de communication FlexRay™.
Dans des modes particuliers de réalisation, le circuit logique d'interface comporte :
· une première porte logique d'émission comportant deux entrées reliées respectivement aux bornes TxD et TxEN du contrôleur de communication FlexRay™ du premier microcontrôleur, • une seconde porte logique d'émission comportant deux entrées reliées respectivement aux bornes TxD et TxEN du contrôleur de communication FlexRay™ du second microcontrôleur,
• une porte logique de combinaison comportant deux entrées reliées respectivement à une sortie de la première porte logique d'émission et à une sortie de la seconde porte logique d'émission, ladite porte logique de combinaison comportant en outre une sortie reliée aux bornes RxD des contrôleurs de communication FlexRay™ du premier microcontrôleur et du second microcontrôleur.
Dans des modes particuliers de réalisation, la première porte logique d'émission, la seconde porte logique d'émission et la porte logique de combinaison sont des portes logiques de type NAND.
Dans des modes particuliers de réalisation, le circuit logique d'interface comporte une porte logique de réception comportant :
· une entrée reliée à la sortie de la porte logique de combinaison,
• une entrée reliée à une borne RxEN du contrôleur de communication FlexRay™ du premier microcontrôleur,
• une sortie reliée à la borne RxD dudit contrôleur de communication FlexRay™ dudit premier microcontrôleur.
Dans des modes particuliers de réalisation, le circuit logique d'interface comporte une porte logique de réception comportant :
• une entrée reliée à la sortie de la porte logique de combinaison,
• une entrée reliée à une borne RxEN du contrôleur de communication FlexRay™ du second microcontrôleur,
· une sortie reliée à la borne RxD dudit contrôleur de communication FlexRay™ dudit second microcontrôleur.
Dans des modes particuliers de réalisation, chaque porte logique de réception est une porte logique de type NAND.
Dans des modes particuliers de réalisation, les moyens de connexion entre les contrôleurs de communication FlexRay™ du premier microcontrôleur et du second microcontrôleur sont dépourvus d'adaptateur de ligne FlexRay™.
Selon un second aspect, la présente invention concerne un véhicule automobile comportant au moins un calculateur électronique selon l'un quelconque des modes de réalisation de l'invention.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description suivante, donnée à titre d'exemple nullement limitatif, et faite en se référant aux figures qui représentent : - figure 1 : une représentation schématique d'un véhicule comportant un calculateur électronique compatible avec le protocole de communication CAN-FD,
- figure 2 : une représentation schématique d'un exemple de réalisation d'un calculateur électronique selon l'invention,
- figure 3 : une représentation schématique d'une variante de réalisation du calculateur électronique de la figure 2.
Dans ces figures, des références identiques d'une figure à une autre désignent des éléments identiques ou analogues. Pour des raisons de clarté, les éléments représentés ne sont pas à l'échelle, sauf mention contraire.
La présente invention concerne un calculateur 20 électronique d'un véhicule. Dans la suite de la description, on se place de manière non limitative dans le cas d'un véhicule 10 automobile.
Il est cependant à noter que l'invention est applicable à tout type de véhicule dans lequel l'utilisation du protocole de communication CAN-FD peut être envisagée, y compris des véhicules de type aéronefs.
La figure 1 représente schématiquement un véhicule 10 automobile comportant un calculateur 20 électronique relié à un équipement 80 distant par un bus de communication 70 du véhicule 10 automobile.
Le calculateur 20 électronique peut être l'un quelconque des calculateurs électroniques embarqués dans un véhicule automobile, par exemple le calculateur moteur, le calculateur habitacle, etc. Dans la suite de la description, on se place de manière non limitative dans le cas où le calculateur 20 électronique est le calculateur moteur du véhicule 10 automobile.
Dans l'exemple illustré par la figure 1, l'équipement 80 distant, tel qu'un autre calculateur électronique, est également embarqué dans le véhicule 10 automobile. Il est à noter que le calculateur 20 électronique peut également être relié, par le bus de communication 70, à un équipement qui n'est pas embarqué dans le véhicule 10 automobile, par exemple un dispositif de détection de panne connecté au bus de communication 70 uniquement lors des opérations de maintenance sur le véhicule 10 automobile.
La figure 2 représente schématiquement un exemple de réalisation du calculateur 20 électronique.
Tel qu'illustré par la figure 2, le calculateur 20 électronique comporte un premier microcontrôleur 30 et un second microcontrôleur 40.
Par « microcontrôleur » on entend un circuit électronique comportant au moins un processeur et des moyens de mémorisation dans lesquels est mémorisé un produit programme d'ordinateur, sous la forme d'un ensemble d'instructions de code de programme à exécuter par ledit processeur.
Tel qu'illustré par la figure 2, le premier microcontrôleur 30 comporte un contrôleur de communication FlexRay™ 31 et le second microcontrôleur 40 comporte également un contrôleur de communication FlexRay™ 41.
Par « contrôleur de communication FlexRay™ », on entend un contrôleur de communication tel que défini par la norme IS0 17458-2 (« Communication Controller CC » dans la terminologie FlexRay™).
Les contrôleurs de communication FlexRay™ 31 , 41 du premier microcontrôleur 30 et du second microcontrôleur 40 sont reliés entre eux par des moyens de connexion. Tel qu'indiqué précédemment, les contrôleurs de communication FlexRay™ 31 , 41 sont mis en œuvre pour échanger des données entre deux microcontrôleurs différents colocalisés au sein d'un même calculateur 20 électronique, contrairement à l'art antérieur où le protocole de communication FlexRay™ est mis en œuvre pour échanger des données entre des calculateurs électroniques distants. Lesdits moyens de connexion sont par conséquent internes au calculateur 20 électronique, contrairement au bus de communication 70 qui est externe au calculateur 20 électronique, déployé à l'intérieur du véhicule 10 automobile.
Outre le contrôleur de communication FlexRay™ 41 , le second microcontrôleur 40 comporte un contrôleur de communication CAN-FD 42 qui est destiné à être relié au bus de communication 70 du véhicule 10 automobile. Par exemple, et tel qu'illustré par la figure 2, le contrôleur de communication CAN-FD 42 est relié à un adaptateur de ligne CAN-FD 50 (« transceiver CAN-FD » dans la littérature anglo- saxonne), lui-même relié à un connecteur 51 destiné à être connecté au bus de communication 70 du véhicule 10 automobile. Dans l'exemple non limitatif illustré par la figure 2, l'adaptateur de ligne CAN-FD 50 est externe au second microcontrôleur 40, par exemple un circuit électronique dédié. Rien n'exclut cependant, suivant d'autres exemples, d'intégrer tout ou partie dudit adaptateur de ligne CAN-FD 50 dans le second microcontrôleur 40.
Le contrôleur de communication FlexRay™ 41 du second microcontrôleur 40 est en outre relié au contrôleur de communication CAN-FD 42, par exemple au moyen d'un module d'interface 43 FlexRay™ / CAN-FD qui réalise la passerelle entre le protocole de communication FlexRay™ et le protocole de communication CAN-FD.
Ainsi, le premier microcontrôleur 30 peut transmettre et recevoir des données sur le bus de communication 70 du véhicule 10 automobile, par l'intermédiaire du second microcontrôleur 40, les échanges de données entre ledit premier microcontrôleur 30 et ledit second microcontrôleur 40 s'effectuant par l'intermédiaire des contrôleurs de communication FlexRay™ 31 , 41 et des moyens de connexion entre lesdits contrôleurs de communication FlexRay™. Du point de vue du premier microcontrôleur 30, les échanges de données se font donc selon le protocole de communication FlexRay™, de sorte qu'aucun développement logiciel spécifique au protocole de communication CAN-FD n'est nécessaire pour ledit premier microcontrôleur 30. Les développements logiciels à prévoir concernent principalement le second microcontrôleur 40, qui réalise la passerelle entre le protocole de communication FlexRay™ et le protocole de communication CAN-FD.
Les normes FlexRay™ définissent, outre le contrôleur de communication FlexRay™ (norme ISO 17458-2), un adaptateur de ligne FlexRay™ (« Bus Driver BD » dans la terminologie FlexRay™, défini par la norme IS0 17458-4) qui réalise principalement l'interface physique entre le contrôleur de communication FlexRay™ et un bus de communication.
Dans le mode de réalisation illustré par la figure 2, les moyens de connexion sont avantageusement dépourvus d'adaptateurs de ligne FlexRay™.
En effet, si les adaptateurs de ligne FlexRay™ sont nécessaires dans le cas d'une communication sur un bus de communication externe, dont la longueur peut être importante et qui peut être soumis à des perturbations électromagnétiques importantes, ce n'est plus le cas dans le cas d'une communication au sein d'un même calculateur 20 électronique, étant donné que la distance entre le premier microcontrôleur 30 et le second microcontrôleur 40 est réduite et que les perturbations électromagnétiques sont mieux maîtrisées.
Par conséquent, des moyens de connexion de complexité et de coût inférieurs à ceux des adaptateurs de ligne FlexRay™ (dont le coût est par ailleurs élevé) peuvent être utilisés pour relier les contrôleurs de communication FlexRay™ 31 , 41 du premier microcontrôleur 30 et du second microcontrôleur 40.
Telle que définie par les normes ISO 17458-2 et ISO 17458-4, l'interface entre un contrôleur de communication FlexRay™ et un adaptateur de ligne FlexRay™ utilise principalement les signaux suivants :
· un signal TxD ou « Transmit Data », qui correspond aux données émises par le contrôleur de communication FlexRay™,
• un signal TxEN ou « Transmit Data Enable Not », par lequel le contrôleur de communication FlexRay™ indique à l'adaptateur de ligne FlexRay™ si le signal TxD doit être émis sur le bus de communication,
· un signal RxD ou « Receive Data », qui correspond aux données reçues par le contrôleur de communication FlexRay™. Tel qu'illustré par la figure 2, les contrôleurs de communication FlexRay™ 31 , 41 du premier microcontrôleur 30 et du second microcontrôleur 40 comportent des bornes respectives TxD, TxEN et RxD, sur lesquelles transitent les signaux respectivement TxD, TxEN et RxD.
Dans l'exemple illustré par la figure 2, les moyens de connexion se présentent avantageusement sous la forme d'un circuit logique d'interface 60, constitué principalement de portes logiques, qui relie les bornes TxD, TxEN et RxD respectives des contrôleurs de communication FlexRay™ 31 , 41 du premier microcontrôleur 30 et du second microcontrôleur 40.
Plus particulièrement, le circuit logique d'interface 60 illustré sur la figure 2 comporte :
• une première porte logique d'émission 61 comportant deux entrées reliées respectivement aux bornes TxD et TxEN du contrôleur de communication FlexRay™ 31 du premier microcontrôleur 30,
· une seconde porte logique d'émission 62 comportant deux entrées reliées respectivement aux bornes TxD et TxEN du contrôleur de communication FlexRay™ 41 du second microcontrôleur 40,
• une porte logique de combinaison 63 comportant deux entrées reliées respectivement à une sortie de la première porte logique d'émission 61 et à une sortie de la seconde porte logique d'émission 62, ladite porte logique de combinaison comportant en outre une sortie reliée aux bornes RxD des contrôleurs de communication FlexRay™ 31 , 41 du premier microcontrôleur 30 et du second microcontrôleur 40.
Ainsi, la première porte logique d'émission 61 combine les signaux fournis sur les bornes TxD et TxEN du contrôleur de communication FlexRay™ 31 du premier microcontrôleur 30, tandis que la seconde porte logique d'émission 62 combine les signaux fournis sur les bornes TxD et TxEN du contrôleur de communication FlexRay™ 41 du second microcontrôleur 40.
La porte logique de combinaison 63 combine les signaux en sortie de la première porte logique d'émission 61 et de la seconde porte logique d'émission 62, et le résultat de cette combinaison est fourni sur les bornes RxD des contrôleurs de communication FlexRay™ 31 , 41 du premier microcontrôleur 30 et du second microcontrôleur 40. De la sorte, les données émises par un contrôleur de communication FlexRay™ 31 , 41 sur sa borne TxD sont présentées à la fois :
· sur la borne RxD de ce même contrôleur de communication FlexRay™ 31 , 41, assurant ainsi la relecture des données émises, prévue par le protocole de communication FlexRay™ pour détecter d'éventuelles collisions sur le bus de communication,
• sur la borne RxD de l'autre contrôleur de communication FlexRay™ 31 , 41 , pour assurer l'échange de données entre le premier microcontrôleur 30 et le second microcontrôleur 40.
Dans l'exemple illustré par la figure 2, la première porte logique d'émission 61 , la seconde porte logique d'émission 62 et la porte logique de combinaison 63 sont des portes logiques de type NAND (« non-et »). Rien n'exclut cependant, suivant d'autres exemples, de considérer un circuit logique d'interface 60 comportant une combinaison différente de portes logiques.
Telle que définie par les normes ISO 17458-2 et ISO 17458-4, l'interface entre un contrôleur de communication FlexRay™ et un adaptateur de ligne FlexRay™ peut utiliser, de manière optionnelle, un signal RxEN (« Receive Data Enable Not »).
La figure 3 représente schématiquement une variante de réalisation du calculateur 20 électronique de la figure 2, dans le cas où les contrôleurs de communication FlexRay™ 31 , 41 comportent chacun une borne RxEN sur laquelle transite le signal RxEN. Tel qu'illustré par la figure 3, le circuit logique d'interface 60 comporte en outre une première porte logique de réception 64 et une seconde porte logique de réception 65.
La première porte logique de réception 64, de type NAND dans l'exemple non limitatif représenté sur la figure 3, comporte :
• une entrée reliée à la sortie de la porte logique de combinaison 63,
• une entrée reliée à la borne RxEN du contrôleur de communication FlexRay™ 31 du premier microcontrôleur 30,
· une sortie reliée à la borne RxD dudit contrôleur de communication FlexRay™ 31 dudit premier microcontrôleur 30.
De manière analogue, la seconde porte logique de réception 65, également de type NAND dans l'exemple non limitatif représenté sur la figure 3, comporte :
• une entrée reliée à la sortie de la porte logique de combinaison 63,
· une entrée reliée à la borne RxEN du contrôleur de communication FlexRay™ 41 du second microcontrôleur 40,
• une sortie reliée à la borne RxD dudit contrôleur de communication FlexRay™ 41 dudit second microcontrôleur 40.
Dans les normes ISO 17458-2 et ISO 17458-4, c'est en principe l'adaptateur de ligne FlexRay™ qui contrôle la valeur du signal RxEN présenté sur la borne RxEN du contrôleur de communication FlexRay™. Dans l'exemple illustré par la figure 3, étant donné qu'il n'y a pas d'adaptateur de ligne FlexRay™, ce sont avantageusement les contrôleurs de communication FlexRay™ 31 , 41 qui contrôlent la valeur du signal RxEN qu'ils présentent sur leur borne RxEN, afin d'autoriser ou non la réception de données sur leur borne RxD. Notamment, les contrôleurs de communication FlexRay™ 31 , 41 peuvent interdire la réception de données sur leur borne RxD au cours de phases particulières de fonctionnement, par exemple lors du démarrage ou d'une réinitialisation du microcontrôleur, etc.
Il est à noter que, le signal RxEN étant optionnel, il est également possible que seul l'un des contrôleurs de communication FlexRay™ 31 , 41 soit équipé d'une borne RxEN. Le cas échéant, le circuit logique d'interface 60 comporte une seule porte logique de réception, associée au contrôleur de communication FlexRay™ 31 , 41 comportant une borne RxEN.
En outre, il est également possible, suivant d'autres exemples de réalisation, de forcer la valeur du signal RxEN présenté sur la borne RxEN d'un ou de chaque contrôleur de communication FlexRay™ 31 , 41 à la valeur autorisant la réception de données sur la borne RxD (en l'occurrence la valeur « low »), sans intervention dudit contrôleur de communication FlexRay™ 31 , 41. Dans un tel cas, il n'est pas nécessaire d'utiliser de porte logique de réception 64, 65, et la sortie de la porte logique de combinaison 63 peut être reliée directement à la borne RxD du contrôleur de communication FlexRay™ 31 , 41.
De manière plus générale, il est à noter que les modes de réalisation considérés ci-dessus ont été décrits à titre d'exemples non limitatifs, et que d'autres variantes sont par conséquent envisageables.
Notamment, l'invention a été décrite en considérant, pour connecter les contrôleurs de communication FlexRay™ 31 , 41 du premier microcontrôleur 30 et du second microcontrôleur 40, des moyens de connexion dépourvus d'adaptateurs de ligne FlexRay™. Rien n'exclut cependant, suivant d'autres exemples, d'utiliser des adaptateurs de ligne FlexRay™ pour connecter les contrôleurs de communication FlexRay™ 31 , 41 du premier microcontrôleur 30 et du second microcontrôleur 40. On comprend cependant que l'utilisation d'un circuit logique d'interface 60, constitué essentiellement de portes logiques, correspond à un mode préféré de réalisation dans la mesure où les moyens de connexion mis en oeuvre sont alors particulièrement simples et peu coûteux.
La description ci-avant illustre clairement que par ses différentes caractéristiques et leurs avantages, la présente invention atteint les objectifs qu'elle s'était fixés. En particulier, le premier microcontrôleur 30 ne nécessite pas de développement logiciel spécifique lié à l'utilisation du protocole de communication CAN-FD sur le bus de communication 70 du véhicule 10 automobile. En outre, le surcoût lié à l'utilisation du protocole de communication CAN-FD est maîtrisé, en particulier lorsque le calculateur 20 électronique est dépourvu d'adaptateurs de ligne FlexRay™.

Claims

REVENDICATIONS
1. Calculateur (20) électronique de véhicule (10), caractérisé en ce qu'il comporte un premier microcontrôleur (30) et un second microcontrôleur (40) comportant des contrôleurs de communication FlexRay™ (31 , 41 ) respectifs reliés entre eux par des moyens de connexion, le premier microcontrôleur et le second microcontrôleur étant configurés pour échanger des données entre eux par l'intermédiaire desdits contrôleurs de communication FlexRay™, et en ce que ledit second microcontrôleur (40) comporte un contrôleur de communication CAN-FD (42) par lequel ledit calculateur (20) électronique est adapté à être relié à un bus de communication (70) du véhicule ( 0) pour échanger des données avec un équipement (80) distant, ledit contrôleur de communication CAN-FD (42) étant relié au contrôleur de communication FlexRay™ (41 ) dudit second microcontrôleur (40), les moyens de connexion comportant un circuit logique d'interface (60) comportant des portes logiques reliant des bornes TxD, TxEN et RxD respectives des contrôleurs de communication FlexRay™ (31 , 41 ) du premier microcontrôleur (30) et du second microcontrôleur (40) du calculateur électronique.
2. Calculateur (20) électronique selon la revendication 1 , dans lequel le circuit logique d'interface (60) comporte :
• une première porte logique d'émission (61 ) comportant deux entrées reliées respectivement aux bornes TxD et TxEN du contrôleur de communication FlexRay™ (31 ) du premier microcontrôleur (30),
· une seconde porte logique d'émission (62) comportant deux entrées reliées respectivement aux bornes TxD et TxEN du contrôleur de communication FlexRay™ (41 ) du second microcontrôleur (30),
• une porte logique de combinaison (63) comportant deux entrées reliées respectivement à une sortie de la première porte logique d'émission (61) et à une sortie de la seconde porte logique d'émission (62), ladite porte logique de combinaison (63) comportant en outre une sortie reliée aux bornes RxD des contrôleurs de communication FlexRay™ (31 , 41 ) du premier microcontrôleur (30) et du second microcontrôleur (40).
3. Calculateur (20) électronique selon la revendication 2, dans lequel la première porte logique d'émission (61 ), la seconde porte logique d'émission (62) et la porte logique de combinaison (63) sont des portes logiques de type NAND.
4. Calculateur (20) électronique selon l'une des revendications 2 à 3, dans lequel le circuit logique d'interface (60) comporte une porte logique de réception (64) comportant :
• une entrée reliée à la sortie de la porte logique de combinaison (63),
· une entrée reliée à une borne RxEN du contrôleur de communication
FlexRay™ (31 ) du premier microcontrôleur (30), • une sortie reliée à la borne RxD dudit contrôleur de communication FlexRay™ (31 ) dudit premier microcontrôleur (30).
5. Calculateur (20) électronique selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, dans lequel le circuit logique d'interface (60) comporte une porte logique de réception (65) comportant :
• une entrée reliée à la sortie de la porte logique de combinaison (63),
• une entrée reliée à une borne RxEN du contrôleur de communication FlexRay™ (41 ) du second microcontrôleur (40),
• une sortie reliée à la borne RxD dudit contrôleur de communication FlexRay™ (41 ) dudit second microcontrôleur (40).
6. Calculateur (20) électronique selon l'une des revendications 4 à 5, dans lequel chaque porte logique de réception (64, 65) est une porte logique de type NAND.
7. Calculateur (20) électronique selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les moyens de connexion entre les contrôleurs de communication FlexRay™ (31 , 41 ) du premier microcontrôleur (30) et du second microcontrôleur (40) sont dépourvus d'adaptateur de ligne FlexRay™.
8. Véhicule (10) automobile, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un calculateur (20) électronique selon l'une quelconque des revendications précédentes.
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