用于以太网和can通讯之间信号转换的车载设备及其控制方法_2

文档序号:8530351阅读:来源:国知局
格式转换处理从而适应每个网络。通用处理器可以被配置为将根据CAN和以太网网络中任意一个的数据格式转换为根据另一个的数据格式(例如,可以被配置为对基于通讯网络类型的数据格式进行转换)。如图3所示,处理器可以具有协议栈结构。
[0029]参考图2A,当通过以太网将CAN数据从CANl转换至CAN2时,要执行两次数据格式转换,也就是从CAN至以太网以及从以太网至CAN。因此,处理器可以被配置为在允许网络更有效率地工作的最短时间内利用最少的硬件/软件资源执行适合于每个通讯协议的数据格式转换。另外,可以通过第一路由将明显低速的小数据连接至明显高速的大数据帧。进一步,通过引起潜在问题的第二路由,充分高速的大数据可以被存储在充分低速的小数据帧中。
[0030]如图2B所示,可以由在相同处理器中的以太网和CAN网络之间的方向引起上述的潜在问题。即,可以通过第一路由将充分低速的小数据连接至充分高速的大数据帧,从而避免任何上述的潜在问题。进一步,通过引起上述潜在问题的第二路由,充分高速的大数据可以被存储在充分低速的小数据帧中。
[0031]参考图2A-2B描述的数据路由将参考图3通过协议栈进行描述。图3为配置用于在CAN网络和以太网网络之间执行数据格式转换的处理器的协议栈结构及其数据转换流程的示例性视图。
[0032]参考图3,处理器的协议栈可以包括CAN网络的协议栈(左侧)和以太网的协议栈(右侧)。另外,最上方的应用层可以被共享。在图2B中的第一路由中,当向上移动至上层从而传输数据时,从CAN收发层接收的CAN数据可以被解封装(也就是将CAN数据改变为根据以太网的数据格式的处理),所述数据意在从产生CAN数据的源被传输至目的地应用层。根据基于以太网协议的封装处理,被传输的数据可以被转换进入以太网帧,并通过物理层被传输至以太网网络。在第二路由中,转换的执行顺序可以与第一路由相反。同时,在图3中,可以认为在帧转换处理中CAN数据是通过IP层转换进入以太网帧的。但是,本发明不限于此。当然,可以通过以太网VAB代替IP层进行转换(即第一’路由和第二’路由)。
[0033]如上所述的CAN和以太网之间的帧转换处理有以下问题。由于相比前面所述的CAN,以太网可以具有更大的帧结构,所以完整的CAN信息可以被包括在以太网帧的有效载荷中。但是,不可以将信息依照原样从CANl网络中复制至CAN2网络中。当包含CAN信息的以太网帧被转换进入CAN帧的时,在从充分大的数据帧至充分小的数据帧的转换过程中,会引起数据分割/映射问题。另外,可以在每个转换过程中执行穿过最上方的应用层,因此,会降低转换的速度。
[0034]因此,本发明的示例性实施方案提出了新处理器的协议栈结构,所述新处理器利用减少的硬件/软件资源和应用于此的与CAN数据相关的以太网信号的格式使转换时间减小。特别地,根据本发明的处理器可以包括位于应用层下方的用于执行格式转换流程的CAN处理层,且经此执行数据格式转换,将参考图4对此进行描述。
[0035]图4A-4B为根据本发明的示例性实施方案的处理器协议栈结构的示例性视图。参考图4A,处理器的协议栈可以包括位于应用层下方的CAN处理层401。另外,当CAN处理层和COM/数据链路层呈现为单转换处理单元410时,如图4B所示可以提供CAN/以太网转换COM 层 420。
[0036]当应用如图4A-4B中所示的结构时,如图2A所示的网络配置中的数据格式转换流程可以如图5所示被执行。图5为在两个CAN网络通过以太网彼此连接的网络环境中,根据本发明的示例性实施方案的数据格式转换流程的示例性视图;
[0037]参考图5,至栈中COM层的处理器的协议栈对应于与图3中类似的第一路由中的CAN。但是随后,可以执行穿过CAN处理层,而非应用层。进一步,至栈中指令和信号层的处理器的协议栈对应于与图3中类似的第二路由中的以太网。但是随后,可以执行穿过CAN处理层,而非应用层。根据示例性实施方案,通过CAN处理层进行转换的CAN数据可以被直接传输至CAN驱动层,不通过COM层和数据链路层。
[0038]为了提高CAN处理层的转换效率(例如增加速度和减小硬件/软件需求),可以考虑与应用于以太网网络500中的CAN数据有关的以太网信号格式的结构。因此,本发明提出CAN信息可以被分为组成CAN信息的信号单元,并可以被转换成为以太网信号。另外,本发明提出可以使用表示每个信号在原始CAN信息中的位置的bit数,从而将分开的信号恢复为CAN信息,将参考图6对此进行描述。
[0039]图6为根据本发明的示例性实施方案的以太网信号格式的示例性视图。参考图6,与CAN相关的以太网信号格式可以包括信道数区域、目标标识(ID)区域、初始bit区域以及对应CAN信息中每个信号的信号区域。即,利用用于恢复的最多四个区域,一个CAN信号可以被转换为以太网信号。下面将对各个区域进行描述。
[0040]信道数区域可以为从处理器拥有的多个(硬件)CAN信道中选择的目标信道。基于网络配置这个区域可以被忽略。目标ID区域可以为映射CAN信息的标识(ID)且可以具有约Ilbits的标准格式和约29bits的扩展格式。当信号被映射至CAN信息时,初始bit区域可以为表示CAN信息中信号初始位置的映射信息。信号区域可以对应CAN信号。总之,CAN信息可以被传输至目标信道和信息ID,所述目标信道和信息ID可以由信道数区域和目标ID区域指定从而构成CAN报头。包含在信号区域中的信号可以由bit安排而组成CAN信息,所述bit由CAN信息中的初始bit区域指出。因此,以太网信号可以被有效地转换为CAN信息。
[0041]在下文中,会对如上所述应用以太网信号格式的应用示例进行描述。图7为根据本发明的示例性实施方案的应用以太网信号格式的数据包的示例性视图。
[0042]参考图7,以太网的通用数据包的报头格式可以被大体分为通用数据包的数据包报头和通用流数据的数据包报头。通过互联网协议,通用数据包的数据包报头格式可以用于CAN数据的封装(710)。通用流数据的数据包报头格式可以用于基于IEEE1722.1标准的CAN数据的封装(720)。
[0043]基于每个模式的封装应用示例会参考图8和9进行描述。如图8所示的帧结构可以用于对基于IEEE1722.1标准的CAN数据进行封装。基于IEEE802.3标准的介质访问控制层(MAC)报头可以作为报头被使用。组成以太网信号格式的每个区域可以被包括在有效载荷810中。组成报头的每个区域在IEEE1722.1标准和IEEE802.3标准中被指定,这显示了基于IEEE1722.1标准的帧结构的示例,以太网信号格式可以被应用在其中。如图9所示的帧结构可以用于对基于互联网协议的CAN数据进行封装。即使对于使用IP报头的帧,组成以太网信号格式的每个区域也可以被包括在有效载荷910中。因此,子类型区域和子类型数据区域可以被进一步包括在有效载荷中。子类型区域可以定义协议类型且可以包括指定类型的数据。
[0044]在下文中,根据本发明的示例性实施方案,将会参考图10A-10B对组成CAN信息的每个信号转换为以太网信号的示例进行描述。图10A-10B为根据本发明的示例性实施方案的CAN信号转换为以太网信号的示例性视图。在图10A-10B中,可以认为CAN信息中包含的每个信号指向目标信道(数字O)且信息ID为3。
[0045]在图1OA中显示的CAN信息的格式可以包括总大小为36bits的九个CAN信号。当CAN信息被转换为以太网信号时,如图1OB所示CAN信息的每个信号可以被转换进入信道数区域、目标ID区域、初始bit区域以及信号区域。例如,可以从CAN信息的第一 bit配置DVD-TimeHour信号且因此初始bit区域可以为O。可以从CAN信息的第九bit配置DVD-TimeMin信号且因此初始bit区域可以为8。当图1OB所示的信号格式被转换为CAN信息时,各个信号可以被顺序配置于由初始bit区域表示的位置从而恢复CAN信息。特别地,如上所述的格式转换方法可以如下被执行。
[0046]首先,可以对配置用于执行格式转换的处理器进行配置从而从CAN网络接收CAN帧。接收的CAN帧可以被传输至CAN协议栈的上层从而对CAN帧解封装,从而获得包含至少一个CAN信号的CAN信息。可以对CAN处理层进行配置从而确定包含在CAN信息中的至少一个CAN信号的初始bit并产生包含CAN信号和在不同区域对应CAN信号的初始bit
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