一种车载以太网环网网络架构及其控制方法技术

本发明专利技术揭示了一种车载以太网环网网络架构，按照整车区域设置前右区域控制器、中右区域控制器、后右区域控制器、以及前左区域控制器、中左区域控制器、后左区域控制器，所述前右区域控制器、中右区域控制器、后右区域控制器、前左区域控制器、中左区域控制器、后左区域控制器依次连接构成环路网络，所述中右区域控制器和中左区域控制器均连接自动驾驶控制器。本发明专利技术选择关键安全数据进行双发，接收方选收，以此来实现数据冗余，满足重要安全数据的确定性发送，从而能够保障L3及以上自动驾驶的数据通信安全。通信安全。通信安全。

【技术实现步骤摘要】
一种车载以太网环网网络架构及其控制方法


[0001]本专利技术涉及车载通信领域，尤其涉及一种车载以太网环网网络架构技术。

技术介绍

[0002]随着汽车智能化、网联化的快速发展，汽车电子控制的应用越来越多，比如智能座舱、自动驾驶等等。控制器的软件刷写业务越来越多，常用常新的功能和客户需求更多，庞大的刷写数据量对刷写时间提出了更严格的需求。如今的汽车都配备了多项高级自动驾驶辅助功能，自动驾驶水平达到了L2或者更高的水平，未来的完全自动驾驶汽车将会搭载更多的传感器。为了应对数量暴增的传感器以实现融合、V2X的使用，这些技术都会产生、发送、接收、存储和处理海量数据。自动驾驶系统的等级越高，独立传感器的数量也越多，由此产生的数据总量也更大。这些数据需要以极短的延迟在高速、可靠的网络上传输、存储和共享，这正是基于车载以太网的高吞吐量、低延迟网络的长处。
[0003]CAN总线作为车载网络骨干网已经有超过三十年的时间。但是即便是更快的CAN FD协议传输速率最高也只有5Mbps，显然是不够的，因此引入车载以太网加入整车通信网络拓扑，目前车载以太网可实现100Mbps和1000Mbps的通信，未来可达到2.5Gbps、5Gbps、10Gbps。
[0004]L3及以上自动驾驶最重要的要求是保障人身安全，要求数据的100％可靠传输，否则是不允许在汽车上实施L3及以上的自动驾驶。如果通信线路出现异常断开，或者受电磁干扰无法正常传输，那么如何通过设计实现数据冗余来保障可靠性传输，就显得尤为重要。

技术实现思路
r/>[0005]本专利技术所要解决的技术问题是实现一种能够适应L3及以上的自动驾驶数据传输过程中的数据冗余需求的网络架构。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为：一种车载以太网环网网络架构，按照整车区域设置前右区域控制器、中右区域控制器、后右区域控制器、以及前左区域控制器、中左区域控制器、后左区域控制器，所述前右区域控制器、中右区域控制器、后右区域控制器、前左区域控制器、中左区域控制器、后左区域控制器依次连接构成环路网络，所述中右区域控制器和中左区域控制器均连接自动驾驶控制器。
[0007]所述前右区域控制器、前左区域控制器互为冗余备用器件；
[0008]所述中右区域控制器、中左区域控制器互为冗余备用器件；
[0009]所述后右区域控制器、后左区域控制器互为冗余备用器件；
[0010]所述前右区域控制器位于整车前右区域，控制整车前部区域器件工作；
[0011]所述中右区域控制器位于整车中右区域，控制整车中部区域器件工作；
[0012]所述后右区域控制器位于整车后右区域，控制控制整车后部区域器件工作；
[0013]所述前左区域控制器位于整车前左区域，控制整车前部区域器件工作；
[0014]所述中左区域控制器位于整车中左区域，控制整车中部区域器件工作；
[0015]所述后左区域控制器位于整车后左区域，控制整车后部区域器件工作。
[0016]所述前右区域控制器、前左区域控制器具有相同区域的全部自动驾驶控制器的端口、MAC地址和VLAN ID信息；
[0017]所述中右区域控制器、中左区域控制器具有相同区域的全部自动驾驶控制器的端口、MAC地址和VLAN ID信息；
[0018]所述后右区域控制器、后左区域控制器具有相同区域的全部自动驾驶控制器的端口、MAC地址和VLAN ID信息。
[0019]所述自动驾驶控制器采用冗余双发方式发出数据信息时，分别中右区域控制器和中左区域控制器发出相同的冗余数据信息，并由中右区域控制器和中左区域控制器采用冗余方式发送至执行器件
[0020]所述车载以太网环网网络架构用于L3及以上的自动驾驶数据传输。
[0021]所述前右区域控制器、中右区域控制器、后右区域控制器、前左区域控制器、中左区域控制器、后左区域控制器均为交换机。
[0022]基于所述车载以太网环网网络架构的控制方法，自动驾驶控制器预选将所有能够发出的数据信息分成三个优先等级，包括高优先等级、中等优先等级和低优先等级，其中高优先等级数据信息采用冗余双发方式向区域控制器发送信号。
[0023]所述中等优先等级数据信息根据预设的要求选择采用冗余双发方式向区域控制器发送信号，或者采用单发方式向区域控制器发送信号；
[0024]所述低优先等级数据信息采用单发方式向区域控制器发送信号。
[0025]所述高优先等级为安全相关控制流、安全相关媒体流、网络控制流；
[0026]所述中等优先等级为事件信息流、非安全相关控制流、非安全相关媒体流；
[0027]所述低优先等级为尽力而为流。
[0028]本专利技术选择关键安全数据进行双发，接收方选收，以此来实现数据冗余，满足重要安全数据的确定性发送，从而能够保障L3及以上自动驾驶的数据通信安全。
附图说明
[0029]下面对本专利技术说明书中每幅附图表达的内容作简要说明：
[0030]图1为车载以太网环网网络架构示意图。
具体实施方式
[0031]下面对照附图，通过对实施例的描述，本专利技术的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理、制造工艺及操作使用方法等，作进一步详细的说明，以帮助本领域技术人员对本专利技术的专利技术构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。
[0032]如图1所示，车载以太网环网网络架构，按照整车区域设置前右区域控制器、中右区域控制器、后右区域控制器、以及前左区域控制器、中左区域控制器、后左区域控制器，其中前右区域控制器、中右区域控制器、后右区域控制器、前左区域控制器、中左区域控制器、后左区域控制器依次连接构成环路网络，为了实现L3及以上的自动驾驶数据传输过程中的数据冗余，中右区域控制器和中左区域控制器均连接自动驾驶控制器。
[0033]需要设计冗余路径就要把数据包进行备份，通过至少两条链路进行传输，这样就不用担心数据包的丢失了。通过整车环网网络架构设计可实现此链路的搭建，将自动驾驶控制器双重链路接入网络架构主干网中。链路上自动驾驶控制器实现了双重链路，选择自动驾驶控制器中安全等级高的数据包在两条链路中一直双发，如果两条链路都是正常的，自动驾驶控制器一直在两条链路中同时发送相同的数据包，接收方收到重复数据会自动消除多余数据包，只留一个数据包；如果其中某一条链路出现了故障无法通信，另一条链路仍然可以正常将数据包传输到接收方，反之亦然。
[0034]如图1按照整车区域分布有六个区域控制器，能够将自动驾驶控制器跨接两个区域控制器，实现双重链路冗余，假设前左区域控制器需要接收自动驾驶数据包，自动驾驶控制器接入的双重链路冗余实施可通过图中举例的“1”和“2”路径实现
[0035]其中前右区域控制器、前左区域控制器互为冗余备用器件，中右区域控制器、中左区域控制器互为冗余备用器件，后右区域控制器、后左区域控制器互为冗余备本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种车载以太网环网网络架构，其特征在于：按照整车区域设置前右区域控制器、中右区域控制器、后右区域控制器、以及前左区域控制器、中左区域控制器、后左区域控制器，所述前右区域控制器、中右区域控制器、后右区域控制器、前左区域控制器、中左区域控制器、后左区域控制器依次连接构成环路网络，所述中右区域控制器和中左区域控制器均连接自动驾驶控制器。2.根据权利要求1所述的车载以太网环网网络架构，其特征在于：所述前右区域控制器、前左区域控制器互为冗余备用器件；所述中右区域控制器、中左区域控制器互为冗余备用器件；所述后右区域控制器、后左区域控制器互为冗余备用器件；所述前右区域控制器位于整车前右区域，控制整车前部区域器件工作；所述中右区域控制器位于整车中右区域，控制整车中部区域器件工作；所述后右区域控制器位于整车后右区域，控制控制整车后部区域器件工作；所述前左区域控制器位于整车前左区域，控制整车前部区域器件工作；所述中左区域控制器位于整车中左区域，控制整车中部区域器件工作；所述后左区域控制器位于整车后左区域，控制整车后部区域器件工作。3.根据权利要求2所述的车载以太网环网网络架构，其特征在于：所述前右区域控制器、前左区域控制器具有相同区域的全部自动驾驶控制器的端口、MAC地址和VLAN ID信息；所述中右区域控制器、中左区域控制器具有相同区域的全部自动驾驶控制器的端口、MAC地址和VLAN ID信息；所述后右区域控制器、后左区域控制器具有相同区域的全部自动驾驶控制器的端口、M...

【专利技术属性】
技术研发人员：李文娟，蒋炜，石瑞林，
申请(专利权)人：奇瑞汽车股份有限公司，
类型：发明
国别省市：