一种基于区域的冗余TSN网络架构制造技术

本发明专利技术涉及一种基于区域的冗余TSN网络架构，包括TSN中央计算单元、左区域控制器、前区域控制器以及右区域控制器，TSN中央计算单元通过车载以太网与左区域控制器、前区域控制器和右区域控制器相连接组成环形网络。前区域控制器通过千兆车载以太网连接行驶控制器，以及通过百兆车载以太网连接摄像头控制器和传感器ECU。TSN中央计算单元由TSN交换机和计算模块组成，支持两个时钟的冗余备份。相比现有的基于域控制器的电子电器架构和点对点的视频传输方式，能够节省线束和高效率利用以太网带宽。环形网络架构支持数据的链路冗余传输，提高了系统数据传输的可靠性。多个时钟的冗余可支持时间同步可靠性和保证网络数据低延迟传输的实时性。输的实时性。输的实时性。

【技术实现步骤摘要】
一种基于区域的冗余TSN网络架构


[0001]本专利技术涉及车载网络架构
，尤其是涉及一种基于区域的冗余TSN网络架构。

技术介绍

[0002]TSN的实时性、可靠性和安全性使其适用于汽车领域，汽车是TSN的重要、潜在和经济价值的应用场景。
[0003]随着汽车智能驾驶的发展，数据流量和ECU数量不断增加，从而对汽车E/E架构提出了高带宽、低延迟的要求。为了满足上述要求，汽车E/E架构逐渐从分布式集成架构转向基于域的骨干以太网汽车E/E架构(Domain
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based backbone Ethernet automotive E/E architecture)和基于区域的骨干以太网汽车E/E架构(Zone
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based backbone Ethernet automotive E/E architecture)。
[0004]基于域的骨干以太网汽车E/E架构以以太网作为骨干网络，集成了动力总成、底盘、ADAS、车身以及信息娱乐5个功能域，每个域都有自己调度的域控制单元(Domain Control Unit，DCU)。而划分域功能的缺点是同一个域内的零部件可能分布在整车四周，导致需要通过往返整车的线束通信，从而增加了线束设计的的难度和线束成本，同时也不能充分利用以太网的带宽。
[0005]此外，基于区域的骨干以太网汽车E/E架构是新一代智能汽车E/E架构的趋势，该架构以TSN作为骨干网络，包含多个网络子系统的混合拓扑。不同于基于域的TSN汽车E/E架构，基于区域的TSN汽车E/E架构是根据物理空间而非功能来划分“区域(Zone)”。比如特斯拉Model 3采用左区域(left zone)、中区域(middle zone)、右区域(right zone)；每个区域都有自己的区域控制器单元(Zone Control Unit，ZCU)。该架构可以直接跨域控制(即多域控制(multi
‑
domain control))，可以在一个区域内布置不同功能的高计算要求的设备，以及通过提供单个区域控制器(ZCU)的计算能力来满足整个汽车计算能力的高要求。不足之处是缺少保证系统数据传输可靠性的冗余设计。

技术实现思路

[0006]针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的是提供一种基于区域的冗余TSN网络架构，相比现有的基于域控制器的电子电器架构和点对点的视频传输方式，能够节省线束和高效率利用以太网带宽。环形网络架构支持数据的链路冗余传输，提高了系统数据传输的可靠性。
[0007]本专利技术的上述专利技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
[0008]一种基于区域的冗余TSN网络架构，包括TSN中央计算单元、左区域控制器、前区域控制器以及右区域控制器，所述TSN中央计算单元通过车载以太网与所述左区域控制器、所述前区域控制器和所述右区域控制器相连接组成环形网络。
[0009]本专利技术在一较佳示例中可以进一步配置为：还包括行驶控制器、摄像头ECU以及传
感器ECU，所述前区域控制器通过千兆车载以太网连接所述行驶控制器，所述前区域控制器通过百兆车载以太网连接所述摄像头ECU和所述传感器ECU。
[0010]本专利技术在一较佳示例中可以进一步配置为：所述前区域控制器内部设有TSN交换机，所述TSN交换机支持802.1CB、802.1AS、802.1Qav、802.1Qbv协议。
[0011]本专利技术在一较佳示例中可以进一步配置为：所述摄像头ECU支持IEEE1722传输协议和802.1Qav协议进行摄像头数据流的流量整形。
[0012]本专利技术在一较佳示例中可以进一步配置为：所述摄像头ECU通过IEEE1722传输协议发送摄像头数据，为了保证数据链路传输的可靠性，采用802.1CB协议实现数据在两条路径上冗余传输，断开任一条路径不影响摄像头数据传输。
[0013]本专利技术在一较佳示例中可以进一步配置为：所述传感器ECU连接的传感器网络包括多个传感器，支持UDP传输协议和802.1AS协议进行时间同步。
[0014]本专利技术在一较佳示例中可以进一步配置为：还包括干扰ECU，所述左区域控制器通过千兆车载以太网连接所述干扰ECU，所述左区域控制器内部的TSN交换机支持802.1CB、802.1Qav和802.1Qci协议。
[0015]本专利技术在一较佳示例中可以进一步配置为：所述右区域控制器内部的TSN交换机支持802.1CB、802.1AS、802.1Qav和802.1Qbv协议。
[0016]本专利技术在一较佳示例中可以进一步配置为：所述TSN中央计算单元包括相互连接的TSN交换机和计算模块，所述TSN中央计算单元支持两个时钟的冗余备份。
[0017]本专利技术在一较佳示例中可以进一步配置为：所述TSN中央计算单元内部的TSN交换机支持802.1CB、802.1AS、802.1Qav和802.1Qbv协议。
[0018]综上所述，本专利技术包括以下至少一种有益技术效果：
[0019]本专利技术公开了一种基于区域的冗余TSN网络架构，相比现有的基于域控制器的电子电器架构和点对点的视频传输方式，其能够节省线束和高效率利用以太网带宽。环形网络架构支持数据的链路冗余传输，提高了系统数据传输的可靠性。另外，TSN中央计算单元内部多个时钟的冗余可支持时间同步可靠性和保证网络数据低延迟传输的实时性。
附图说明
[0020]图1为本专利技术的整体结构示意图。
[0021]图2为本专利技术展示TSN中央计算单元的工作模式示意图。
[0022]附图标记：101、TSN中央计算单元；102、左区域控制器；103、前区域控制器；104、右区域控制器；105、行驶控制器；106、干扰ECU；107、摄像头ECU；108、传感器ECU；201、TSN交换机；202、TSN交换机；203、TSN交换机；204、TSN交换机；205、计算模块。
具体实施方式
[0023]下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0024]在本申请的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示
的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0025]在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于区域的冗余TSN网络架构，其特征在于，包括TSN中央计算单元(101)、左区域控制器(102)、前区域控制器(103)以及右区域控制器(104)，所述TSN中央计算单元(101)通过车载以太网与所述左区域控制器(102)、所述前区域控制器(103)和所述右区域控制器(104)相连接组成环形网络。2.根据权利要求1所述的一种基于区域的冗余TSN网络架构，其特征在于，还包括行驶控制器(105)、摄像头ECU(107)以及传感器ECU(108)，所述前区域控制器(103)通过千兆车载以太网连接所述行驶控制器(105)，所述前区域控制器(103)通过百兆车载以太网连接所述摄像头ECU(107)和所述传感器ECU(108)。3.根据权利要求1所述的一种基于区域的冗余TSN网络架构，其特征在于，所述前区域控制器(103)内部设有TSN交换机(203)，所述TSN交换机(203)支持802.1CB、802.1AS、802.1Qav、802.1Qbv协议。4.根据权利要求2所述的一种基于区域的冗余TSN网络架构，其特征在于，所述摄像头ECU(107)支持IEEE1722传输协议和802.1Qav协议进行摄像头数据流的流量整形。5.根据权利要求4所述的一种基于区域的冗余TSN网络架构，其特征在于，所述摄像头ECU(107)通过IEEE1722传输协议发送摄像头数据，为了保证数据链路传输的...

【专利技术属性】
技术研发人员：景传奇，
申请(专利权)人：上海怿星电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：