[發明專利]用于借助于以太網標準在機動車輛中傳輸安全相關數據的方法和控制設備

有效

• 申請號: 201580065716.2
• 申請日: 2015-12-03
• 公開（公告）號: CN107005593B
• 公開（公告）日: 2020-09-08
• 發明（設計）人: H.青納
• 申請（專利權）人: 大陸汽車有限公司
• 主分類號: H04L29/08
• 分類號: H04L29/08;H04L12/823
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 臧永杰;杜荔南

本發明涉及用于在機動車輛中借助于以太網標準將安全相關數據從發送器經由至少一個中間節點傳輸給接收器的方法和控制設備，其中由發送器以以太網數據包發送安全相關數據，其中以太網數據包包括具有數據內容的以太網幀，并且數據內容包含通信信息和數據，每個中間節點接收以太網數據包，分析來自數據內容的通信信息的至少一部分,并且在所接收的以太網數據包中鑒于安全相關數據的數據類型的存在時，每個中間節點至少一次復制以太網幀，并且繼續發送以太網數據包，并且接收器接收以太網數據包，并且分析來自數據內容的通信信息并且如果接收器基于所分析的通信信息是安全相關數據的接收器，那么分析來自數據內容的數據。

技術領域

本發明涉及用于借助于以太網標準、尤其以太網標準IEEE 802.3在機動車輛中傳輸安全相關數據的方法，所述以太網標準IEEE 802.3必要時結合標準IEEE 802.1 Q也被稱作IEEE 802.3 MAC 標記。在機動車輛中，經由至少一個也稱作“交換機（Switch）”或“橋接器（Bridge）”的中間節點將安全相關數據從發送器傳輸到接收器。一般而言，發送器、接收器和中間節點是控制設備，所述控制設備承擔數據傳輸的功能以及必要時附加的功能。

背景技術

在用于傳輸的方法中規定，由發送器以以太網數據包發送安全相關數據，其中以太網數據包包括具有數據內容的以太網幀。數據內容包含通信信息和數據。

主要的通信信息是目標地址、發送器地址以及以太網類型，所述以太網類型描述以太網幀的有效載荷（也即其子協議）。其他數據包含安全相關數據的要傳輸的內容以及必要時控制字段、例如校驗和。

在傳輸的范圍內，所述中間節點或者每個中間節點接收以太網數據包，并且分析來自數據內容的至少一部分通信信息。目標地址、發送器地址和以太網類型尤其被讀取，并且在進一步處理數據包時被考慮。進一步處理尤其根據所分析的通信信息來轉發以太網數據包。

當接收器接收到以太網數據包并且分析來自數據內容的通信信息時，安全相關數據的傳輸結束。如果該接收器基于這些所分析的通信信息實際上是安全相關數據的接收器，那么來自數據內容的數據也被分析，因為安全相關數據的傳輸以此終止。在中間節點中、也即在安全相關數據的傳輸期間不發生這種內容上的分析。僅僅有錯誤的幀（CRC錯誤）在這里將會已被丟棄。

上述的方法對應于如在http://standards.ieee.org下定義的并且通常可用的以太網標準IEEE 802.3。

本發明的背景是，以太網也越來越多地作為新的聯網技術在汽車中被使用。代替以太網，目前在汽車中使用專有實時總線用于數據通信，所述總線由于期望的安全性引起通信網絡的比較復雜的架構。為此，用作實時通信總線的FlexRay總線提供冗余的信道，用于提高故障安全性。

為了以太網能夠替代目前在汽車中所使用的實時通信總線并且通過規模效應（Skaleneffekte）導致總體上不太復雜的架構，以太網也必須支持用于實現冗余的功能。這尤其在未來的輔助功能方面有更重要的意義，因為所規劃的輔助功能有時應當完全承擔對車的控制。這需要通信信道上的相應的冗余和高的安全性。在此，不僅硬件（例如雙重傳感器、雙重電纜敷設）而且軟件（分布式虛擬系統）能夠冗余地被設計。

如今以太網已經提供功能、例如STP（生成樹協議（Spanning Tree Protocol））和RSTP（快速生成樹協議（Rapid Spanning Tree Protocol）），以便如果通信路徑例如由于不再起作用的線纜或鏈路而受到干擾，那么在網絡中發現新的通信路徑。這當然僅當在網絡中另一通信路徑在物理上可供使用時才是可能的。在這樣的情況下，STP或者RSTP協議允許在連續的運行中的快速切換。此外，在以太網應用的范圍中，中繼（Trunking）功能被描述，以便捆綁線路。

但是由于以太網最初是針對另外的目的被開發的，所以以太網本來不提供通過當前汽車中的專有通信總線實現的故障安全性。