一种基于优先级策略的信号路由转换装置及汽车制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供一种基于优先级策略的信号路由转换装置，包括中央网关，其中，中央网关一端接入车载以太网网络，另一端接入CAN网络；中央网关包括优先级判断模块和转发机制选择模块；优先级判断模块，被配置为对信号数据的优先级别进行判断并确定其数据传输的优先级；转发机制选择模块，被配置为根据信号数据的优选级以及当前缓存队列中的空余空间选择相应的预设数据转发模块转发信号数据。转发机制选择模块能够根据信号数据流量的大小选择相应的数据转发机制转发数据，在确保高优先级数据优先传输的情况下，最大限度的降低丢包率和传输延时。

A signal route conversion device and vehicle based on priority strategy

【技术实现步骤摘要】
一种基于优先级策略的信号路由转换装置及汽车
本技术涉及信号路由转化
，尤其涉及一种基于优先级策略的信号路由转换装置及汽车。
技术介绍
随着汽车的普及，越来越多的汽车进入千家万户，人民生活消费水平的不断提高，汽车的数量也不断的增多，大家对车内电器的智能化要求越来越高。在汽车智能化数据要求提高的同时，也带来大流量数据的传输瓶颈，通常情况下，智能驾驶或无人驾驶汽车都需要装有摄像头和雷达，通过摄像头获取的图像数据以及雷达获取的点云数据，通过内置算法计算对获取的数据进行分析计算从而操作汽车进行行驶。在大数量传输流量的前提下，汽车网络中存在着多种不同的网络，如车载以太网网络以及CAN网络，二者基于不同协议的网络之间的信号传输是通过中央网关进行的。中网网关一端连接着车载以太网网络，另一端连接着CAN网络，信号数据(如控制信号)需要在中央网关路由转发，常规的处理方法按照接收立即转发方式，当大量数据短时间内到达车载以太网端等待转发时，以太网网关装置就会出现数据拥塞，来不及转发，一般的处理方法即丢掉来不及转发的信号数据包。另外当车内有优先级较高的信号数据等待转发时，并没有优先转发，依然按照接收即转发，尤其在出现拥塞时，优先级高的数据也有丢失的风险。以太网最大带宽一般达到100M，CAN接口最大带宽一般达到2M，那么比如存在短时间内大量数据到达以太网接口端等待转发装置转发，(例如1us内10帧数据)当以太网数据通过网关装置转发到CAN总线是就会遇到如下问题：1.当以太网接口大量数据到达转发装置，因为CPU处理能力及CAN总线传输能力，无法在短时间内转发现有信号数据，使得出现拥塞；2.出现拥塞后，许多的处理方法即丢掉来不及处理的信号数据，这是极其危险的处理方式；3.发送拥塞后，当汽车关键信号数据需要转发时，也会因为拥塞延迟发送乃至丢弃，这是非常危险的。目前同行有进行队列缓存的方式处理拥塞，但是并没有解决关键信号数据在拥塞发生时的延迟发送情况，而我们提供了一种有效的解决办法。因此为了解决上述问题，迫切需要提供一种能够解决优先权信号的路由转发装置。
技术实现思路
基于现有技术中存在的缺陷，本技术提供一种基于优先级策略的信号路由转换装置，包括中央网关，其中，中央网关一端接入车载以太网网络，另一端接入CAN网络；中央网关包括优先级判断模块和转发机制选择模块；优先级判断模块，被配置为对信号数据的优先级别进行判断并确定其数据传输的优先级；转发机制选择模块，被配置为根据信号数据的优选级以及当前缓存队列中的空余空间选择相应的预设数据转发模块转发信号数据；信号数据经过车载以太网网络流入中央网关，然后中央网关通过优先级判断模块识别出信号数据的优先级并运用转发机制选择模块通过CAN网络转发出信号数据。一种基于优先级策略的信号路由转换装置，进一步地，所述信号数据分为多个优先级，不同优先级的信号数据存储在不同的缓存队列空间，信号数据采用队列机制，按照先入先出的原则缓存待转发的控制信号；所述预设数据转发模块包括第一调节转发模块、第二调节转发模块中的一种或两种，第一调节转发模块、第二调节转发模块都需要确保优先级高的信号数据比优先级低的信号数据优先被转发。一种基于优先级策略的信号路由转换装置，进一步地，所述第一调节转发模块被配置为根据不同情形选择不同的方式转发信号数据，所述情形包括第一种情形和第二种情形；第一种情形，Pi至Pn存储的缓存未满，P1至Pi-1存储的缓存已满，此时，Pi至Pn信号报文正常转发，丢弃P1至Pi-1缓存队列满以后接收到报文,同时记录转发失败信息和告警信息到日志模块；第二种情形，P1至Pn的缓存都已满，此时，Pi至Pn信号报文正常转发，丢弃P1至Pi-1缓存队列满以后接收到报文，同时记录转发失败信息和告警信息到日志模块。一种基于优先级策略的信号路由转换装置，进一步地，所述中央网关还包括缓存区域，所述缓存区域包括固定缓存空间和动态缓存空间，固定缓存空间和动态缓存空间都分配有不同优先级的信号数据的存储空间；所述固定缓存空间中存储不同优先级的信号数据存储空间保持固定不变，所述动态缓存空间存储不同优先级的信号数据存储空间根据信号数据的大小和优先级高低进行动态调整。一种基于优先级策略的信号路由转换装置，进一步地，所述中央网关还包括缓存区域，所述缓存区域包括固定缓存空间和动态缓存空间，固定缓存空间和动态缓存空间都分配有不同优先级的信号数据的存储空间；所述固定缓存空间中存储不同优先级的信号数据存储空间保持固定不变，所述动态缓存空间存储不同优先级的信号数据存储空间根据信号数据的大小和优先级高低进行动态调整；所述第二调节转发模块被配置为在预分配时刻对动态缓存空间进行缓存分配并在预设的时间段内根据信号数据的大小和优先级高低进行调整动态缓存的大小。一种基于优先级策略的信号路由转换装置，进一步地，所述第二调节转发模块包括第一模式，第一模式被配置为：当其中一个优先级的信号数据存储的动态缓存空间已满时，对当前所有的动态缓存空间进行查看是否存在空闲的存储空间，若动态缓存区域存在空闲的存储空间，则从空闲的存储空间中取出部分空闲的存储空间提供给该优先级的信号数据进行存储；若动态缓存区域都不存在空闲的存储空间，从优先级低的队列依次查找，查看低优先级队列是否占用了较多的缓存，若占用的缓存资源较多，则取出预设大小的缓存空间，分配给该优先级的信号数据进行存储。一种基于优先级策略的信号路由转换装置，进一步地，所述第二调节转发模块包括第二模式，第二模式被配置为：当其中一个优先级的信号数据存储的动态缓存空间已满时，对优先级小于当前优先级的动态缓存空间进行查看是否存在空闲的存储空间，若小于当前优先级中的动态缓存区域存在空闲的存储空间，则按照优先级从低到高排序，优先从低的优先级队列的存储空间中取出部分空闲的存储空间提供给该优先级的信号数据进行存储；若动态缓存区域都不存在空闲的存储空间，从优先级低的队列依次查找，查看低优先级队列是否占用了较多的缓存，若占用的缓存资源较多，则擦除预设的大小的缓存空间并分配给该优先级的信号数据进行存储。一种基于优先级策略的信号路由转换装置，进一步地，所述中央网关还包括：中央网关包括管理控制模块、数据临时备用模块、协议转化模块、计算模块，其中，管理控制模块、数据临时备用模块、协议转化模块、计算模块都通过数据通信总线进行连接；管理控制模块，被配置为用于对各功能模块的管理与控制以及系统各进程的调用；数据临时备用模块，被配置为当系统分配的缓存空间都已满并且无触发告知数据停止发送的情况下，用户临时存储来不及转发但又不能丢失的高优先级数据；协议转化模块，被配置为用于车载以太网中SOME/IP协议与CAN之间的相互转化；计算模块，被配置为用于计算在预设的时间段内不同优先级的信号流量。一种基于优先级策略的信号路由转换装置，进一步地，经过以太网传输的信号数据通过SOME/IP协议进行传输控本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于优先级策略的信号路由转换装置，其特征在于，包括中央网关，其中，中央网关一端接入车载以太网网络，另一端接入CAN网络；/n中央网关包括优先级判断模块和转发机制选择模块；/n优先级判断模块，被配置为对信号数据的优先级别进行判断并确定其数据传输的优先级；/n转发机制选择模块，被配置为根据信号数据的优选级以及当前缓存队列中的空余空间选择相应的预设数据转发模块转发信号数据；/n信号数据经过车载以太网网络流入中央网关，然后中央网关通过优先级判断模块识别出信号数据的优先级并运用转发机制选择模块通过CAN网络转发出信号数据。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于优先级策略的信号路由转换装置，其特征在于，包括中央网关，其中，中央网关一端接入车载以太网网络，另一端接入CAN网络；
中央网关包括优先级判断模块和转发机制选择模块；
优先级判断模块，被配置为对信号数据的优先级别进行判断并确定其数据传输的优先级；
转发机制选择模块，被配置为根据信号数据的优选级以及当前缓存队列中的空余空间选择相应的预设数据转发模块转发信号数据；
信号数据经过车载以太网网络流入中央网关，然后中央网关通过优先级判断模块识别出信号数据的优先级并运用转发机制选择模块通过CAN网络转发出信号数据。


2.如权利要求1所述的基于优先级策略的信号路由转换装置，其特征在于，所述信号数据分为多个优先级，不同优先级的信号数据存储在不同的缓存队列空间，信号数据采用队列机制，按照先入先出的原则缓存待转发的控制信号；
所述预设数据转发模块包括第一调节转发模块、第二调节转发模块中的一种或两种，第一调节转发模块、第二调节转发模块都需要确保优先级高的信号数据比优先级低的信号数据优先被转发。


3.如权利要求2所述的基于优先级策略的信号路由转换装置，其特征在于，所述第一调节转发模块被配置为根据不同情形选择不同的方式转发信号数据，所述情形包括第一种情形和第二种情形；
第一种情形，Pi至Pn存储的缓存未满，P1至Pi-1存储的缓存已满，此时，Pi至Pn信号报文正常转发，丢弃P1至Pi-1缓存队列满以后接收到报文,同时记录转发失败信息和告警信息到日志模块；
第二种情形，P1至Pn的缓存都已满，此时，Pi至Pn信号报文正常转发，丢弃P1至Pi-1缓存队列满以后接收到报文,同时记录转发失败信息和告警信息到日志模块。


4.如权利要求1所述的基于优先级策略的信号路由转换装置，其特征在于，所述中央网关还包括缓存区域，所述缓存区域包括固定缓存空间和动态缓存空间，固定缓存空间和动态缓存空间都分配有不同优先级的信号数据的存储空间；
所述固定缓存空间中存储不同优先级的信号数据存储空间保持固定不变，所述动态缓存空间存储不同优先级的信号数据存储空间根据信号数据的大小和优先级高低进行动态调整。


5.如权利要求2所述的基于优先级策略的信号路由转换装置，其特征在于，所述中央网关还包括缓存区域，所述缓存区域包括固定缓存空间和动态缓存空间，固定缓存空间和动态缓存空间都分配有不同优先级的信号数据的存储空间；
所述固定缓存空间中存储不同优先级的信号数据存储空间保持固定不变，所述动态缓存空间存储不同优先级的信号数据存储空间根据信号数据的大小和优先级高低进行动态调整；
所述第二调节转发模块被配置为在预分配时刻对动态缓存空间进行...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖文平，黄飞，张航，陈柱，石川，
申请(专利权)人：上海赫千电子科技有限公司，
类型：新型
国别省市：上海;31