專利名稱：使用Flexray全局時(shí)間的應(yīng)用s/w執(zhí)行的跨網(wǎng)絡(luò)同步的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總地涉及用于在車輛通信總線上實(shí)施應(yīng)用程序軟件的跨網(wǎng)絡(luò)同步的系統(tǒng)和方法，更特別地，涉及用于提供電子控制單元從基于域的時(shí)間分割到時(shí)間同步分割的跨網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)和遷移的系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)代汽車具有配置成控制不同車輛子系統(tǒng)(例如發(fā)動(dòng)機(jī)、變速器、氣囊、防抱死制動(dòng)、巡航控制、電動(dòng)轉(zhuǎn)向、音響系統(tǒng)、車窗、車門和車鏡調(diào)節(jié))的許多電子控制單元(ECU)。這些子系統(tǒng)的一部分是獨(dú)立的，而其它在車輛正常操作期間需要彼此交換數(shù)據(jù)。例如，發(fā)動(dòng)機(jī)需要告訴變速器發(fā)動(dòng)機(jī)速度是多少，變速器需要告訴其它模塊何時(shí)發(fā)生換檔。這需要快速可靠的數(shù)據(jù)交換，導(dǎo)致車輛總線的發(fā)展，該車輛總線是一種使用標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議互連車內(nèi)組件的 專用內(nèi)部通信網(wǎng)絡(luò)。第一種廣泛建立的車輛總線協(xié)議之一是控制器局域網(wǎng)絡(luò)(CAN或CAN總線)，其為設(shè)計(jì)成允許車輛內(nèi)的微控制器和裝置彼此通信的一種多控制廣播串行總線標(biāo)準(zhǔn)。CAN總線上的每個(gè)節(jié)點(diǎn)(即，ECU)都能夠收發(fā)信息，但是并不同時(shí)。信息主要包括表示信息優(yōu)先級(jí)的ID，并連續(xù)地發(fā)送到總線上。這種機(jī)構(gòu)稱為基于優(yōu)先級(jí)的總線仲裁。具有較小數(shù)值ID值的信息具有較高的優(yōu)先級(jí)，且先被發(fā)送。由于速度限制，通過CAN網(wǎng)絡(luò)連接的裝置通常為傳感器、致動(dòng)器和其它控制裝置。這些裝置并不直接連接到總線，而是通過主處理器和/或CAN控制器。盡管非常可靠和強(qiáng)健，但是CAN總線是事件觸發(fā)式協(xié)議，不能良好地適用于需要同步和更高速度性能的應(yīng)用。解決許多這些缺點(diǎn)是更新的FlexRay標(biāo)準(zhǔn)，其是一種時(shí)間觸發(fā)協(xié)議，為以可預(yù)測(cè)時(shí)幀(精確至微秒)到達(dá)的確定性數(shù)據(jù)提供了選擇，并準(zhǔn)備類似于CAN的動(dòng)態(tài)事件驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)，以解決各種各樣的幀。FlexRay通過為靜態(tài)和動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)提供預(yù)定空間的預(yù)定通信循環(huán)實(shí)現(xiàn)這種核心靜態(tài)幀與動(dòng)態(tài)幀的混合。當(dāng)CAN節(jié)點(diǎn)僅需要知道要通信的正確波特率時(shí)，F(xiàn)lexRay網(wǎng)絡(luò)上的節(jié)點(diǎn)必須知道如何配置網(wǎng)絡(luò)的所有部分，以便通信。如同所有多點(diǎn)總線一樣，每次只有一個(gè)節(jié)點(diǎn)可向總線電寫數(shù)據(jù)。如果兩個(gè)節(jié)點(diǎn)試圖同時(shí)寫，那么總線上發(fā)生競爭，數(shù)據(jù)變得惡化。存在許多用來防止總線上競爭的方案。如上所述，CAN利用一種仲裁方案，如果看到在總線上發(fā)送的信息具有更高的優(yōu)先級(jí)，那么節(jié)點(diǎn)會(huì)讓步于其它節(jié)點(diǎn)。盡管這種技術(shù)靈活且易于擴(kuò)展，但是該技術(shù)不允許很高的數(shù)據(jù)率，無法保證數(shù)據(jù)的及時(shí)輸送。另一方面，F(xiàn)lexRay通過時(shí)分多址(TDMA)方案管理多個(gè)節(jié)點(diǎn)。每個(gè)FlexRay節(jié)點(diǎn)被同步成相同的時(shí)鐘，并且每個(gè)節(jié)點(diǎn)都等到輪到它時(shí)在總線上寫。因?yàn)樵赥DMA方案中時(shí)間是一致的，所以RlexRay能夠保證到網(wǎng)絡(luò)上節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)傳輸?shù)拇_定和一致。這為信賴于節(jié)點(diǎn)之間最新數(shù)據(jù)的系統(tǒng)提供了許多優(yōu)點(diǎn)。通信總線上的所有裝置通常包括具有計(jì)數(shù)器和振蕩器的內(nèi)部本地時(shí)鐘。振蕩器周期性地產(chǎn)生使計(jì)數(shù)器增加的事件，稱為微拍(microtick)。計(jì)數(shù)器可通過調(diào)節(jié)值來修改，以增大或減小本地時(shí)鐘的速度。在時(shí)間觸發(fā)系統(tǒng)中，例如FlexRay，從建立在所有網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間的同步的全局時(shí)間概念得到動(dòng)作(例如，信息、指令信號(hào))。時(shí)間概念的特征在于使用微拍和宏拍，其中微拍對(duì)應(yīng)于本地振蕩器節(jié)拍，宏拍表示用來觸發(fā)動(dòng)作的全局時(shí)間概念。每個(gè)節(jié)點(diǎn)都通過選擇多個(gè)微拍來產(chǎn)生宏拍，并通過根據(jù)由時(shí)鐘同步算法同期性地傳送的時(shí)鐘狀態(tài)修正項(xiàng)動(dòng)態(tài)地增加或減小每宏拍的微拍數(shù)量來同步其宏拍。網(wǎng)絡(luò)上的所有節(jié)點(diǎn)都將它們的本地時(shí)鐘調(diào)節(jié)在全局時(shí)間中的相同點(diǎn)。內(nèi)部同步全局時(shí)間以宏拍為單位進(jìn)行，其計(jì)數(shù)器表示節(jié)點(diǎn)視角的全局時(shí)間。FlexRay提供適合用于先進(jìn)控制應(yīng)用的確定性、容錯(cuò)、高速總線系統(tǒng)。另一方面，CAN總線提供了適于大多數(shù)其它車輛控制系統(tǒng)的可靠的、強(qiáng)健且低成本的選擇。由于現(xiàn)有車輛中與CAN總線相關(guān)的廣泛實(shí)施和顯著遺留成本，F(xiàn)lexRay網(wǎng)絡(luò)不可能很快取代CAN系統(tǒng)。為了最優(yōu)化成本和降低過渡的困難，今后生產(chǎn)的汽車可能包含用于高端應(yīng)用的FlexRay和用于主流動(dòng)力系通信的CAN，使得FlexRay與CAN共存于車輛總線上。下述系統(tǒng)和方法被努力開發(fā)成優(yōu)化多種車輛總線協(xié)議的共存，特別地，實(shí)現(xiàn)ECU從基于域的分割到時(shí)間同步分割的跨網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)和遷移
發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)，公開了一種用于實(shí)施車輛總線上節(jié)點(diǎn)的跨網(wǎng)絡(luò)同步的系統(tǒng)和方法。所述方法包括從第一網(wǎng)絡(luò)周期性地取樣時(shí)間概念、從所述第一網(wǎng)絡(luò)向第二網(wǎng)絡(luò)上的節(jié)點(diǎn)發(fā)送包括所述時(shí)間概念的信息、并基于所述信息中的時(shí)間概念更新所述第二網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)上的本地時(shí)鐘。本發(fā)明提供下列技術(shù)方案。技術(shù)方案I :一種用于實(shí)施車輛總線上節(jié)點(diǎn)的跨網(wǎng)絡(luò)同步的方法，所述方法包括 從第一網(wǎng)絡(luò)周期性地取樣時(shí)間概念，其中所述第一網(wǎng)絡(luò)包括多個(gè)通信鏈路，每個(gè)鏈路
都具有至少一個(gè)節(jié)點(diǎn)；
從所述第一網(wǎng)絡(luò)向第二網(wǎng)絡(luò)發(fā)送包括所述時(shí)間概念的信息，其中所述第二網(wǎng)絡(luò)包括多個(gè)通信鏈路，每個(gè)鏈路都具有至少一個(gè)節(jié)點(diǎn)；以及
基于所述信息中的時(shí)間概念更新所述第二網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)上的至少一個(gè)節(jié)點(diǎn)上的本地時(shí)鐘。技術(shù)方案2 :如技術(shù)方案I的方法，其中所述第一網(wǎng)絡(luò)為FlexRay網(wǎng)絡(luò)，所述第二網(wǎng)絡(luò)為CAN網(wǎng)絡(luò)，其中所述FlexRay網(wǎng)絡(luò)的每個(gè)節(jié)點(diǎn)都具有FlexRay時(shí)間概念。技術(shù)方案3 :如技術(shù)方案I的方法，其中所述信息為全系統(tǒng)同步的時(shí)間信息。技術(shù)方案4 :如技術(shù)方案I的方法，其中所述信息配置成使所述第二網(wǎng)絡(luò)上的不同鏈路的節(jié)點(diǎn)同步。技術(shù)方案5 :如技術(shù)方案I的方法，其中所述第一和第二網(wǎng)絡(luò)每個(gè)都包括多個(gè)節(jié)點(diǎn)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)包括電子控制單元。技術(shù)方案6 :如技術(shù)方案I的方法,其中所述第一網(wǎng)絡(luò)為FlexRay網(wǎng)絡(luò)且包括至少一個(gè)網(wǎng)關(guān)電子控制單元，該網(wǎng)關(guān)電子控制單元具有配置成產(chǎn)生全系統(tǒng)同步的時(shí)間信息的至少一個(gè)微處理器。技術(shù)方案7 :如技術(shù)方案6的方法，其中所述第二網(wǎng)絡(luò)為CAN網(wǎng)絡(luò)。技術(shù)方案8 :如技術(shù)方案I的方法，還包括根據(jù)所述時(shí)間概念協(xié)調(diào)所述第二網(wǎng)絡(luò)上的動(dòng)作。
技術(shù)方案9 :如技術(shù)方案I的方法，其中所述時(shí)間概念包括補(bǔ)償與發(fā)送所述信息至所述第二網(wǎng)絡(luò)有關(guān)的延遲的時(shí)間偏移。技術(shù)方案10 :如技術(shù)方案9的方法，其中所述延遲為基于從所述第二網(wǎng)絡(luò)接收的接收確認(rèn)信息計(jì)算的平均延遲。技術(shù)方案11 :如技術(shù)方案10的方法，還包括在接收到所述確認(rèn)信息時(shí)更新所述平均延遲計(jì)算。技術(shù)方案12 :—種用于實(shí)施車輛總線上節(jié)點(diǎn)的跨網(wǎng)絡(luò)同步的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括非臨時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，該介質(zhì)具有存儲(chǔ)在其上的可執(zhí)行程序，其中所述程序指示控制器進(jìn)行以下動(dòng)作
從第一網(wǎng)絡(luò)周期性地取樣時(shí)間概念，其中所述第一網(wǎng)絡(luò)包括多個(gè)通信鏈路，每個(gè)鏈路都具有至少一個(gè)節(jié)點(diǎn)； 從所述第一網(wǎng)絡(luò)向第二網(wǎng)絡(luò)發(fā)送包括所述時(shí)間概念的信息，其中所述第二網(wǎng)絡(luò)包括多個(gè)通信鏈路，每個(gè)鏈路都具有至少一個(gè)節(jié)點(diǎn)；以及
基于所述信息中的時(shí)間概念更新所述第二網(wǎng)絡(luò)上的至少一個(gè)節(jié)點(diǎn)上的本地時(shí)鐘。技術(shù)方案13 :如技術(shù)方案12的系統(tǒng)，其中所述第一網(wǎng)絡(luò)為具有FlexRay時(shí)間概念的FlexRay網(wǎng)絡(luò)，所述第二網(wǎng)絡(luò)為CAN網(wǎng)絡(luò)。技術(shù)方案14 :如技術(shù)方案12的系統(tǒng)，其中所述信息為全系統(tǒng)同步時(shí)間信息，包括FlexRay時(shí)間概念加上時(shí)間偏移，以補(bǔ)償與發(fā)送所述信息至所述第二網(wǎng)絡(luò)相關(guān)的延遲。技術(shù)方案15 :如技術(shù)方案13的系統(tǒng)，其中所述FlexRay網(wǎng)絡(luò)包括第一網(wǎng)關(guān)電子控制單元和第二網(wǎng)關(guān)電子控制單元，其中所述第一網(wǎng)關(guān)電子控制單元將所述FlexRay網(wǎng)絡(luò)連接至第一 CAN網(wǎng)絡(luò)鏈路，所述第二網(wǎng)關(guān)電子控制單元將所述FlexRay網(wǎng)絡(luò)連接至第二 CAN網(wǎng)絡(luò)鏈路，使得連接至所述第一 CAN網(wǎng)絡(luò)鏈路的裝置和連接至所述第二 CAN網(wǎng)絡(luò)鏈路的裝置通過至所述FlexRay網(wǎng)絡(luò)的連接同步至所述FlexRay時(shí)間概念。技術(shù)方案16 :如技術(shù)方案13的系統(tǒng)，其中所述Can網(wǎng)絡(luò)上的至少一個(gè)鏈路級(jí)聯(lián)，使得具有主CAN總線和副CAN總線，其中在所述主CAN總線上發(fā)送的信息用于將時(shí)間概念同步至所述副CAN總線上的節(jié)點(diǎn)。技術(shù)方案17 :如技術(shù)方案12的系統(tǒng)，其中所述信息為全系統(tǒng)同步時(shí)間信息，其中所述時(shí)間概念為全局時(shí)間概念，其與所述第二網(wǎng)絡(luò)上的多個(gè)鏈路同步，使得所述第二網(wǎng)絡(luò)上的動(dòng)作根據(jù)所述全局時(shí)間概念來調(diào)度。技術(shù)方案18 :—種用于實(shí)施車輛總線上節(jié)點(diǎn)的跨網(wǎng)絡(luò)同步的方法，其中所述車輛總線上的一個(gè)或多個(gè)計(jì)算裝置連接至存儲(chǔ)器，并編程成執(zhí)行指令，以便
從FlexRay網(wǎng)絡(luò)上的至少一個(gè)節(jié)點(diǎn)周期性地取回FlexRay時(shí)間概念；
產(chǎn)生包括全局時(shí)間概念的全系統(tǒng)時(shí)間同步信息；
發(fā)送所述信息至CAN網(wǎng)絡(luò)上的至少一個(gè)節(jié)點(diǎn)；以及
將至少一個(gè)CAN網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)上的本地時(shí)間設(shè)定為所述全局時(shí)間概念。技術(shù)方案19 :如技術(shù)方案18的方法，其中所述時(shí)間同步信息中的全局時(shí)間概念包括所述FlexRay時(shí)間概念加上使用時(shí)間過濾算法計(jì)算來預(yù)測(cè)通信協(xié)議棧延遲的平均延遲時(shí)間。技術(shù)方案20 :如技術(shù)方案19的方法，其中根據(jù)所述全局時(shí)間概念調(diào)度所述CAN網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)或多個(gè)鏈路上的任務(wù)。結(jié)合附圖，從下面的描述和所附權(quán)利要求可清楚本發(fā)明的其它特征。


參考附圖，現(xiàn)在通過實(shí)例描述本實(shí)施例，其中
圖I示出了根據(jù)實(shí)施例的示例性網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)；
圖2示出了根據(jù)圖I中系統(tǒng)的時(shí)間同步信息的示例性實(shí)施方案；以及 圖3示出了用于根據(jù)實(shí)施例的時(shí)間同步的示例性系統(tǒng)模型。
具體實(shí)施例方式下面對(duì)涉及在車輛通信總線上實(shí)施應(yīng)用軟件的跨網(wǎng)絡(luò)同步的系統(tǒng)和方法的本發(fā)明實(shí)施例的描述實(shí)質(zhì)上僅僅是示例性的，不意欲以任何方式限制本發(fā)明或其應(yīng)用或使用。提供了用來以CAN協(xié)議基本能力不可能的方式同步CAN鏈路上的節(jié)點(diǎn)的行為的系統(tǒng)和方法。本文所述系統(tǒng)和方法配置成實(shí)施連接至FlexRay網(wǎng)絡(luò)的跨節(jié)點(diǎn)全局時(shí)間概念。如上所述，F(xiàn)lexRay上的所有裝置具有隨著FlexRay周期進(jìn)展的時(shí)鐘的概念,所述FlexRay周期逐步上升然后再次開始。因此，F(xiàn)lexRay網(wǎng)絡(luò)上的所有節(jié)點(diǎn)都具有有關(guān)網(wǎng)絡(luò)宣稱是時(shí)間的概念，并且能基于該時(shí)間全局地協(xié)調(diào)活動(dòng)而不是僅協(xié)調(diào)特定本地節(jié)點(diǎn)。圖I示出了示例性網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)10，該網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)包括網(wǎng)關(guān)電子控制單元(E⑶)12，其具有本地內(nèi)部時(shí)鐘14、以及通過數(shù)據(jù)鏈路20與第二微控制器18通信的第一微控制器16。數(shù)據(jù)鏈路20可為在第一和第二微控制器之間提供連接和數(shù)據(jù)通信的任意適當(dāng)鏈路。在一個(gè)實(shí)例中，數(shù)據(jù)鏈路20為串行外圍接口(SPI)或通用異步收發(fā)器(UART)。在另一實(shí)施例中，數(shù)據(jù)鏈路20可為配置成連接第一和第二微控制器的一組通用輸入/輸出引線布置。這些引線可都為第一微控制器的輸出口，并連接至第二微控制器上的輸入口。換句話說，第一引線可配置成根據(jù)由FlexRay時(shí)間得到的相互約定的周期性間隔(即，第一微控制器與第二微控制器之間)來觸發(fā)。第二引線可配置成在時(shí)間同步(得自FlexRay時(shí)間)重置為零時(shí)指示得自FlexRay時(shí)間的計(jì)時(shí)器的翻轉(zhuǎn)。第一微控制器16電連接至多個(gè)網(wǎng)絡(luò)，包括，但不限于，F(xiàn)lexRay網(wǎng)絡(luò)鏈路22、第一控制器局域網(wǎng)(CAN)網(wǎng)絡(luò)鏈路24和第二 CAN網(wǎng)絡(luò)鏈路26。根據(jù)圖I中所示實(shí)施例，F(xiàn)lexRay網(wǎng)絡(luò)鏈路22包括FlexRay ECU 22a，第一 CAN鏈路24包括兩個(gè)ECU 24a、24b，第二 CAN鏈路26包括另兩個(gè)E⑶26a、26b。網(wǎng)關(guān)E⑶12中的第二微控制器18連接至具有兩個(gè)E⑶28a、28b的第三CAN網(wǎng)絡(luò)鏈路28。本領(lǐng)域的技術(shù)人員會(huì)理解，圖I中所示構(gòu)造僅僅是示例性的，ECU的具體數(shù)目和電連接可變化。具體地，盡管圖I中通信系統(tǒng)10只示出了與網(wǎng)關(guān)12相連的一個(gè)FlexRay鏈路24和外部連接至FlexRay網(wǎng)絡(luò)24的一個(gè)ECU 24a，但是可具有任意數(shù)量的ECU或其它網(wǎng)關(guān)。另外，網(wǎng)絡(luò)還配備有連接至任意數(shù)量的微處理器、CAN鏈路和E⑶的多個(gè)網(wǎng)關(guān)。例如，在另一示例性實(shí)施例中，系統(tǒng)10可包括兩個(gè)或多個(gè)網(wǎng)關(guān)，使得一個(gè)網(wǎng)關(guān)將FlexRay連接至第一 CAN網(wǎng)絡(luò)鏈路，而另一網(wǎng)關(guān)將FlexRay連接至第二 CAN網(wǎng)絡(luò)鏈路。在該結(jié)構(gòu)中，因?yàn)镕lexRay時(shí)間同步了兩個(gè)網(wǎng)關(guān)的操作，所以在第一和第二 CAN網(wǎng)絡(luò)鏈路之間獲得同步。換句話說，連接至兩個(gè)或多個(gè)分開的CAN鏈路的裝置可通過到兩個(gè)或多個(gè)不同網(wǎng)關(guān)的連接被同步，只要所述網(wǎng)關(guān)連接至FlexRay網(wǎng)絡(luò)鏈路即可。
根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，F(xiàn)lexRay協(xié)議的時(shí)間同步特性被轉(zhuǎn)換為CAN信息26，該信息配置成實(shí)現(xiàn)FlexRay和CAN兩者中的軟件功能之間以及具有相同域或跨域的多個(gè)CAN E⑶之間的軟件執(zhí)行的同步，只要它們共享連接至FlexRay集群的E⑶即可。換句話說，CAN上的高優(yōu)先級(jí)(即，低數(shù)值CAN-ID)周期性信息26通過網(wǎng)關(guān)E⑶12發(fā)送，以允許CAN網(wǎng)絡(luò)上軟件的時(shí)間和執(zhí)行的同步。各基于CAN的ECU使用已有的微控制器計(jì)時(shí)器作為計(jì)數(shù)器(即，本地時(shí)鐘)，并基于通過CAN接收的FlexRay全局時(shí)間數(shù)據(jù)對(duì)當(dāng)前時(shí)間概念進(jìn)行調(diào)整。僅CAN的ECU接收周期性CAN信息26，并同步其本地時(shí)間概念，并進(jìn)一步對(duì)時(shí)間進(jìn)行插值,直到下一CAN信息到達(dá)為止。圖2示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的時(shí)間同步信息的示例性實(shí)施方案，其中網(wǎng)關(guān)ECU12聯(lián)接至FlexRay鏈路24和CAN鏈路，例如圖I中的第一 CAN鏈路24。如上所述，每個(gè)FlexRay節(jié)點(diǎn)都保持全局FlexRay時(shí)間，其通常是基于來自連接至FlexRay網(wǎng)絡(luò)的各FlexRay節(jié)點(diǎn)的時(shí)間概念的計(jì)算平均值。根據(jù)實(shí)施例，網(wǎng)關(guān)E⑶12從網(wǎng)關(guān)E⑶12本地的FlexRay通信棧(例如，F(xiàn)lexRay驅(qū)動(dòng)器)周期性地取樣(如，每50毫秒使用計(jì)時(shí)器任務(wù)取回)FlexRay時(shí)間。然后FlexRay全局時(shí)間作為CAN信號(hào)被傳送至CAN驅(qū)動(dòng)器，其中該信號(hào) (即，信息)包括為要被CAN總線接收的信息補(bǔ)償預(yù)測(cè)時(shí)間延遲的時(shí)間調(diào)整。該時(shí)間延遲可 稱為前看時(shí)間，其合并了因CAN通信棧產(chǎn)生的時(shí)間偏移和與時(shí)間同步信息相關(guān)的總線仲裁延遲。該時(shí)間延遲實(shí)質(zhì)上為基于信息發(fā)送至CAN的時(shí)間和確認(rèn)該信息被CAN接收的時(shí)間計(jì)算的實(shí)際時(shí)間延遲的運(yùn)行平均(running average)。參考圖2中所示框圖，用于在網(wǎng)關(guān)E⑶12產(chǎn)生全系統(tǒng)同步的時(shí)間信息的程序包括，在步驟30，從FlexRay通信棧32取回FlexRay全局時(shí)間(FGT)，并產(chǎn)生包括FlexRay全局時(shí)間加上稱為前看時(shí)間的時(shí)間偏移(TimeUT)的信息26。在一個(gè)實(shí)施例中，前看時(shí)間偏移使用時(shí)間過濾算法來計(jì)算，以預(yù)測(cè)通信協(xié)議棧延遲。例如，所述延遲(dTXi)可等于在總線的發(fā)送時(shí)間減去在源處的產(chǎn)生時(shí)間。因此，平均預(yù)計(jì)時(shí)間延遲等于累計(jì)延遲(dTXi)的和除以延遲數(shù)。在步驟34，信息確認(rèn)接收通過網(wǎng)關(guān)E⑶12從CAN E⑶(例如，24a)接收。從信息確認(rèn)接收得到的發(fā)送時(shí)間用于計(jì)算發(fā)送延遲時(shí)間，該時(shí)間然后在步驟36用于計(jì)算上述平均延遲時(shí)間。在步驟38,在CAN E⑶24a中，計(jì)時(shí)器任務(wù)通過基于全局時(shí)間的積分計(jì)算當(dāng)前全局時(shí)間而周期性地更新(例如，2毫秒)本地時(shí)鐘，在CAN總線上所發(fā)送的同步時(shí)間信息中接收并從CAN通信棧40取回該全局時(shí)間。然后CAN E⑶上的本地時(shí)鐘根據(jù)FlexRay網(wǎng)絡(luò)設(shè)定為全局時(shí)間概念。在步驟42，該循環(huán)被周期性地重復(fù)，使得CAN ECU能夠基于全局時(shí)間概念和CAN接收的時(shí)間標(biāo)記事件來協(xié)調(diào)事件的致動(dòng)。本領(lǐng)域的技術(shù)人員會(huì)理解，圖I和2中所提供的具體系統(tǒng)配置僅僅是示例性的，CAN和FlexRay裝置的許多其它配置和組合也落在本發(fā)明的范圍內(nèi)。具體地，本文所述系統(tǒng)和方法提供了使連接至兩個(gè)不同CAN通信總線(例如，總線24、26和E⑶24a、26a)或連接至相同CAN通信總線(例如，24a、24b)的E⑶同步的能力，如果它們連接至與FlexRay通信總線連接的網(wǎng)關(guān)模塊。FlexRay全局時(shí)間信息26可由網(wǎng)關(guān)模塊產(chǎn)生，并被發(fā)送至兩個(gè)不同CAN總線。換句話說，ECU 22a和24a能夠使用共同的時(shí)間概念來執(zhí)行同步的致動(dòng)、感測(cè)或控制。在另一實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)CAN總線可級(jí)聯(lián)，使得具有主CAN總線和副CAN總線。因此，傳遞至主CAN總線的信息26可用于將時(shí)間概念同步至副CAN總線上的節(jié)點(diǎn)。
圖3示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的示例性系統(tǒng)模型。在該實(shí)例中，網(wǎng)關(guān)ECU 12連接至具有第一 E⑶44a和第二 E⑶44b的第一 CAN鏈路44、和具有第三E⑶46a和第四E⑶46b的第二 CAN鏈路46。為示出性目的，該例中的網(wǎng)關(guān)ECU 12可用于控制車輛轉(zhuǎn)向和穩(wěn)定性，使得CAN鏈路44上的E⑶44a和44b用于控制各前車輪，而CAN鏈路46上的E⑶46a和46b用于控制各后車輪。網(wǎng)關(guān)E⑶12還通過FlexRay總線50連接至E⑶48，提供到FlexRay全局時(shí)間的訪問。通過上面參考圖I和2描述的周期性全系統(tǒng)同步時(shí)間信息26，可根據(jù)全局時(shí)間協(xié)調(diào)各車輪的指令的執(zhí)行。在裝置的任意組合之間可發(fā)生動(dòng)作或指令的執(zhí)行，包括FlexRay與CAN裝置之間或獨(dú)立CAN裝置之間。例如，虛線54表示FlexRay E⑶48與CAN E⑶44a之間的同步執(zhí)行。類似地，虛線56表示獨(dú)立CAN E⑶44a、44b和46a之間的同步執(zhí)行。本文所述系統(tǒng)可實(shí)施在通常包括應(yīng)用程序的一個(gè)或多個(gè)適當(dāng)計(jì)算裝置中，應(yīng)用程序可為有形地表現(xiàn)為計(jì)算裝置內(nèi)計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上的一組計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令的軟件應(yīng)用程序。計(jì)算裝置可為許多計(jì)算裝置中的任意一種，例如個(gè)人計(jì)算機(jī)、處理器、手持計(jì)算裝置
坐 寸o計(jì)算裝置通常每個(gè)都包括可由一個(gè)或多個(gè)裝置(如上面所列)執(zhí)行的指令。計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令可為從使用多種編程語言和/或技術(shù)(包括，但不限于，Java ，C，C++，Visual Basic, Java Script, Perl等,或僅一種或組合)產(chǎn)生的計(jì)算機(jī)程序匯編或編譯的。通常，處理器(例如，微處理器)接收指令，例如從存儲(chǔ)器、計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)等，并執(zhí)行這些指令，從而執(zhí)行一個(gè)或多個(gè)程序，包括本文所述一個(gè)或多個(gè)程序。這類指令和其它數(shù)據(jù)可使用許多已知計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)存儲(chǔ)和傳遞。計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)包括參與提供數(shù)據(jù)(例如指令)的任意介質(zhì)，可由計(jì)算裝置如計(jì)算機(jī)讀取。非易失性介質(zhì)包括例如光盤或磁盤及其它永久性存儲(chǔ)器。易失性介質(zhì)包括動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(DRAM)，其通常構(gòu)成主存儲(chǔ)器。計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)的通常形式包括計(jì)算機(jī)可讀取的任意介質(zhì)。應(yīng)當(dāng)理解，上面的描述意欲為示例性的，不是限制性的。通過閱讀上面的描述，除了提供的實(shí)例，許多替代方法或應(yīng)用對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員是顯而易見的。本發(fā)明的范圍不應(yīng)當(dāng)根據(jù)上面的描述來確定，而應(yīng)當(dāng)根據(jù)所附權(quán)利要求連同該權(quán)利要求所屬全部等效物來確定。可以預(yù)期和想到，在本文所述領(lǐng)域會(huì)出現(xiàn)進(jìn)一步的研發(fā)，所公開的系統(tǒng)和方法會(huì)被包含進(jìn)這些進(jìn)一步實(shí)例中?？傊?，應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明能夠修改和變型，且僅由所附權(quán)利要求來限制。本發(fā)明實(shí)施例已經(jīng)被特別地圖示和描述，其僅僅是最佳模式的說明。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，無需脫離本發(fā)明的實(shí)質(zhì)和范圍，在實(shí)施所述權(quán)利要求中可利用本文所述實(shí)施例的各種替代方法，從而覆蓋了這些權(quán)利要求及其等效物范圍內(nèi)的方法和系統(tǒng)。該說明書應(yīng)當(dāng)理解成包括本文所述元件的所有新型和非顯而易見組合，權(quán)利要求存在于該這些元件的任意新型或非顯而易見組合的該申請(qǐng)或后期申請(qǐng)中。此外，前面的實(shí)施例是示例性的，沒有一個(gè)特征或元件是所有可能在該申請(qǐng)或后期申請(qǐng)中所要求的組合必不可少的。如本領(lǐng)域技術(shù)人員所理解的，權(quán)利要求中所用的所有術(shù)語意欲給其最廣義的合理解釋和它們的普通含義，除非本文進(jìn)行了相反的明確指示。特別地，單數(shù)冠詞的使用如“一”、“一種”、“所述”等應(yīng)當(dāng)被認(rèn)為表示所示元件的一個(gè)或多個(gè)，除非權(quán)利要求明確表示相反的限制 。
權(quán)利要求
1.一種用于實(shí)施車輛總線上節(jié)點(diǎn)的跨網(wǎng)絡(luò)同步的方法，所述方法包括 從第一網(wǎng)絡(luò)周期性地取樣時(shí)間概念，其中所述第一網(wǎng)絡(luò)包括多個(gè)通信鏈路，每個(gè)鏈路都具有至少一個(gè)節(jié)點(diǎn)； 從所述第一網(wǎng)絡(luò)向第二網(wǎng)絡(luò)發(fā)送包括所述時(shí)間概念的信息，其中所述第二網(wǎng)絡(luò)包括多個(gè)通信鏈路，每個(gè)鏈路都具有至少一個(gè)節(jié)點(diǎn)；以及 基于所述信息中的時(shí)間概念更新所述第二網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)上的至少一個(gè)節(jié)點(diǎn)上的本地時(shí)鐘。
2.如權(quán)利要求I的方法,其中所述第一網(wǎng)絡(luò)為FlexRay網(wǎng)絡(luò)，所述第二網(wǎng)絡(luò)為CAN網(wǎng)絡(luò)，其中所述FlexRay網(wǎng)絡(luò)的每個(gè)節(jié)點(diǎn)都具有FlexRay時(shí)間概念。
3.如權(quán)利要求I的方法，其中所述信息為全系統(tǒng)同步的時(shí)間信息。
4.如權(quán)利要求I的方法，其中所述信息配置成使所述第二網(wǎng)絡(luò)上的不同鏈路的節(jié)點(diǎn)同步。
5.如權(quán)利要求I的方法，其中所述第一和第二網(wǎng)絡(luò)每個(gè)都包括多個(gè)節(jié)點(diǎn)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)包括電子控制單元。
6.如權(quán)利要求I的方法，其中所述第一網(wǎng)絡(luò)為FlexRay網(wǎng)絡(luò)且包括至少一個(gè)網(wǎng)關(guān)電子控制單元，該網(wǎng)關(guān)電子控制單元具有配置成產(chǎn)生全系統(tǒng)同步的時(shí)間信息的至少一個(gè)微處理器。
7.如權(quán)利要求6的方法，其中所述第二網(wǎng)絡(luò)為CAN網(wǎng)絡(luò)。
8.如權(quán)利要求I的方法，還包括根據(jù)所述時(shí)間概念協(xié)調(diào)所述第二網(wǎng)絡(luò)上的動(dòng)作。
9.一種用于實(shí)施車輛總線上節(jié)點(diǎn)的跨網(wǎng)絡(luò)同步的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括非臨時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，該介質(zhì)具有存儲(chǔ)在其上的可執(zhí)行程序，其中所述程序指示控制器進(jìn)行以下動(dòng)作 從第一網(wǎng)絡(luò)周期性地取樣時(shí)間概念，其中所述第一網(wǎng)絡(luò)包括多個(gè)通信鏈路，每個(gè)鏈路都具有至少一個(gè)節(jié)點(diǎn)； 從所述第一網(wǎng)絡(luò)向第二網(wǎng)絡(luò)發(fā)送包括所述時(shí)間概念的信息，其中所述第二網(wǎng)絡(luò)包括多個(gè)通信鏈路，每個(gè)鏈路都具有至少一個(gè)節(jié)點(diǎn)；以及 基于所述信息中的時(shí)間概念更新所述第二網(wǎng)絡(luò)上的至少一個(gè)節(jié)點(diǎn)上的本地時(shí)鐘。
10.一種用于實(shí)施車輛總線上節(jié)點(diǎn)的跨網(wǎng)絡(luò)同步的方法，其中所述車輛總線上的一個(gè)或多個(gè)計(jì)算裝置連接至存儲(chǔ)器，并編程成執(zhí)行指令，以便 從FlexRay網(wǎng)絡(luò)上的至少一個(gè)節(jié)點(diǎn)周期性地取回FlexRay時(shí)間概念； 產(chǎn)生包括全局時(shí)間概念的全系統(tǒng)時(shí)間同步信息； 發(fā)送所述信息至CAN網(wǎng)絡(luò)上的至少一個(gè)節(jié)點(diǎn)；以及 將至少一個(gè)CAN網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)上的本地時(shí)間設(shè)定為所述全局時(shí)間概念。
全文摘要
本發(fā)明涉及使用Flexray全局時(shí)間的應(yīng)用s/w執(zhí)行的跨網(wǎng)絡(luò)同步。一種用于實(shí)施車輛總線上節(jié)點(diǎn)的跨網(wǎng)絡(luò)同步的系統(tǒng)和方法，包括從第一網(wǎng)絡(luò)周期性地取樣時(shí)間概念、從所述第一網(wǎng)絡(luò)向第二網(wǎng)絡(luò)上的節(jié)點(diǎn)發(fā)送包括所述時(shí)間概念的信息、并基于所述信息中的時(shí)間概念更新所述第二網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)上的本地時(shí)鐘。
文檔編號(hào)H04L12/40GK102761385SQ201210127638
公開日2012年10月31日 申請(qǐng)日期2012年4月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月27日
發(fā)明者S.梅農(nóng), T.M.富里斯特 申請(qǐng)人:通用汽車環(huán)球科技運(yùn)作有限責(zé)任公司