本發(fā)明總地涉及汽車電子領域，尤其涉及一種能夠自動轉發(fā)信號的信號轉發(fā)裝置。

背景技術：

目前，新能源汽車的普及越來越廣，新能源汽車的動力來源一般包括燃油、燃氣以及電力。汽車中的電子控制單元(Electronic Control Unit，ECU)具有運算與控制的功能，發(fā)動機在運行時，ECU采集位于汽車中各監(jiān)測點的傳感器的信號，然后進行運算，并將運算的結果轉變?yōu)榭刂菩盘?，控制被控對象的工作。汽車包括多個ECU，不同總線上的各個ECU之間轉發(fā)信號的需求也越來越多。

技術實現(xiàn)要素：

汽車中多個ECU之間的通信需要借助相應的總線，但處在不同總線上的ECU之間的信號轉換的往往需要對特定的ECU進行更改，并且轉發(fā)信號的可靠性取決于更改后的ECU的軟件可靠性。

圖1為多個ECU之間信號發(fā)送的示意圖。圖中，電子控制單元ECU1包括微控制單元(Micro Control Unit，MCU)111、收發(fā)機112以及收發(fā)機113。同樣，電子控制單元120包括MCU231、收發(fā)機122；電子控制單元130包括MCU131、收發(fā)機322。

MCU111通過收發(fā)機112發(fā)送信號至電子控制單元120中的收發(fā)機122，再到達MCU131。當MCU121將要與MCU131通信時，其將依次通過收發(fā)機2A、收發(fā)機112發(fā)送到MCU111，然后由MCU111依次經(jīng)由收發(fā)機113、收發(fā)機132發(fā)送到MCU131。在該架構中，MCU121與MCU131之間的通信需要MCU111的參與，容易造成信號的傳輸效率不高，并且影響信號傳輸?shù)目煽啃浴?/p>

本發(fā)明針對以上問題，提出了一種可控的信號自動轉發(fā)電路，以提升信號的傳輸效率。

本發(fā)明首先提出了一種信號轉發(fā)裝置，包括：第一傳輸單元，用于將自第一收發(fā)端處接收到的信號傳輸至第二收發(fā)端；第二傳輸單元，用于將自所述第二收發(fā)端處接收到的信號傳輸至所述第一收發(fā)端；以及雙向使能端，耦合至所述第一、第二傳輸單元，用于控制所述第一、第二收發(fā)端之間的通信的通斷。

在該技術方案中，雙向使能端能夠對第一、第二收發(fā)端之間的通信進行控制，從而實現(xiàn)了該兩個收發(fā)端之間的信號通過第一、第二傳輸單元進行傳送。

優(yōu)選的，當所述雙向使能端斷開所述第一、第二收發(fā)端之間的通信時，在第三收發(fā)端處接收的信號能夠通過所述第二傳輸單元傳輸至所述第一收發(fā)端，在第四收發(fā)端處接收的信號能夠通過所述第一傳輸單元傳輸至所述第二收發(fā)端。

在該技術方案中，實現(xiàn)了第三、第四收發(fā)端與第一、第二收發(fā)端之間的信號通路，即當?shù)谝弧⒌诙瞻l(fā)端之間不進行信息交換時，第三、第一收發(fā)端之間以及第四、第二收發(fā)端之間可以進行信息交換，從而使得該信號轉發(fā)裝置在應用于現(xiàn)有的通信架構時，不會影響現(xiàn)有的通信架構的信息傳輸路徑。

優(yōu)選的，所述第一傳輸單元還包括依次串聯(lián)連接的第一非門、第一與門、第二非門和第二與門，其中，所述第一與門的第一輸入端耦合至所述第一非門的輸出端，所述第一與門的第二輸入端耦合至所述雙向使能端，所述第二與門的第一輸入端耦合至所述第二非門的輸出端，所述第二與門的第二輸入端耦合至所述第四收發(fā)端。

優(yōu)選的，所述第二傳輸單元包括：依次串聯(lián)連接的第三非門、第三與門、第四非門和第四與門，其中，所述第三與門的第一輸入端耦合至所述第三非門的輸出端，所述第三與門的第二輸入端耦合至所述雙向使能端，所述第四與門的第一輸入端耦合至所述第四非門的輸出端，所述第四與門的第二輸入端耦合至所述第三收發(fā)端。

優(yōu)選的，該裝置還包括：電平調(diào)節(jié)單元，其耦合至所述第一傳輸單元 和/或第二傳輸單元，用于調(diào)節(jié)在所述第一傳輸單元和/或第二傳輸單元中傳輸?shù)男盘柕碾娖健?/p>

該技術方案使得信號轉換裝置能夠應用在不同電平要求的總線間，以傳輸信號。

優(yōu)選的，該裝置還包括還包括：頻率調(diào)節(jié)單元，其耦合至所述第一傳輸單元和/或第二傳輸單元，用于調(diào)節(jié)在所述第一傳輸單元和/或第二傳輸單元中傳輸?shù)男盘柕念l率。

該技術方案使得信號轉換裝置能夠應用在不同頻率要求的總線間，以傳輸信號。

本發(fā)明還提出了一種通信設備，其包括：前述的信號轉發(fā)裝置；第一通信裝置、第二通信裝置以及第三通信裝置，其中，所述第一通信裝置通信連接至所述第二、第三通信裝置，并且所述第二、第三通信裝置通過所述信號轉發(fā)裝置通信連接。

優(yōu)選的，所述第一通信裝置還通信耦合至所述信號轉發(fā)裝置的雙向使能端，以向所述信號轉發(fā)裝置提供雙向使能信號。

優(yōu)選的，所述所述第二、第三通信裝置還通信耦合至所述信號轉發(fā)裝置的使能端，以向所述信號轉發(fā)裝置提供雙向使能信號。

通過本發(fā)明的技術方案，實現(xiàn)了一種可以自動轉發(fā)信號的裝置，并且采用該裝置能夠在不改變現(xiàn)有通信架構的基礎上，實現(xiàn)信號的轉發(fā)，從而提升了信號傳輸?shù)男室约翱煽啃浴?/p>

附圖說明

圖1是多個電子控制單元之間信號發(fā)送的示意圖；

圖2a示出了示例性的通信設備的架構圖；

圖2b示出了另一示例性的電子控制單元通信架構圖；

圖3示出了依據(jù)本發(fā)明實施例的轉發(fā)單元架構圖；以及

圖4示出了依據(jù)本發(fā)明實施例的轉發(fā)單元電路圖。

具體實施方式

圖2a示出了示例性的通信設備的架構圖。

通信設備200包括第一通信裝置210、第二通信裝置220、第三通信裝置230以及信號轉發(fā)裝置240。在圖2a的實施例中，信號轉發(fā)裝置240耦合在MCU221的兩個收發(fā)機212、213之間，并且由MCU211來提供雙向使能信號。這里的通信裝置可以是ECU，也可以是其它類型的能夠發(fā)送和/或接收信號的裝置。

相較于圖1中的信號流程，本實施例中，MCU221將需要發(fā)送至MCU231的信號將直接經(jīng)由信號轉發(fā)裝置240到達MCU231，也就是說，信號轉發(fā)裝置240能夠在收發(fā)機212、213之間進行雙向的傳輸。

首先，MCU221發(fā)送信號至收發(fā)機222，然后收發(fā)機222將該信號傳送至信號轉發(fā)裝置240。相對于MCU221至MCU231的信號傳輸過程，信號轉發(fā)裝置240具有兩個控制端：(1)雙向使能端EN1，其耦合至MCU221，用于控制信號轉發(fā)裝置240能否形成收發(fā)機212、213之間的雙向的信號通路；(2)發(fā)送使能端EN2，其耦合至MCU221的發(fā)送端，用于控制信號轉發(fā)裝置240能否將子收發(fā)機212接收到的信號發(fā)送至收發(fā)機213。因此，相較于雙向使能端EN1，該發(fā)送使能端EN2可以是單向的使能端。

基于圖1中的結構可知，現(xiàn)有的電子控制單元120與130之間所傳輸?shù)男盘栃枰鹊竭_MCU111，再由MCU111發(fā)送至MCU130。在發(fā)送該信號至MCU130的過程中，MCU111的發(fā)送端TX2處于發(fā)送狀態(tài)，在本實施例中，TX2此時為高電平。

再參照圖2，信號轉發(fā)裝置240的發(fā)送使能端EN2耦合至MCU211的發(fā)送端TX2，并將發(fā)送端TX2作為信號轉發(fā)裝置240與收發(fā)機213之間信號傳輸?shù)氖鼓芏?。因此，信號轉發(fā)裝置240能夠自動地轉發(fā)信號，而無需等待MCU211對該信號的處理。

可以理解的是，信號轉發(fā)裝置240的雙向使能端EN1是用于控制收發(fā)機212、213之間的雙向的信號通路是否能夠形成，因此，在一些實施例中，可以直接通過其它信號源使得轉該雙向的信號通路能夠形成，譬如，耦合至固定電壓信號以獲得高電平，或者耦合至地或相對地信號以獲得低電平。

圖2b示出了另一示例性的電子控制單元通信架構圖。

相較于圖2a中的結構，信號轉發(fā)裝置240耦合在第一通信裝置210、第二通信裝置220和第三通信裝置230之間，并且由第二通信裝置220和 第三通信裝置230來提供雙向使能信號。

同樣，MCU221發(fā)送信號至收發(fā)機222，然后再由收發(fā)機222把該信號經(jīng)由傳送至信號轉發(fā)裝置240。同樣，信號轉發(fā)裝置240有兩個控制端：(1)雙向使能端EN1，其耦合至MCU221和231，用于控制信號轉發(fā)裝置240能否形成收發(fā)機212、213之間的雙向的信號通路；(2)發(fā)送使能端EN2，其耦合至MCU221的發(fā)送端，用于控制信號轉發(fā)裝置240能否將子收發(fā)機212接收到的信號發(fā)送至收發(fā)機213。因此，相較于雙向使能端EN1，該發(fā)送使能端EN2可以是單向使能端，并且雙向使能端EN1所接收的使能信號來源于MCU221與231。

圖3示出了依據(jù)本發(fā)明實施例的轉發(fā)單元架構圖。

信號轉發(fā)裝置240包括：(1)第一傳輸單元241，用于在第一傳輸單元(以自上而下的箭頭表示)上將自第一收發(fā)端P1處接收到的信號傳輸至第二收發(fā)端P2；(2)第二傳輸單元242，用于在第二傳輸單元(以自下而上的箭頭表示)上將自第二收發(fā)端P2處接收到的信號傳輸至第一收發(fā)端P1；以及(3)雙向使能端EN1，耦合至第一、第二傳輸單元241和242，用于控制第一傳輸單元和第二傳輸單元的通斷。

通過該技術方案能夠實現(xiàn)收發(fā)端P1和P2的信號的雙向傳輸，雙向使能端EN1則用于控制該兩個收發(fā)端之間是否能夠通信。

本實施例中的信號轉發(fā)裝置240還能夠提供MCU211與收發(fā)機212、213之間的傳輸路徑。當雙向使能端EN1斷開第一、第二收發(fā)端之間的通信時，在第三收發(fā)端P3處接收的信號能夠傳輸至第一收發(fā)端P1，第四收發(fā)端P4處接收的信號能夠傳輸至第二收發(fā)端P2。

可以理解的是，收發(fā)端P1-P4可以是單個具有收發(fā)功能的端口，也可以是具有收發(fā)功能的端口的組合，譬如接收端口和發(fā)送端口的組合。

可選的，信號轉換裝置240還可以包括電平調(diào)節(jié)單元，其耦合至第一傳輸單元241和/或第二傳輸單元242，用于調(diào)節(jié)在第一傳輸單元241和/或第二傳輸單元242中傳輸?shù)男盘柕碾娖?，以提升該信號轉換裝置在不同電平要求的總線間傳輸信號的適用性。另外，該裝置還可以包括頻率調(diào)節(jié)單元，其耦合至第一傳輸單元241和/或第二傳輸單元242，用于調(diào)節(jié)在第一傳輸單元241和/或第二傳輸單元242中傳輸?shù)男盘柕念l率。

圖4示出了依據(jù)本發(fā)明實施例的轉發(fā)單元電路圖。

基于前述，信號轉發(fā)裝置240耦合在MCU211和兩個收發(fā)機212、213之間，用于提供收發(fā)機212、213之間的傳輸路徑。在圖4中，收發(fā)端P1-P4為端口的組合，即端口1、2對應于第三收發(fā)端P3，端口4、5對應于第四收發(fā)端，端口6、7對應于第一收發(fā)端，端口8、9對應于第二收發(fā)端。

MCU211的發(fā)送端口TX1、TX2分別耦合至信號轉發(fā)裝置240的端口1、5，接收端口RX1、RX2分別耦合至信號轉發(fā)裝置240的端口2、4，控制端CO耦合至信號轉發(fā)裝置240的端口3(對應于雙向使能端EN1)。信號轉發(fā)裝置240的端口6、7分別耦合至收發(fā)機212的接收端口R和發(fā)送端口T，從而使得MCU211的發(fā)送端口TX1與收發(fā)機212的接收端口R通信連接，同樣，MCU211的接收端口RX1與收發(fā)機212的發(fā)送端口T通信連接。MCU211與收發(fā)機213也進行了類似的連接。

信號轉發(fā)裝置240包括4個非門A、B、C、D，以及4個與門E、F、G、H。該8個邏輯門構成了兩個信號傳輸路徑：(1)第一傳輸單元，包括以信號傳輸順序排列的第一非門B、第一與門G、第二非門D以及第二與門H；(2)第二傳輸單元，包括以信號傳輸順序排列的第三非門C、第三與門F、第四非門A以及第四與門E。

結合第一傳輸單元對收發(fā)機212與213之間的信號傳輸過程進行闡述。

第一與門G的第一輸入端耦合至第一非門B的輸出端，第二輸入端耦合至端口3；第二與門H的第一輸入端耦合至第二非門D的輸出端，第二輸入端耦合至端口5。

由前述可知，當信號轉發(fā)裝置240工作時，MCU211將對其進行使能，進而使得第一與門G能夠傳輸非門B的輸出?；趫D4中的結構，MCU211將通過控制端口CO發(fā)送高電平信號至信號轉發(fā)裝置240的端口3，從而使得與第一門G的輸出將由第一非門B的輸出決定。

當收發(fā)機212發(fā)送信號S至收發(fā)機213時，如虛線箭頭所示，信號將依次通過第一非門B、第一與門G、第二非門D以及第二與門H。為便于闡述，這里序列101作為信號S為例。

信號S通過第一非門B后，將被翻轉為010；通過第一與門G時，由于第一與門G的一輸入端耦合至端口CO，因此，第一與門G的輸出為010； 然后，第二非門D將該信號再次翻轉為101，并輸出至第二與門H的一輸入端。因此，當端TX2輸出為高電平時，第二與門H的輸出為101，從而實現(xiàn)了該信號S無需經(jīng)由微處理單元211處理，便直接可以由信號轉發(fā)裝置240轉發(fā)至收發(fā)機213。

在本實施例中，當發(fā)送端TX2處于高電平時，第二與門H的輸出便為信號S，從而實現(xiàn)了該信號S無需經(jīng)由微處理單元211的處理，便能夠通過信號轉發(fā)裝置240直接傳輸至收發(fā)機213。類似的，收發(fā)機213也能將信號通過第二傳輸單元直接傳輸至收發(fā)機212。

因此，對于轉換單元240來說，當其被使能(即端口3被置高電平)時，第一傳輸單元241的控制端為與微處理單元211的發(fā)送端TX2連接的端口5。

當收發(fā)機212和213之間無需通信時，端口CO可以通過置0來切斷第一、第二傳輸單元在收發(fā)端P1、P2之間的通信。當端口CO輸出為低電平時，第一、第三與門G、F的輸出均為0，因此，第二、第四與門H、E的輸出將直接由端口TX1、TX2的輸出決定。因此，當信號轉發(fā)裝置240被如圖2a、2b的方式使用時，無需對微處理單元211、221和231做很大程度的修改并且由于減少了信號在微處理單元211中的處理過程，使得信號傳輸效率更高，并且更具有可靠性。

因此，雖然參照特定的示例來描述了本發(fā)明，其中這些特定的示例僅僅旨在是示例性的，而不是對本發(fā)明進行限制，但對于本領域普通技術人員來說顯而易見的是，在不脫離本發(fā)明的精神和保護范圍的基礎上，可以對所公開的實施例進行改變、增加或者刪除。