用于汽车应用的功率和数据中心(PDC)的制作方法

文档序号:19636468发布日期:2020-01-07 12:04阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种汽车电气和电子系统,包括:

多个计算平台,所述多个计算平台一起耦合在环形网络中;

多个功率和数据中心pdc,耦合至所述环形网络,所述pdc各自包括至少一个传感器接口和至少一个数据接口,所述传感器接口被配置成用于从一个或多个传感器接收传感器数据,所述数据接口被配置成用于将所述传感器传送到所述环形网络中;以及

多个功率供给环,各自耦合至不同的功率源或源系统,所述多个功率供给环耦合至计算平台和pdc节点。

2.如权利要求1所述的系统,其中,所述环形网络是多环自愈网络。

3.如前述权利要求1-2中任一项所述的系统,其中,至少一个计算平台提供自主驾驶功能。

4.如前述权利要求1-3中任一项所述的系统,其中,在一个或多个壳体中,每个pdc节点包括所述至少一个数据接口、所述至少一个传感器接口、以及功率接口,所述功率接口向所述一个或多个传感器分配功率。

5.如前述权利要求1-4中任一项所述的系统,所述系统进一步包括:

与车辆的第一区域相关联的第一传感器集合和第一pdc;以及

与所述车辆的第二区域相关联的第二传感器集合和第二pdc,来自所述第二传感器集合的至少一个传感器耦合至第一pdc节点,并且来自所述第一传感器集合的至少一个传感器耦合至第二pdc节点。

6.如前述权利要求1-5中任一项所述的系统,其中,所述多个pdc中的至少一个pdc被配置成用于:

从至少一个传感器接收传感器数据;

对所述传感器数据进行压缩;以及

将经压缩的传感器数据传送至所述环形网络。

7.如前述权利要求1-6中任一项所述的系统,其中,所述多个pdc中的至少一个pdc被配置成用于:

从至少一个传感器接收经处理的传感器数据;以及

将所述经处理的传感器数据传送至所述环形网络。

8.如前述权利要求1-7中任一项所述的系统,其中,所述多个pdc中的至少一个pdc被配置成用于:

从两个或更多个传感器接收原始传感器数据;

处理所述原始传感器数据,以提供经融合的传感器数据;以及

将所述经融合的传感器数据传送至所述环形网络。

9.如前述权利要求1-8中任一项所述的系统,其中,所述多个pdc中的至少一个pdc包括耦合至一个或多个致动器的一个或多个控制器电路,所述一个或多个致动器被配置成用于提供单个车辆功能或多个车辆功能。

10.如前述权利要求1-9中任一项所述的系统,其中,所述多个pdc中的至少一个pdc通过两个或更多个冗余数据链路耦合至至少一个计算平台或另一pdc节点,其中,所述数据链路中的每个数据链路被配置成使用与由其他数据链路所使用的不同的协议或物理层。

11.如前述权利要求4-10中任一项所述的系统,其中,所述多个pdc中的至少一个pdc包括所述功率接口中的被配置成用于执行以下操作的电路:测量来自功率供给环的输入电压或输入电流或者去往功率供给环的输出电压或输出电流中的至少一者,以检测所述环形网络的至少部分中的功率故障。

12.如权利要求11所述的系统,其中,所述测量包括:测量所述输入电压或输入电流或者所述输出电压或输出电流中的至少一者的变化率。

13.如前述权利要求1-12中任一项所述的系统,其中,所述系统被配置成用于:根据检测到计算节点的故障,由切换电路使得数据在所述环形网络的相反方向上行进。

14.如前述权利要求1-13中任一项所述的系统,其中,所述系统被配置成用于:根据对计算节点的故障的检测,由所述多个pdc中的pdc使得所述pdc或所述一个或多个传感器减慢所述pdc或所述一个或多个传感器的相应的输出数据速率。

15.如前述权利要求1-14中任一项所述的系统,其中,所述系统被配置成用于:根据对计算节点的故障的检测,由所述至少一个计算平台使得所述车辆进入故障-安全模式。

16.如前述权利要求1-15中任一项所述的系统,其中,所述多个pdc中的pdc包括至少两个功率输入端,所述至少两个功率输入端能操作以连接在pdc节点之内并且响应于功率供给环或耦合至所述功率供给环的功率供给的故障而使所述至少两个功率输入端相对于彼此隔离。

17.如前述权利要求1-16中任一项所述的系统,其中,所述多个pdc中的所述至少一个pdc的传感器接口包括用于进行以下操作的电路或软件中的至少一者:使用两个或更多个物理层或协议接收并处理来自两个或更多个不同的传感器的原始的或经预处理的传感器数据。

18.如前述权利要求4-17中任一项所述的系统,其中,至少一个pdc节点的功率接口包括向耦合至所述pdc节点的至少一个传感器提供经稳定化且经过滤的电压供给的功率电路的至少部分。

19.一种方法,包括:

通过车辆中所包括的功率和数据中心pdc的功率接口向所述车辆的一个或多个传感器分配功率;

通过所述pdc的传感器接口从所述一个或多个传感器接收传感器数据;

通过所述pdc的输出端口将所述传感器数据传送到多环数据网络中,所述多环数据网络耦合至所述pdc并且耦合至至少一个计算平台;

由所述至少一个计算平台确定与所述车辆的自主驾驶相关联的至少一个操作,所述至少一个操作至少部分地基于所接收的传感器数据而被确定;以及

由所述至少一个计算平台使得所述车辆执行与所述车辆的自主驾驶相关联的所述至少一个操作。

20.如权利要求19所述的方法,其中,至少一个操作与所述车辆的自主驾驶相关联。

21.如权利要求19-20所述的方法,其中,存在至少两个传感器,所述方法进一步包括:

由所述pdc处理来自所述至少两个传感器的传感器数据,所述处理包括对所述传感器数据进行融合、变换或预处理。

22.如权利要求21所述的方法,其中,所述至少两个传感器包括相机和激光雷达,并且对所述传感器数据进行融合包括:基于由所述相机和所述激光雷达进行的对象检测而生成对象地图或列表。

23.如前述权利要求19-22中任一项所述的方法,进一步包括:

在将所述传感器数据传送到所述多环数据网络中之前,由所述pdc对所述传感器数据进行压缩。

24.如前述权利要求19-23中任一项所述的方法,进一步包括:

由所述pdc确定所述多环数据网络中的故障;以及

响应于对所述多环数据网络中的所述故障的所述确定,使得所述pdc中的电路对所述多环数据网络的部分进行重新配置,以创建绕过所述故障的数据路径。

25.如权利要求24所述的方法,其中,确定所述多环数据网络中的故障进一步包括:

确定pdc输入电压或输入电流或者输出电压或输出电流的变化率超出预定的阈值。

26.如前述权利要求19-25中任一项所述的方法,进一步包括:

由所述pdc确定耦合至所述pdc的第一功率环中的故障;以及

响应于对所述第一功率环中的故障的确定,使得所述pdc中的电路对所述pdc进行重新配置,以使用来自耦合至所述pdc的第二冗余功率环的功率。

27.如前述权利要求19-26中任一项所述的方法,进一步包括:

由所述pdc向所述一个或多个传感器分配经过滤的功率。

28.一种汽车数据路由网络,包括:

至少一个计算环,包括两个或更多个处理器;以及

至少一个传感器环,包括两个或更多个数据分配设备,每个数据分配设备耦合至至少一个传感器并且耦合至所述至少一个计算环,每个数据分配设备监视所述至少一个传感器环的至少一个片段的故障并且被配置成用于:根据由所述传感器环中的第一数据分配设备对第一故障的检测而将数据通信量重定向到所述传感器环中的第二数据分配设备,并且根据检测到所述计算环的至少一个片段的第二故障而将数据通信量从所述计算环中的第一处理器重定向到所述计算环中的第二处理器。

29.如权利要求28所述的汽车数据路由网络,其中,所述数据分配设备中的至少一个数据分配设备被配置成用于将未经处理的传感器数据传递至所述传感器环,或者对来自耦合至所述数据分配设备的两个或更多个传感器的传感器数据进行融合并将经融合的数据传送至所述传感器环。

30.如权利要求29所述的汽车数据路由网络,其中,所述两个或更多个传感器包括至少一个相机和一个激光雷达,并且对来自所述相机和所述激光雷达的传感器数据进行融合包括:基于由所述至少一个激光雷达和所述相机检测到的对象来创建对象地图或对象列表。

31.如权利要求29所述的汽车数据路由网络,其中,所述数据分配设备中的至少一个数据分配设备对来自所述至少一个传感器的传感器数据进行压缩。

32.如权利要求29所述的汽车数据路由网络,进一步包括:

功率环,包括两个或更多个数据分配设备以及两个或更多个功率供给,每个数据分配设备耦合至至少一个传感器并且耦合至所述计算环,每个数据分配设备被配置成用于:向所述至少一个传感器供给功率并且监视所述功率环的至少一个片段的故障,并且响应于由第一数据分配设备对所述功率环的第一故障的检测而将功率从第一功率供给重定向到第二功率供给。

33.一种用于汽车电气和电子e/e系统的功率和数据中心pdc,所述pdc包括:

传感器接口,包括冗余传感器数据端口;

数据网络接口,包括冗余网络数据端口;

处理器,耦合至所述传感器接口和所述数据网络接口,所述数据处理器被配置成用于:从所述冗余传感器数据端口接收传感器数据,处理所述传感器数据,并且在所述冗余网络数据端口上输出经处理的传感器数据;以及

功率开关,耦合至冗余网络功率供给轨、冗余传感器功率供给轨以及所述处理器,所述处理器被配置成使得所述功率开关断开第一网络功率供给轨并且连接第二网络功率供给轨。

34.如权利要求33所述的pdc,其中,所述处理器使得所述功率开关使所述第一网络功率供给轨和所述第二网络功率供给轨彼此电位隔离。

35.如前述权利要求33-34中任一项所述的pdc,其中,所述处理包括:对在所述冗余传感器数据端口处接收的传感器数据进行压缩。

36.如前述权利要求33-35中任一项所述的pdc,其中,所述处理包括:对在两对或更多对冗余传感器数据端口处接收的原始传感器数据进行融合。

37.如前述权利要求33-36中任一项所述的pdc,进一步包括第一开关、第二开关和第三开关,所述第一开关的输入端耦合至所述功率开关的输出端,所述第二开关的输入端耦合至所述第一开关的输出端,并且所述第二开关的输出端耦合至第一网络功率轨,所述第三开关的输入端耦合至所述第一开关的输出端,并且所述第三开关的输出端耦合至第二网络功率轨。

38.如前述权利要求33-37中任一项所述的pdc,其中,所述冗余网络数据端口支持两个或更多个不同的协议或物理层。

39.如前述权利要求33-38中任一项所述的pdc,其中,所述冗余传感器数据端口支持两个或更多个不同的协议或物理层。

40.一种汽车电气和电子系统,包括:

多个计算平台,所述多个计算平台一起耦合在环形网络中;

多个功率和数据中心pdc,耦合至所述环形网络,所述多个pdc各自包括至少一个传感器接口和至少一个数据接口,所述传感器接口被配置成用于从一个或多个传感器接收传感器数据,所述数据接口被配置成用于将所述传感器传送到所述环形网络中,其中,所述多个pdc中的至少一个pdc被配置成用于与至少一个计算平台建立透明数据链路;以及

多个功率供给环,各自耦合至不同的功率源或源系统,所述多个功率供给环耦合至所述多个计算平台和所述多个pdc。

41.如权利要求40所述的系统,其中,所述多个pdc中的至少一个pdc被配置成用于使用外围组件互连pcie开关来与至少一个计算平台建立透明数据链路。

42.一种用于部分或完全自主车辆的汽车电气和电子系统,所述系统包括:

传感器集合,用于感测所述车辆的操作环境;以及

自动化驾驶服务器,耦合至处于星状拓扑的所述传感器集合,所述自动化驾驶服务器被配置成用于执行用于在所述环境中对所述自主车辆进行操作的计算,所述自主驾驶服务器被配置成用于检测所述系统中的故障并用于为所述系统选择冗余级别,为所述系统选择冗余级别包括:选择所述星状拓扑中的所述传感器集合的子集以供在对所述车辆进行操作时使用。

43.一种方法,包括:

检测车辆的汽车电气和电子系统中的故障,所述系统包括以星状拓扑配置的多个传感器以及用于对所述车辆进行操作的自动化驾驶服务器;以及

根据对所述故障的检测,为所述系统选择冗余级别,所述选择包括:选择所述星状拓扑中的传感器的子集以供在对所述车辆进行操作时使用。

44.一种汽车电气和电子系统,包括:

第一功率和数据中心pdc,包括第一传感器接口和第一数据接口,所述第一传感器接口被配置成用于从一个或多个传感器接收传感器数据,所述第一数据接口被配置成用于传送所述传感器数据;

第一计算平台;以及

第一数据平台,其中:

所述第一pdc经由第一路径连接至所述第一计算平台,所述第一路径包括所述第一数据平台,

所述第一pdc经由第二路径连接至所述第一计算平台,所述第二路径不同于所述第一路径,所述第二路径不包括所述第一数据平台,并且

所述第一pdc的所述第一数据接口被配置成用于经由所述第一路径和所述第二路径将所述传感器数据传送至所述第一计算平台。

45.如权利要求44所述的系统,其中,所述第一路径、所述第二路径、所述第一pdc以及所述第一计算平台形成第一环形网络,所述第一环形网络被配置成用于传送所述传感器数据。

46.如权利要求44-45中任一项所述的系统,进一步包括:

第二pdc,其中,所述第二pdc被包括在所述第一路径或所述第二路径中。

47.如权利要求46所述的系统,进一步包括:

第一传感器,连接至所述第一pdc;以及

第二传感器,连接至所述第二pdc,

其中,从所述第一传感器到所述第一pdc的物理距离小于从所述第一传感器到所述第二pdc的物理距离,并且

其中,从所述第二传感器到所述第一pdc的物理距离小于从所述第二传感器到所述第二pdc的物理距离。

48.如权利要求46-47中任一项所述的系统,其中,所述第一pdc连接至第二pdc而不利用中间pdc或计算平台。

49.如权利要求46-48中任一项所述的系统,其中,所述第一计算平台被配置成用于:

根据判定了所述第一pdc正在起作用,经由所述第一pdc来接收功率;以及

根据判定了所述第一pdc不是正在起作用,经由所述第二pdc来接收功率。

50.如权利要求44-49中任一项所述的系统,其中,所述第一数据平台是第二计算平台,所述系统进一步包括第三计算平台,其中:

所述第一计算平台经由第三路径连接至所述第二计算平台,所述第三路径包括所述第三计算平台,并且

所述第一计算平台经由第四路径连接至所述第二计算平台,所述第四路径不同于所述第三路径,所述第四路径不包括所述第三计算平台。

51.如权利要求50所述的系统,其中,所述第三路径、所述第四路径、所述第一计算平台、所述第二计算平台、以及所述第三计算平台形成第二环形网络。

52.如权利要求50-51中任一项所述的系统,其中,所述第三路径不包括所述第一pdc,并且所述第四路径不包括所述第一pdc。

53.如权利要求44-52中任一项所述的系统,进一步包括:

第一功率供给环,包括所述第一pdc;以及

第一功率源,连接至所述第一功率供给环,

其中,所述第一计算设备耦合至所述第一功率供给环。

54.如权利要求53所述的系统,进一步包括:

第二功率源,耦合至所述第一功率供给环。

55.如权利要求54所述的系统,其中,所述第一pdc被配置成用于:

根据判定了所述第一功率源正在起作用,从所述第一功率源接收功率;以及

根据判定了所述第一功率源不是正在起作用,从所述第二功率源接收功率。

56.如权利要求54所述的系统,其中,所述第一计算平台被配置成用于:

根据判定了所述第一功率源正在起作用,从所述第一功率源接收功率;以及

根据判定了所述第一功率源不是正在起作用,从所述第二功率源接收功率。

57.一种用于车辆的汽车电气和电子系统,所述系统包括:

传感器环;

多个传感器,耦合至所述传感器环;

服务器环;

一个或多个计算平台,耦合至所述服务器环,所述一个或多个计算平台被配置成用于通过所述传感器环来控制所述车辆的移动功能;

多个功率和数据中心pdc,耦合至所述传感器环并被配置成用于聚合来自所述多个传感器中的一个或多个传感器的传感器数据;以及

网关,通过各个总线连接耦合至所述服务器环和所述多个pdc,所述网关被配置成用于基于通过所述各个总线连接中的一个或多个总线连接接收的传感器数据来控制所述车辆的车身控制功能。

58.如权利要求57所述的系统,其中,所述多个pdc中的至少一个pdc被配置成用于使用外围组件互连pcie开关来与至少一个计算平台建立透明数据链路。

59.如权利要求57所述的系统,其中,所述一个或多个计算平台被配置成用于实现:动态硬件分区层,用于共享用于安全相关的软件的硬件;中间件,用于从所述硬件抽象出安全相关的软件;以及管理程序,用于抽象其他软件和硬件。

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