[發(fā)明專利]車載網(wǎng)絡(luò)的以太網(wǎng)和控制器區(qū)域網(wǎng)絡(luò)協(xié)議轉(zhuǎn)換

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201980089475.3
• 申請日: 2019-01-21
• 公開（公告）號: CN113302885A
• 公開（公告）日: 2021-08-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 林孝盈;張明明;魏亞東
• 申請（專利權(quán)）人: 華為技術(shù)有限公司
• 主分類號: H04L12/725
• 分類號: H04L12/725
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

對于車載網(wǎng)絡(luò)，本發(fā)明公開了控制器區(qū)域網(wǎng)絡(luò)(Controller Area Network，簡稱為CAN)幀和以太網(wǎng)幀之間在數(shù)據(jù)鏈路層基于CAN標(biāo)識符的值進行協(xié)議轉(zhuǎn)換的方法，這樣傳輸優(yōu)先級可以在出口以太網(wǎng)幀中表示，反之亦然。其他方法包括基于對應(yīng)入口幀的數(shù)據(jù)鏈路層字段的值，對在轉(zhuǎn)換后出口幀對應(yīng)的輸出端口之間進行交換和/或執(zhí)行訪問控制。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及通信協(xié)議，尤其涉及不同通信協(xié)議之間的轉(zhuǎn)換，例如汽車內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)中使用的通信協(xié)議。更詳細地，本發(fā)明涉及控制器區(qū)域網(wǎng)絡(luò)(Controller Area Network，簡稱為CAN) 幀和以太網(wǎng)幀之間的OSI二層轉(zhuǎn)換，其中入(源)幀的傳輸信息優(yōu)先級在轉(zhuǎn)換后的出(輸出) 幀中表示。本發(fā)明還涉及基于入口幀信息的入口幀交換和訪問控制。

背景技術(shù)

CAN網(wǎng)絡(luò)簡單、便于與車輛控制器通信，因此目前成為了主流的車載網(wǎng)絡(luò)。

由于高級輔助駕駛系統(tǒng)(Advanced Driving Assistant System，簡稱為ADAS)或高分辨率導(dǎo)航系統(tǒng)等新應(yīng)用需要高帶寬，汽車以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)在更多場景下用作車載網(wǎng)絡(luò)?？梢詤⒖既缦旅枋龅亩鄠€IEEE標(biāo)準(zhǔn)來定義汽車以太網(wǎng)。

但是，演進到這種車載網(wǎng)絡(luò)需要時間。CAN和汽車以太網(wǎng)共存這種狀態(tài)將持續(xù)幾十年。

圖1示出了在部署場景中CAN與汽車以太網(wǎng)共存的示例。例如在車載網(wǎng)絡(luò)中，CAN網(wǎng)絡(luò)處理核心車輛功能，汽車以太網(wǎng)支持外部連接和高級應(yīng)用，如車載診斷系統(tǒng)II(On-BoardDiagnostics，簡稱為OBDI II)、高級輔助駕駛系統(tǒng)(Advanced Driving AssistantSystem，簡稱為ADAS)，和人機接口(Human Machine Interface，簡稱為HMI)。這些網(wǎng)絡(luò)之間通過轉(zhuǎn)換設(shè)備進行互連。例如有兩個CAN總線，車輛控制器單元、車身控制器和可選的其他控制器通過第一CAN總線連接，而電池管理單元、電池控制器單元和可選的其他控制器通過第二CAN 總線連接。

CAN是車載通信的主要現(xiàn)場總線。CAN協(xié)議(ISO 11898)定義了物理層和數(shù)據(jù)鏈路層。

OSI模型中數(shù)據(jù)鏈路層的CAN幀格式如圖2所示。如上所述，數(shù)據(jù)鏈路層的CAN幀格式包括起始幀(start of frame，簡稱為SOF)、標(biāo)識符、遠程傳輸請求(remotetransmission request，簡稱為RTR)碼、控制區(qū)、數(shù)據(jù)區(qū)(即凈荷)、循環(huán)冗余校驗(cyclicredundancy check，簡稱為CRC)、響應(yīng)(ACK)和結(jié)束幀(end of frame，簡稱為EOF)。

CAN標(biāo)識符(CAN ID)有兩種格式，即11位和29位。CAN標(biāo)準(zhǔn)中數(shù)據(jù)區(qū)最多8字節(jié)。

奧迪、豐田等汽車制造商可以定義CAN標(biāo)識符。例如，他們可以定義引擎系統(tǒng)的CAN幀標(biāo)識符為0x010。他們還可以給數(shù)據(jù)區(qū)下定義。例如，數(shù)據(jù)區(qū)的第一個字節(jié)說明標(biāo)識符為0x010的CAN幀的當(dāng)前速度。交換機網(wǎng)關(guān)至少需要知道其處理的CAN ID。汽車制造商還可以給數(shù)據(jù)區(qū)下定義。例如，數(shù)據(jù)區(qū)的第一個字節(jié)說明標(biāo)識符為0x010的CAN幀的當(dāng)前速度。

在CAN總線通信過程中，發(fā)送端發(fā)送CAN消息，總線上的接收端根據(jù)CAN標(biāo)識符選擇要接收的CAN消息。一個標(biāo)識符對應(yīng)的消息可以發(fā)送到至少兩個接收端。當(dāng)兩個節(jié)點在總線上同時發(fā)送兩個CAN幀時，CAN標(biāo)識符值較小的CAN幀傳輸優(yōu)先級更高。CAN ID決定了在CAN網(wǎng)絡(luò)中的優(yōu)先級。例如，當(dāng)標(biāo)識符值為0時，CAN幀的優(yōu)先級最高。CAN ID 0x000 小于CAN ID0x001。傳輸優(yōu)先級由硬件仲裁器來保證。因此，CAN標(biāo)識符可以視為CAN幀中的優(yōu)先級標(biāo)記。