车载嵌入式系统Qbv机制的调度方法、装置及车辆制造方法及图纸

本申请涉及一种车载嵌入式系统Qbv机制的调度方法、装置及车辆，其中，方法包括：确定多个处理器中处理非时间敏感数据的第一处理器和处理时间敏感数据的第二处理器；获取当前应用的业务数据，并判断当前应用的业务数据是否为时间敏感数据；若当前应用的业务数据为时间敏感数据，则基于第二处理器规划当前应用的业务数据调度时间，并基于调度时间同步当前应用和第二处理器中MAC层的起始点后，传输当前应用的业务数据；否则，通过第一处理器基于预设的调度策略传输当前应用的业务数据。由此，解决了数据从应用层到达数据链路底层时间的不确定性的问题，使得Qbv能够在车载嵌入式系统中获得时间确定性传输效果。中获得时间确定性传输效果。中获得时间确定性传输效果。

【技术实现步骤摘要】
车载嵌入式系统Qbv机制的调度方法、装置及车辆


[0001]本申请涉及车辆
，特别涉及一种车载嵌入式系统Qbv机制的调度方法、装置及车辆。

技术介绍

[0002]以太网凭借高带宽、协议多样性、应用成熟等优势正被逐步应用作为车载通信主干网，由于车载应用的特殊性，车载以太网通信对于实时性要求较高，但由于以太网本身尽力而为的特性导致其无法保证通信的实时性。为了解决实时性问题，行业提出了时间敏感网络协议，利用TSN(Time Sensitive Network，时间敏感网络)
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AS协议和TSN
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Qbv协议的结合可保证关键报文收发的时间确定性以解决以太网通信实时性问题。
[0003]针对以太环网通信实时性问题，相关技术中公开了一种时间敏感网络中支持Qbv机制的帧输出调度方法，基于Qbv协议机制定义了一种以太网数据帧调度方法，可支撑数据平面输出端口的调度和上层规划算法的设计。
[0004]然而，若Qbv协议的实现仅从底层数据链路层实施，相关技术仅能保证数据链路层收发数据的时间确定性，无法确保上层业务数据交互的时间确定性。

技术实现思路

[0005]本申请提供一种车载嵌入式系统Qbv机制的调度方法、装置及车辆，以解决数据从应用层到达数据链路底层时间的不确定性的问题，使得数据源至数据链路层的发送、数据链路层对外的发送能够基于时间实现匹配调度，以使得Qbv能够在车载嵌入式系统中获得时间确定性传输效果。
[0006]本申请第一方面实施例提供一种车载嵌入式系统Qbv机制的调度方法，包括以下步骤：确定所述多个处理器中处理非时间敏感数据的第一处理器和处理时间敏感数据的第二处理器；分别在所述第一处理器中部署非时间敏感数据对应的第一应用程序，在所述第二处理器中部署时间敏感数据对应的第二应用程序；以及通过所述第一处理器基于第一预设调度策略传输所述第一应用程序的业务数据，并通过所述第二处理器规划所述第二应用程序的业务数据调度时间，并将所述第二应用程序的业务数据调度时间的起始点与所述第二处理器中MAC层PTP时钟起始点对齐后，按照第二预设调度策略从业务层向所述MAC层传输业务数据
[0007]根据上述技术手段，本申请可以解决数据从应用层到达数据链路底层时间的不确定性的问题，使得数据源至数据链路层的发送、数据链路层对外的发送能够基于同一时间实现匹配调度，以使得Qbv能够在车载嵌入式系统中获得时间确定性传输效果。
[0008]可选地，在一些实施例中，所述通过所述第二处理器规划所述第二应用程序的业务数据调度时间，包括：获取所述第二应用程序的业务数据的业务类型和当前业务运行时间；基于所述业务类型、所述业务运行时间和预设的调度关系按照预设顺序进行拆解划分，同时同时通过测试获取所述第二处理器中协议中间件发送所述第二应用程序的业务数据
的时间；按照所述当前应用的业务数据的优先级，所述第二应用程序的业务数据时间划分及所述协议中间件对所述第二应用程序的业务数据的搬运时间对Qbv调度时间片进行划分，以使得所述当前应用的业务数据按照预设的时间到达Qbv协议栈对应的队列中。
[0009]根据上述技术手段，由于原有TCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol Address，传输控制协议/互联网协议地址)协议栈本身运行具有时间不可控性，本申请中的通信框架直接将协议中间件与Qbv协议栈相结合，绕开了TCP/IP协议，规避了TCP/IP的时间不确定风险，即时间敏感相关系统的数据链路层通信基于Qbv协议栈进行调度，Qbv协议栈直接接收上层通信中间件传输的数据流并基于预设的调度表向对应的通信队列进行数据分发。
[0010]可选地，在一些实施例中，在基于所述第二处理器规划所述当前应用的业务数据调度时间之后，还包括：初始化所述MAC层；基于所述第二处理器中gptp(general precise time protocol)协议栈与预设外部系统进行时间同步。
[0011]根据上述技术手段，数据链路层报文的发送需要基于与外部系统进行时间同步后的时间进行发送，且该时间在系统运行过程中在持续动态调整，而嵌入式系统本身任务调度需要基于系统时间进行调度，在两者时间不统一的情况下，本申请提出系统初始化后嵌入式系统任务调度时间与时间同步时间主动对齐，使得两者在同一时间起点运行，为Qbv调度和上层数据发送调度提供了时间基础。
[0012]可选地，在一些实施例中，上述的车载嵌入式系统Qbv机制的调度方法，其中，所述gptp协议栈、所述Qbv协议栈基于所述MAC层时钟同步的时间执行相应动作；所述车载嵌入式系统的任务调度基于所述车载嵌入式系统的系统时间执行。
[0013]根据上述技术手段，通过上层应用数据发送调度与底层基于Qbv协议栈的数据链路层发送调度基于同一时间起点及嵌入式系统本身任务调度流程，从上至下进行了统一的任务调度时间划分，使得在Qbv协议栈打开门控队列时上层应用数据能够按时到达队列。
[0014]可选地，在一些实施例中，所述第一处理器和所述第二处理器独立运行。
[0015]根据上述技术手段，本申请可以保证时间敏感数据和非时间敏感数据在同一系统中的隔离，使得在时间敏感相关业务或系统迭代、非时间敏感相关业务或系统迭代的过程中不会相互影响。
[0016]本申请第二方面实施例提供一种车载嵌入式系统Qbv机制的调度装置，包括：所述车载嵌入式系统包括多个处理器，所述装置包括：确定模块，用于确定所述多个处理器中处理非时间敏感数据的第一处理器和处理时间敏感数据的第二处理器；部署模块，用于分别在所述第一处理器中部署非时间敏感数据对应的第一应用程序，在所述第二处理器中部署时间敏感数据对应的第二应用程序；以及传输模块，用于通过所述第一处理器基于第一预设调度策略传输所述第一应用程序的业务数据，并通过所述第二处理器规划所述第二应用程序的业务数据调度时间，并将所述第二应用程序的业务数据调度时间的起始点与所述第二处理器中MAC层PTP时钟起始点对齐后，按照第二预设调度策略从业务层向所述MAC层传输业务数据。
[0017]可选地，在一些实施例中，所述传输模块，还用于：获取所述第二应用程序的业务数据的业务类型和业务运行时间；基于所述业务类型、所述业务运行时间和预设的调度关系按照预设顺序进行拆解划分，同时通过测试获取所述第二处理器中协议中间件发送所述
第二应用程序的业务数据的时间；按照所述当前应用的业务数据的优先级，所述第二应用程序的业务数据时间划分及所述协议中间件对所述第二应用程序的业务数据的搬运时间对Qbv调度时间片进行划分，以使得所述当前应用的业务数据按照预设的时间到达Qbv协议栈对应的队列中。
[0018]可选地，在一些实施例中，在基于所述第二处理器规划所述当前应用的业务数据调度时间之后，所述传输模块，还用于：初始化所述MAC层；基于所述第二处理器中gptp协议栈与预设外部系统进行时间同步。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种车载嵌入式系统Qbv机制的调度方法，其特征在于，所述车载嵌入式系统包括多个处理器，所述方法包括以下步骤：确定所述多个处理器中处理非时间敏感数据的第一处理器和处理时间敏感数据的第二处理器；分别在所述第一处理器中部署非时间敏感数据对应的第一应用程序，在所述第二处理器中部署时间敏感数据对应的第二应用程序；以及通过所述第一处理器基于第一预设调度策略传输所述第一应用程序的业务数据，并通过所述第二处理器规划所述第二应用程序的业务数据调度时间，并将所述第二应用程序的业务数据调度时间的起始点与所述第二处理器中MAC层PTP时钟起始点对齐后，按照第二预设调度策略从业务层向所述MAC层传输业务数据。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过所述第二处理器规划所述第二应用程序的业务数据调度时间，包括：获取所述第二应用程序的业务数据的业务类型和业务运行时间；基于所述业务类型、所述业务运行时间和预设的调度关系按照预设顺序进行拆解划分，同时通过测试获取所述第二处理器中协议中间件发送所述第二应用程序的业务数据的时间；按照当前应用的业务数据的优先级，基于所述第二应用程序的业务数据时间划分及所述协议中间件对所述第二应用程序的业务数据的搬运时间对Qbv调度时间片进行划分，以使得所述当前应用的业务数据按照预设的时间到达Qbv协议栈对应的队列中。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在基于所述第二处理器规划所述当前应用的业务数据调度时间之后，还包括：初始化所述MAC层；基于所述第二处理器中gptp协议栈与预设外部系统进行时间同步。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，其中，所述gptp协议栈、所述Qbv协议栈基于所述MAC层时钟同步的时间执行相应动作；所述车载嵌入式系统的任务调度基于所述车载嵌入式系统的系统时间执行。5.根据权利要求1
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4任一项所述的方法，其特征在于，所述第一处理器和所述第二处理器独立运行。6.一种车载嵌入式系统Qbv机制的调度装置，其特征在于，所述车...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈德芮，黄杰，侯亚飞，王敏，
申请(专利权)人：重庆长安汽车股份有限公司，
类型：发明
国别省市：