[發明專利]利用以太網AVB傳輸協議傳輸數據的方法及設備

有效

• 申請號: 201380024567.6
• 申請日: 2013-05-08
• 公開（公告）號: CN104285407B
• 公開（公告）日: 2018-07-10
• 發明（設計）人: 諾貝特·巴爾比爾;約瑟夫·內鮑爾;赫爾格·津納
• 申請（專利權）人: 大陸汽車有限責任公司
• 主分類號: H04L12/12
• 分類號: H04L12/12;H04L12/40;H04L12/413
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 余剛;李慧

本發明涉及一種用于利用以太網AVB傳輸協議在機動車輛的節點間傳輸數據的方法和控制設備，其中通過將數據輸入傳輸幀(MAC幀)中并且傳輸給本地發送器(PHY)，經由基于以太網的網絡將數據以周期性的間隔發出，并且其中在發送數據之前，借助于自有的協議的預留報文預留傳輸數據所要求的資源，其中將來自節點的數據流設定到確定的發送速率和/或數據傳輸率上，并且其中在沒有數據需要傳輸的非有效周期中去激活節點的本地發送器和接收器(PHY)，并且只要在傳輸幀(MAC幀)中有待傳輸的數據就再次激活，其中根據激活時間(T_W)提供本地發送器和接收器(PHY)以用于傳輸。此外提出，基于預留報文和對發送速率和/或數據傳輸率的設定來激活節點的本地發送器和/或接收器。

技術領域

本發明涉及一種用于利用以太網AVB傳輸協議在機動車輛的節點間傳輸數據的方法，這些節點至少也能夠部分地設計為機動車輛的控制設備。在借助于以太網AVB傳輸協議傳輸數據時提出，通過將數據輸入也被稱為MAC-Frame的傳輸幀中并且傳輸給機動車輛的節點的本地發送器，經由基于以太網的網絡將數據以周期性的間隔發出。在AVB傳輸協議的范疇中提出，在發送數據之前，借助于自有的(獨立的)協議、特別是所謂的MSRP(MultipleStream Reservation Protocol)來預留傳輸數據所要求的資源、特別是數據傳輸率和發送率，其中將來自節點的數據流、特別是在預留時借助于所謂的Traffic-Shaping(流量整形)設定到確定的發送率和/或數據傳輸率上。

根據該方法提出，節點的本地發送器和接收器也被稱為PHY設備并且特別地完成了在物理層中或者說位傳輸層中的按位的數據傳輸，其在不用傳輸數據的非有效周期中去激活，并且只要在前置層、特別是所謂的 MAC層的傳輸幀(MAC幀)中存在用于傳輸的數據，就再次激活該本地發送器和接收器，其中根據激活時間提供本地發送器和接收器(PHY設備) 以用于傳輸。

背景技術

在汽車領域中，除了典型的總線系統、例如CAN總線、FlexRay或類似物的，根據以太網傳輸協議運作的現場總線系統也越來越多地被引入機動車中。以太網、即根據以太網傳輸協議運作的通常是有線連接的網絡具有大帶寬，是高度靈活且世界范圍內標準化的。因此，以太網在以后的時間中將作為機動車的重要的系統接口。

但是，由于機動車越來越電子化，其電需求也隨之增長。這又導致燃油消耗提高，其直接以成本形式分攤到最終用戶身上。此外，現今對機動車的征稅通過排放CO₂(二氧化碳)來計算，這能夠由能量消耗(汽油或柴油的燃油消耗)來推導出。對此，電動車輛的有效距離與電池容量進而與連接在機動車中的耗電器的電需求相關。

本地發送器和接收器(PHY設備)也被稱為以太網收發器或者以太網發送接收器，其在常規的網絡運行中具有恒定的電需求，該電需求與數據傳輸中的連接的負載無關，這是因為當沒有要通過數據連接來傳輸的有用數據時，發送了所謂的IDLE代碼組。

新標準IEEE 802.3az(也稱為Energy Efficient Ethernet-EEE節能以太網-EEE)提供了擴展，以便在沒有有效數據傳輸的周期內，在本地發送器和接收器中在通訊連接的另一側將轉發IDLE代碼組去激活，以代替繼續發送IDLE代碼組。這種去激活也被稱為低功耗閑置(Low Power Idle)-LPI (節能模式)。由此，降低了在物理地實現實際數據傳輸的位傳輸層中的電需求。

通過前述標準，也確定了在以太網收發器的正常狀態和去激活模式 (LPI)之間的最小過渡時間和，在以太網收發器中能夠進行數據傳輸。在此，以30μs規定用于將發送器和/或接收器從節能模式(LPI)中喚醒或者激活的時間。該時間稱為喚醒或者激活時間T_W。此外，確定對于將本地發送器和/或接收器轉換到靜止模式(LPI狀態)中來說必需的過渡時間。根據前述標準，這種去激活時間T_S是200μs。激活時間T_W和去激活時間 T_S是根據標準的最小值并且不應當變小，以便保持與標準一致。為了實現設備彼此間通用的通訊能力，有必要與標準一致。