[發(fā)明專利]一種基于消息轉發(fā)的ECU間通信方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210037193.9
• 申請日: 2012-02-17
• 公開（公告）號: CN102594685A
• 公開（公告）日: 2012-07-18
• 發(fā)明（設計）人: 顧宗華;吳朝暉;耿莉莉;孫征;郭徐;姜旭鋒;楊國青
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: H04L12/56
• 分類號: H04L12/56;H04L12/58;H04L12/40
• 代理公司: 杭州裕陽專利事務所(普通合伙) 33221
• 代理人: 江助菊

技術領域

本發(fā)明涉及汽車電子軟件開發(fā)技術領域，尤其是涉及一種基于消息轉發(fā)的ECU間通信方法。

背景技術

隨著汽車電子技術和產品在汽車產業(yè)中的廣泛應用，汽車上的嵌入式應用規(guī)模越來越大，目前，汽車上所包含的ECU（Electronic?Control?Unit，電控單元）的數(shù)量已經擴大到幾十個、甚至上百個，因此ECU間有效通信成為提高汽車電子開發(fā)技術質量和效率的重要研究方向。

在汽車電子實際應用領域中，CAN（Controller?Area?Network，控制器局域網）是應用最為廣泛的串行總線，它甚至在一輛車上被多次使用：低速CAN總線被用來連接舒適系統(tǒng)的ECU，高速CAN被用來連接動力系統(tǒng)的ECU。

CAN提供了極高的傳輸安全性，這得益于它采用差分信號傳輸并同時采用5種錯誤檢測機制。CAN總線通過廣播通信，采用了多主競爭式總線結構，是一種多主站運行和分散仲裁的串行總線。CAN總線上的任意節(jié)點可以在任意時刻向網絡上其它節(jié)點發(fā)送信息，實現(xiàn)各節(jié)點間的自由通信，通過位仲裁來解決當兩個站點同時發(fā)送數(shù)據產生的沖突，具有最低二進制數(shù)的CAN?ID具有最高的優(yōu)先級。

AUTOSAR（AUTomotive?Open?System?Architecture）是汽車電子開放系統(tǒng)架構的簡稱，規(guī)定了一整套汽車電子開發(fā)的方法論，包括系統(tǒng)配置和ECU（Electronic?Control?Unit，電控單元）配置階段。系統(tǒng)配置(System?Configuration)是方法論的第一個環(huán)節(jié)，它定義了系統(tǒng)中軟件架構、硬件拓撲、網絡通信和系統(tǒng)映射等配置信息，通過定義軟件架構和硬件拓撲的分離，實現(xiàn)了軟硬件的解耦。ECU配置階段通過提取系統(tǒng)配置生成的單個ECU抽取結果，針對每個特定的電控單元進行配置，包括常見的操作系統(tǒng)（OS），運行時環(huán)境（RTE）等和基礎軟件模塊（BSW）的配置，自動生成用戶的配置代碼和ECU配置描述文件。

復雜的系統(tǒng)內部會有成千上萬的軟件組件，并且軟件組件之間有一定的通信關系。按照系統(tǒng)配置時軟件組件到ECU映射的不同，軟件組件間的通信關系可以劃分為ECU內部通信和ECU間通信。在同一個ECU上的軟件組件通信ECU內部即可完成，而分布在不同ECU上的軟件組件通信在真實的汽車電子環(huán)境中是通過汽車上常用的總線來消息發(fā)送和接收的。在通常的汽車電子軟件開發(fā)中，為了驗證軟件組件之間的消息通信的正確與否，可以在真實的環(huán)境和ECU硬件平臺上搭建運行環(huán)境進而觀察和分析結果。但是，這無形中延長了軟件的開發(fā)周期，增加了系統(tǒng)開發(fā)的復雜度和成本。同時，由于在系統(tǒng)開發(fā)的早期階段，還無法得到系統(tǒng)最終運行的真實環(huán)境和ECU硬件平臺，如果有一個仿真平臺，能在開發(fā)的早期階段搭建好一個仿真的環(huán)境對軟件組件間通信進行驗證測試，從而較早的發(fā)現(xiàn)和糾正軟件的邏輯錯誤，提高系統(tǒng)開發(fā)的效率。

綜上所述，面對日趨復雜的汽車電子軟件產品，基于AUTOSAR方法論的軟件開發(fā)，在系統(tǒng)開發(fā)的早期階段搭建一個仿真環(huán)境，支持位于不同ECU上的軟件組件之間通信的仿真驗證，本發(fā)明基于CAN總線“仲裁機制”的消息廣播特點，提出一種軟件實現(xiàn)ECU之間消息通信的方法，即基于消息轉發(fā)的ECU間通信方法。

發(fā)明內容

為了避免傳統(tǒng)的在AUTOSAR開發(fā)完成ECU配置后，再搭建硬件在環(huán)仿真平臺付出的昂貴代價，克服在開發(fā)過程中配置和生成代碼容易出錯的缺點，本發(fā)明提供了一種基于消息轉發(fā)的ECU間通信方法，為不同ECU上的軟件組件間通信的仿真驗證提供支持。

????一種基于消息轉發(fā)的ECU間通信方法，包括如下步驟：?

1）、分析并建立系統(tǒng)中的靜態(tài)消息路由表：

（1.1）獲取系統(tǒng)中的頂層組合組件；

（1.2）利用組件抹平算法將軟件組件轉化為單層結構，更新軟件組件到電控單元的映射關系和數(shù)據元素到系統(tǒng)信號的映射關系；

（1.3）獲得系統(tǒng)中所有的系統(tǒng)映射信息；

（1.4）分析系統(tǒng)中數(shù)據元素到系統(tǒng)信號的映射關系，建立不同電控單元間的通信關系，分別填充源地址和目的地址信息，數(shù)據元素和系統(tǒng)信號信息，完成靜態(tài)消息路由表的建立；

2）、消息轉發(fā)器完成消息轉發(fā)的工作：?

（2.1）消息轉發(fā)器主線程負責監(jiān)聽各個電控單元節(jié)點中CAN?Driver的套接字連接請求，并創(chuàng)建子線程用于和每個發(fā)出建立連接請求的電控單元節(jié)點建立套接字連接；