发送器设备、接收器设备和通信方法技术

公开了一种包括在基于总线的通信系统中的发送器设备和接收器设备以及通信方法。该发送器设备可以将与针对通信总线上的有效载荷的通信提供业务流机密性相关联的一个或更多个填充比特在传输层添加到有效载荷，或者在数据链路层添加到一个或更多个第一帧。一个或更多个第一帧可以包括与有效载荷相关联的传输层有效载荷。该发送器设备可以在通信总线上发送包括与一个或更多个第一帧相关联的数据链路层有效载荷的一个或更多个第二帧。基于总线的通信系统的接收器设备可以在通信总线上接收一个或更多个第二帧。该接收器设备可以在数据链路层从一个或更多个第一帧或者在传输层从有效载荷处理一个或更多个填充比特。

【技术实现步骤摘要】
发送器设备、接收器设备和通信方法
本专利技术涉及通信领域，并且具体地涉及控制器局域网的业务流机密性。
技术介绍
基于总线的通信系统例如控制器局域网(CAN)是互连特定系统的节点的一个或更多个通信总线的网络。单个节点可以包括例如传感器、致动器、控制器和/或由系统使用以执行功能的其他设备。在交通工具系统中，节点可以对应于与交通工具的功能相关联的传感器、致动器和/或电子控制单元(ECU)(例如，发动机控制模块(ECM)、动力总成控制模块(PCM)、变速器控制模块(TCM)、制动控制模块(BCM)、中央控制模块(CCM)、中央定时模块(CTM)、通用电子模块(GEM)、车身控制模块(BCM)、悬架控制模块(SCM)等)。基于总线的通信系统内的节点使用根据基于消息的通信协议串行发送和/或接收的比特串或帧经由通信总线彼此通信。CAN系统通常用于交通工具(例如，公路交通工具、越野交通工具、海上交通工具、飞行器等)，并且也可以用于其他应用(例如，工业系统、医疗系统、机器人系统等)。
技术实现思路
根据一些可能的实现，一种基于总线的通信系统中包括的发送器设备可以包括发送器；以及一个或更多个处理器，一个或更多个处理器被配置成：获得要在基于总线的通信系统的通信总线上发送的有效载荷；在传输层上基于有效载荷生成一个或更多个第一帧，一个或更多个第一帧中的每个第一帧包括第一报头和传输层有效载荷的相应部分，其中，一个或更多个第一帧的最后一个帧包括与一个或更多个第一帧相关联的认证标签；将一个或更多个第一帧提供给数据链路层；在数据链路层上基于一个或更多个第一帧生成一个或更多个第二帧，一个或更多个第二帧中的每个第二帧包括第二报头、数据链路层有效载荷的相应部分和帧结束指示；将与针对通信总线上的有效载荷的通信提供业务流机密性相关联的一个或更多个填充(padding)比特：在传输层上添加到有效载荷，或者在数据链路层上添加到一个或更多个第一帧；以及在通信总线上发送一个或更多个第二帧。根据一些可能的实现，一种基于总线的通信系统中包括的接收器设备可以包括接收器；以及一个或更多个处理器，一个或更多个处理器被配置成：在基于总线的通信系统的通信总线上接收一个或更多个第二帧，一个或更多个第二帧中的每个第二帧包括第二报头、数据链路层有效载荷的相应部分以及帧结束指示；在数据链路层上从一个或更多个第二帧中提取数据链路层有效载荷，数据链路层有效载荷包括一个或更多个第一帧；将一个或更多个第一帧提供给传输层，一个或更多个第一帧中的每个第一帧包括第一报头和传输层有效载荷的相应部分；在传输层上从一个或更多个第一帧中提取传输层有效载荷；在数据链路层上从一个或更多个第一帧或者在传输层上从有效载荷处理与对通信总线上的有效载荷的通信提供业务流机密性相关联的一个或更多个填充比特；以及基于传输层有效载荷确定有效载荷。根据一些实现，一种方法可以包括通过基于总线的通信系统的发送器设备，将与针对基于总线的通信系统的通信总线上的有效载荷的通信提供业务流机密性相关联的一个或更多个填充比特：在传输层上添加到有效载荷，或者在数据链路层上添加到一个或更多个第一帧，其中，一个或更多个第一帧包括与有效载荷相关联的传输层有效载荷；通过发送器设备在通信总线上发送一个或更多个第二帧，一个或更多个第二帧包括与一个或更多个第一帧相关联的数据链路层有效载荷；通过基于总线的通信系统的接收器设备在通信总线上接收一个或更多个第二帧；以及通过接收器设备在数据链路层上从一个或更多个第一帧或者在传输层上从有效载荷处理一个或更多个填充比特。附图说明图1A和图1B是示出根据本公开内容的各个方面的、与基于总线的通信系统相关联的示例的图。图2A和图2B是根据本公开内容的各个方面的、在基于总线的通信系统中提供业务流机密性的示例的图。图3是节点的示例的图，本文所描述的系统和/或方法可以被实现在该节点处。图4至图6是根据本公开内容的各个方面的、与提供CAN业务流机密性相关联的各个示例性处理的流程图。具体实施方式以下对示例性实现的详细描述参照附图。不同附图中的相同附图标记可以标识相同或相似的元件。如上所述，基于总线的通信系统诸如CAN可以包括将系统(例如，交通工具系统、工业系统、医疗系统、机器人系统等)的节点互连的一个或更多个通信总线的网络。节点可以包括用于执行相关联的系统的功能的传感器、致动器、控制器和/或其他设备。例如，在交通工具中，节点可以对应于传感器、致动器和/或与节气门功能、转向功能、制动功能、档位选择功能和/或交通工具的其他功能相关联的ECU。通常，基于总线的通信系统的节点可以经由根据基于消息的通信协议串行发送和/或接收的帧(例如，比特串)与通信总线上的其他节点通信。例如，节点可以发送显性(dominant)比特和/或隐性(recessive)比特的帧，显性比特和/或隐性比特的帧可以被另一节点解释为经由传感器提供的信息、用于控制致动器的信息、操作参数、操作条件等。图1A和图1B是示出根据本公开内容的各个方面的与基于总线的通信系统相关联的示例的图。图1A示出了基于总线的通信系统100的示例，基于总线的通信系统100连接一组节点：节点1至节点n(n＞1)。在图1A的示例中，通信总线被示为两线总线系统，其可以被实现为两条差分线。显然，通信总线的其他实现方式也是可能的。在基于总线的通信系统中，节点可以选择性地跨总线端子施加直流(DC)电压信号，以发送显性比特或隐性比特。例如，节点可以通过将高总线端子驱动至高电压(例如5VDC)并通过将低总线端子驱动至低电压(例如，0VDC)来发送显性比特(例如，逻辑“0”比特)，并且可以通过不驱动总线端子来发送隐性比特(例如，逻辑“1”比特)。总线端子可以在节点之间延伸并且使得信息(例如，经由传感器提供的信息、用于控制致动器的信息、工作参数、工作条件等)能够在节点之间的交换。如图1A进一步所示，基于总线的通信系统可以利用(可选的)端接电阻器T1和T2端接，这可以用于减少通信总线上的反射，否则反射会影响沿通信总线的信号质量。在一些情况下，通信总线的节点可以根据基于消息的通信协议彼此通信。例如，第一节点可以发送作为被串行地引入到通信总线中并且被第二节点串行地接收的比特的帧的消息。帧通常可以包括提供与帧中包含的消息有关的不同类型的信息的一个或更多个指定字段。关于总线上通信的帧的附加细节在本文其他部分描述。交通工具中基于总线的通信系统的示例包括CAN、具有灵活数据速率的CAN(CANFD)、超大型CAN(CANXL)和本地互连网络(LIN)。虽然本文描述的实施方式是在CAN变体诸如CANXL的环境中描述的，但是本文描述的技术可以应用于其他类型的基于总线的通信系统。诸如图1A所示的基于车载总线的通信系统可以具有反映车载网络需求的特定属性。作为示例，基于车载总线的通信系统网络可以通过将数据帧从传感器或传感器的控制单元发送至更高级别的控制单元来支持传感器数据到控制单元的通信。特定协议可以用于在基于总线的通信系统的各个节点或参与本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种包括在基于总线的通信系统中的发送器设备，所述发送器设备包括：/n发送器；以及/n一个或更多个处理器，所述一个或更多个处理器被配置成：/n获得要在所述基于总线的通信系统的通信总线上发送的有效载荷；/n在传输层上基于所述有效载荷生成一个或更多个第一帧，所述一个或多个第一帧中的每个第一帧包括第一报头和传输层有效载荷的相应部分，/n其中，所述一个或更多个第一帧中的最后一个帧包括与所述一个或更多个第一帧相关联的认证标签；/n将所述一个或更多个第一帧提供给数据链路层；/n在所述数据链路层上基于所述一个或更多个第一帧生成一个或更多个第二帧，所述一个或更多个第二帧中的每个第二帧包括第二报头、数据链路层有效载荷的相应部分和帧结束指示；/n将与针对所述通信总线上的所述有效载荷的通信提供业务流机密性相关联的一个或更多个填充比特：/n在所述传输层上添加到所述有效载荷，或者/n在所述数据链路层上添加到所述一个或更多个第一帧；以及/n在所述通信总线上发送所述一个或更多个第二帧。/n

【技术特征摘要】
20200228 US 16/805,4951.一种包括在基于总线的通信系统中的发送器设备，所述发送器设备包括：
发送器；以及
一个或更多个处理器，所述一个或更多个处理器被配置成：
获得要在所述基于总线的通信系统的通信总线上发送的有效载荷；
在传输层上基于所述有效载荷生成一个或更多个第一帧，所述一个或多个第一帧中的每个第一帧包括第一报头和传输层有效载荷的相应部分，
其中，所述一个或更多个第一帧中的最后一个帧包括与所述一个或更多个第一帧相关联的认证标签；
将所述一个或更多个第一帧提供给数据链路层；
在所述数据链路层上基于所述一个或更多个第一帧生成一个或更多个第二帧，所述一个或更多个第二帧中的每个第二帧包括第二报头、数据链路层有效载荷的相应部分和帧结束指示；
将与针对所述通信总线上的所述有效载荷的通信提供业务流机密性相关联的一个或更多个填充比特：
在所述传输层上添加到所述有效载荷，或者
在所述数据链路层上添加到所述一个或更多个第一帧；以及
在所述通信总线上发送所述一个或更多个第二帧。


2.根据权利要求1所述的发送器设备，其中，所述基于总线的通信系统使用以下之一：
控制器局域网CAN协议；
具有灵活数据速率的CAN协议；或者
CAN超大型协议。


3.根据权利要求1所述的发送器设备，其中，所述一个或更多个处理器还被配置成，当在所述传输层上将所述一个或更多个填充比特添加到所述有效载荷时：
在所述传输层上将有效载荷长度指示符添加到所述有效载荷；以及
在所述传输层上对将所述有效载荷长度指示符和将所述一个或更多个填充比特添加到所述有效载荷的结果进行加密，以生成所述传输层有效载荷。


4.根据权利要求1所述的发送器设备，其中，所述一个或更多个处理器还被配置成，当在所述传输层上将所述一个或更多个填充比特添加到所述有效载荷时：
在所述传输层上接收指示总填充有效载荷长度的信息；并且
基于指示所述总填充有效载荷长度的信息，将所述一个或更多个填充比特添加到所述有效载荷。


5.根据权利要求1所述的发送器设备，其中，当在所述传输层上将所述一个或更多个填充比特添加到所述有效载荷时，所述第一报头包括关于所述传输层有效载荷开始于有效载荷长度指示符的指示。


6.根据权利要求1所述的发送器设备，其中，所述一个或更多个处理器还被配置成，当在所述数据链路层上将所述一个或更多个填充比特添加到所述一个或更多个第一帧时：
在所述数据链路层上对将所述一个或更多个填充比特添加到所述一个或更多个第一帧的结果进行加密，以生成所述数据链路层有效载荷。


7.根据权利要求1所述的发送器设备，其中，所述一个或更多个处理器还被配置成，当在所述数据链路层上将所述一个或更多个填充比特添加到所述一个或更多个第一帧时：
在所述数据链路层上接收指示要在所述通信总线上发送的总长度的信息，指示所述总长度的信息是从所述传输层接收的；并且
基于所述指示要在所述通信总线上发送的总长度的信息，将所述一个或更多个填充比特添加到所述一个或更多个第一帧。


8.根据权利要求1所述的发送器设备，其中，当在所述数据链路层上将所述一个或更多个填充比特添加到所述一个或更多个第一帧时，将标识所述传输层有效载荷的长度的信息包括在所述第一报头中。


9.根据权利要求1所述的发送器设备，其中，当在所述数据链路层上将所述一个或更多个填充比特添加到所述一个或更多个第一帧时，将加密的有效载荷长度指示符包括在所述第二报头中。


10.根据权利要求1所述的发送器设备，其中，当在所述数据链路层上将所述一个或更多个填充比特添加到所述一个或更多个第一帧时，使用分隔符将所述一个或更多个填充比特与所述一个或更多个第一帧分隔开。


11.一种包括在基于总线的通信系统中的接收器设备，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：亚历山大·策，洛朗·埃特，
申请(专利权)人：英飞凌科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE