專利名稱：子網(wǎng)通過統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)層連接的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在機(jī)動車中的不同子網(wǎng)之間的數(shù)據(jù)交換。
背景技術(shù)：
目前在機(jī)動車中應(yīng)用許多不同的子網(wǎng)系統(tǒng)或者子網(wǎng)，其中的每個子網(wǎng)都分別專用 于實現(xiàn)特定的目的。為了在不同網(wǎng)絡(luò)間進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，通常網(wǎng)關(guān)是必需的，該網(wǎng)關(guān)實現(xiàn)在不 同的總線系統(tǒng)(例如CAN，LIN, MOST, FlexRay)之間以及在不同的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)(例如以 太網(wǎng)，藍(lán)牙，超寬帶技術(shù)，無限局域網(wǎng)或者寬帶無線接入)之間的速度、協(xié)議和信號的必需 的轉(zhuǎn)換。需要從一個網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)搅硪粋€網(wǎng)絡(luò)的信息的適當(dāng)?shù)木幋a轉(zhuǎn)換然而需要額外的處理 器性能并且導(dǎo)致數(shù)據(jù)傳輸中的時間上的延遲。除此之外，該轉(zhuǎn)換要求很高的技術(shù)復(fù)雜程度。此外，所有在機(jī)動車中現(xiàn)有的子系統(tǒng)的源地址和目標(biāo)地址都沒有統(tǒng)一的尋址模 式，所以必須在網(wǎng)關(guān)中實施地址的轉(zhuǎn)換。除了為此所需要的技術(shù)上的復(fù)雜程度之外，這還意 味著時間上的延遲以及額外的對可用的處理器性能的需求。

發(fā)明內(nèi)容
從上面的描述出發(fā)，本發(fā)明的目的在于這樣來降低在機(jī)動車中的不同網(wǎng)絡(luò)間的數(shù) 據(jù)交換所需的技術(shù)上的復(fù)雜程度，即能夠以對數(shù)據(jù)傳輸來說必需的處理器性能的較低的要 求來實現(xiàn)更快速的數(shù)據(jù)交換。該目的根據(jù)本發(fā)明的獨立權(quán)利要求實現(xiàn)。本發(fā)明在其從屬權(quán)利要求中加以進(jìn)一步 改進(jìn)。本發(fā)明包括一種用于機(jī)動車的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其具有至少兩個不同地構(gòu)造的子網(wǎng)，這 些子網(wǎng)具有數(shù)據(jù)連接，其中至少兩個不同地構(gòu)造的子網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)層在結(jié)構(gòu)上是相同的。就此而言需要指出的是，在本說明書和權(quán)利要求中為了列舉特征而應(yīng)用的概念 “包括”，“帶有”，“具有”，“涵蓋”和“包含”，以及其語法上的變化通常表示特征的非決定性 的列舉，例如方法步驟，裝置，區(qū)域，大小尺寸和類似物，其在任何情況下都不排除另外的 或額外的特征的存在或者另外的或額外的特征組的存在。通過在機(jī)動車中的不同網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)層的統(tǒng)一的構(gòu)造，路徑發(fā)現(xiàn)(也就是所謂的路 由)、流控制和其他的與數(shù)據(jù)交換相關(guān)的任務(wù)都實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化，因此不再需要進(jìn)行地址的轉(zhuǎn)換。有利的是，網(wǎng)絡(luò)層的協(xié)議由互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議形成，由此可以在沒有轉(zhuǎn)換地址的網(wǎng)關(guān)和 進(jìn)而沒有附加的時間上的延遲的情況下形成網(wǎng)絡(luò)連接。為了對連續(xù)的多媒體數(shù)據(jù)傳輸進(jìn)行 支持，至少兩個不同地構(gòu)造的子網(wǎng)中的至少一個子網(wǎng)根據(jù)目的應(yīng)用無連接的傳輸協(xié)議。尤 其是在機(jī)動車的控制任務(wù)的領(lǐng)域中為了實現(xiàn)安全的數(shù)據(jù)傳輸，至少兩個不同地構(gòu)造的子網(wǎng) 中的至少一個子網(wǎng)應(yīng)用面向連接的傳輸協(xié)議。


本發(fā)明的其他特征由接下來聯(lián)系到權(quán)利要求和附圖對根據(jù)本發(fā)明的實施例的具體描述中得出。根據(jù)本發(fā)明各個特征可以單獨或者組合地在設(shè)計方案中實現(xiàn)。接下來參考 附圖對本發(fā)明的一些實施例進(jìn)行說明。圖中示出圖1示出了 MOST總線系統(tǒng)和0SI參考模型的層構(gòu)造的相對位置，圖2示出了基于以太網(wǎng)的多媒體網(wǎng)絡(luò)和0SI參考模型的層構(gòu)造的相對位置，圖3示意性示出了常規(guī)的機(jī)動車網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，圖4示意性示出了機(jī)動車網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其中不同的子網(wǎng)具有統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)層。
具體實施例方式在圖1中，MOST網(wǎng)絡(luò)(面向媒體的系統(tǒng)傳輸網(wǎng)絡(luò))的層與0SI (開放式系統(tǒng)互聯(lián)) 參考模型的七個層相對應(yīng)。根據(jù)0SI參考模型的應(yīng)用層7在MOST網(wǎng)絡(luò)中設(shè)計為編程接口。 根據(jù)0SI參考模型的表示層6的任務(wù)在MOST網(wǎng)絡(luò)中由“網(wǎng)絡(luò)服務(wù)2”層來承擔(dān)。通信控制 層5、傳輸層4以及網(wǎng)絡(luò)層3的服務(wù)在MOST網(wǎng)絡(luò)中由“網(wǎng)絡(luò)服務(wù)1”層執(zhí)行。0SI參考模型 的安全層2和比特傳輸層1在MOST網(wǎng)絡(luò)中稱為“MOST收發(fā)器層”和“MOST比特傳輸層”。在圖2中，用于多媒體應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)的層模型位于與0SI參考模型相對應(yīng)的位置，層 模型的比特傳輸層和安全層根據(jù)以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計?；谝蕴W(wǎng)的多媒體網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)層以互 聯(lián)網(wǎng)協(xié)議為基礎(chǔ)。在傳輸層中不僅執(zhí)行面向連接的協(xié)議(TCP ；傳輸控制協(xié)議)，而且還執(zhí)行 無連接協(xié)議(UDP;用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議)。無連接協(xié)議特別出現(xiàn)在流媒體應(yīng)用中，其中，音頻數(shù) 據(jù)或者視頻數(shù)據(jù)連續(xù)地通過網(wǎng)絡(luò)傳輸。多媒體數(shù)據(jù)流的編碼、打包和發(fā)送在會話層上由實 時傳輸協(xié)議(RTP)執(zhí)行，該協(xié)議與用于協(xié)調(diào)和維持服務(wù)質(zhì)量參數(shù)(QoS;服務(wù)質(zhì)量)的實時 控制協(xié)議共同作用。實時敏感的多媒體數(shù)據(jù)的傳輸?shù)牟倏v和控制是實時流協(xié)議(RTSP)的 對象。數(shù)據(jù)的面向連接的傳輸在會話層中由超文本傳輸協(xié)議(HTTP)執(zhí)行。為了對來自于 或者用于基于處理層的多媒體應(yīng)用的數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，在表示層中應(yīng)用MPEG-4和UPnP。在面向包的服務(wù)中，應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)層的目的通常在于，將數(shù)據(jù)包從來源導(dǎo)入目的地。其 構(gòu)成用于在兩個終端系統(tǒng)之間設(shè)置連接的最下級的層，其中該終端系統(tǒng)可與一個和同一個 網(wǎng)絡(luò)或不同網(wǎng)絡(luò)連接。尋址和正確的分配源地址與目的地址在網(wǎng)絡(luò)層中實現(xiàn)。在現(xiàn)有的傳 統(tǒng)機(jī)動車系統(tǒng)中，每個子網(wǎng)具有相對于另外的子網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)層的不同構(gòu)造的網(wǎng)絡(luò)層。因此，在 各個子網(wǎng)中的地址分配也有區(qū)別。圖3示意性地示出了常規(guī)的機(jī)動車網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)示意圖100，其中三個不同的網(wǎng)絡(luò)的 終端系統(tǒng)通過網(wǎng)關(guān)10，20，30和40相互連接。網(wǎng)關(guān)10將第一子網(wǎng)的終端系統(tǒng)11，12，13和 14連接至機(jī)動車的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)100。網(wǎng)關(guān)30將第二子網(wǎng)的終端系統(tǒng)31，32，33和34連接至 機(jī)動車的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)100，其中連接通過另一個網(wǎng)關(guān)20(例如另一個沒有在圖示中詳細(xì)示出 的子網(wǎng))來實現(xiàn)。第三子網(wǎng)的終端系統(tǒng)41，42，43和44最終通過網(wǎng)關(guān)40與機(jī)動車網(wǎng)絡(luò)系 統(tǒng)相連接。在信息從子網(wǎng)中的一個傳輸至另一個子網(wǎng)時，通信協(xié)議必須在網(wǎng)關(guān)中轉(zhuǎn)換。如果 例如信息從終端11傳輸?shù)浇K端系統(tǒng)43，那么信息必須經(jīng)過網(wǎng)關(guān)10，20和40。這分別與在 子網(wǎng)的協(xié)議中的轉(zhuǎn)換相聯(lián)系，在該轉(zhuǎn)換中信息進(jìn)行傳輸。該信息可以以廣播的形式通過廣 播設(shè)備發(fā)送到所有的終端系統(tǒng)，其中該終端系統(tǒng)本身決定，該信息是否與其相關(guān)。然而，網(wǎng) 絡(luò)系統(tǒng)也可以具有相應(yīng)的地址管理，其中子網(wǎng)分別從源地址向一個或多個適當(dāng)?shù)哪康牡刂?分派信息。因為該尋址在網(wǎng)絡(luò)層中進(jìn)行，所以必須將該用于信息的目的系統(tǒng)的地址在網(wǎng)關(guān)中到達(dá)目的系統(tǒng)的子網(wǎng)的路徑上進(jìn)行轉(zhuǎn)換，由此用于信息傳輸所必須的處理器性能被提高 并且傳輸?shù)臅r間變長。在圖4中的機(jī)動車網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，各個網(wǎng)絡(luò)層的協(xié)議在不同的子網(wǎng)中是統(tǒng)一的，因 此不同地構(gòu)造的或結(jié)構(gòu)化的子網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)層在其結(jié)構(gòu)上是相同的。因此，終端系統(tǒng)的統(tǒng)一的 尋址在由不同地構(gòu)造的子網(wǎng)構(gòu)成的機(jī)動車網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)內(nèi)實現(xiàn)。如果信息或者數(shù)據(jù)從子網(wǎng)的一 個終端系統(tǒng)向另一個與該子網(wǎng)不同的構(gòu)造的子網(wǎng)的終端系統(tǒng)進(jìn)行傳輸，因此在網(wǎng)關(guān)上也就 不需要對信息或者數(shù)據(jù)的地址進(jìn)行轉(zhuǎn)換。此外，在通過安全層和比特傳輸層定義的硬件層 上的轉(zhuǎn)換當(dāng)然進(jìn)一步通過合適的耦合元件執(zhí)行。優(yōu)選的是，互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議(IP)被作為網(wǎng)絡(luò)層的協(xié)議使用，這是因為機(jī)動車網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng) 為此例如可以構(gòu)建為專用網(wǎng)絡(luò)，因此該網(wǎng)絡(luò)可以通過具有世界范圍內(nèi)明確的IP地址的網(wǎng) 關(guān)或者路由器與機(jī)動車以外的其他網(wǎng)絡(luò)，例如車間網(wǎng)絡(luò)、導(dǎo)航網(wǎng)絡(luò)或類似網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信。通 過機(jī)動車的明確的互聯(lián)網(wǎng)地址還尤其可以簡單地構(gòu)造Car-to-X通信。統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)層在機(jī)動車網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的不同子網(wǎng)中的應(yīng)用導(dǎo)致在子網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)時的明顯 的成本下降，這是因為可以放棄復(fù)雜的網(wǎng)關(guān)，例如MOST網(wǎng)關(guān)或者CAN網(wǎng)關(guān)(CAN =控制器局 域網(wǎng)絡(luò))。此外，由此可以在機(jī)動車中簡單地建立冗余，因為機(jī)動車的各個子網(wǎng)可以直接相 互連接，由此在各個子網(wǎng)之間的數(shù)據(jù)交換可通過多路實現(xiàn)。因此借助于這種冗余能夠以簡 單的方式提高機(jī)動車的運行安全性。因為在統(tǒng)一地構(gòu)造的網(wǎng)絡(luò)層中統(tǒng)一地實現(xiàn)尋址，因此在機(jī)動車中可以明確和清晰 地實現(xiàn)所有終端系統(tǒng)的尋址。因此，錯誤的配置很容易識別，因此大大降低了應(yīng)用成本和測 試成本。此外，統(tǒng)一地設(shè)計的網(wǎng)絡(luò)層能夠?qū)崿F(xiàn)信息的硬件過濾，例如定義用于通過兩個硬 件相關(guān)的層進(jìn)行傳輸?shù)淖畲髷?shù)據(jù)率，該數(shù)據(jù)率涉及到終端系統(tǒng)和包格式。此外，統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)層在機(jī)動車的不同網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用能夠?qū)崿F(xiàn)迄今為止在機(jī)動車中 相互獨立運行的獨立系統(tǒng)的集成，例如多媒體、電話、電視、導(dǎo)航、駕駛員輔助等等。為此， 在統(tǒng)一地設(shè)計的網(wǎng)絡(luò)層中實現(xiàn)的明確的尋址防止在網(wǎng)關(guān)中由于錯誤的轉(zhuǎn)換尋址而出現(xiàn)的 數(shù)據(jù)錯誤傳遞。因此機(jī)動車安全性進(jìn)一步提升?；ヂ?lián)網(wǎng)協(xié)議在網(wǎng)絡(luò)層中的應(yīng)用尤其能夠?qū)崿F(xiàn)簡單地再次應(yīng)用這樣的一些協(xié)議，這 些協(xié)議在終端用戶設(shè)備的領(lǐng)域中實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化。其例如包括在網(wǎng)絡(luò)電話(VoIP)中使用的會 話初始協(xié)議(SIP)和實時傳輸協(xié)議(RTP)。此外，互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議在統(tǒng)一地設(shè)計的網(wǎng)絡(luò)層上的應(yīng) 用允許對基于IP的服務(wù)的處理，例如手持?jǐn)?shù)字式視頻廣播(DVB-H)、網(wǎng)絡(luò)電話(VoIP)、IP 廣播，IP導(dǎo)航或者其他的無線電服務(wù)，由此多媒體服務(wù)在機(jī)動車中的集成得到簡化。此外，在機(jī)動車中可以利用以互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議為基礎(chǔ)的統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)層實現(xiàn)多用戶-多 媒體，因為例如當(dāng)在機(jī)動車的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中已經(jīng)傳輸視頻流時，第二多媒體用戶基于明確的 視頻流的源地址可以容易地訪問該視頻流。此外，因為在互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議中的地址分配是明確 的，因此新的終端系統(tǒng)，例如新的無線電設(shè)備也能夠容易并安全地集成在機(jī)動車網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng) 中。
權(quán)利要求
一種用于機(jī)動車的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，所述網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)具有至少兩個不同地構(gòu)造的子網(wǎng)(N1，N2，N3)，所述子網(wǎng)具有數(shù)據(jù)連接，其特征在于，至少兩個不同地構(gòu)造的所述子網(wǎng)(N1，N2，N3)的網(wǎng)絡(luò)層在結(jié)構(gòu)上是相同的。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其特征在于，所述網(wǎng)絡(luò)層的協(xié)議由互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議形成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2中任一項所述的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其特征在于，至少兩個不同地構(gòu)造的 所述子網(wǎng)(N1，N2，N3)中的至少一個子網(wǎng)應(yīng)用無連接的傳輸協(xié)議。
4.根據(jù)權(quán)利要求1，2或3中任一項所述的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其特征在于，至少兩個不同地構(gòu)造 的所述子網(wǎng)(N1，N2，N3)中的至少一個子網(wǎng)應(yīng)用面向連接的傳輸協(xié)議。
全文摘要
子網(wǎng)通常借助于網(wǎng)關(guān)連接，然而這是非常復(fù)雜的。本發(fā)明涉及一種用于機(jī)動車的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)(200)，其具有至少兩個不同地構(gòu)造的子網(wǎng)(N1，N2，N3)，這些子網(wǎng)具有數(shù)據(jù)連接，其中至少兩個不同地構(gòu)造的子網(wǎng)(N1，N2，N3)的網(wǎng)絡(luò)層在結(jié)構(gòu)上是相同的。該網(wǎng)絡(luò)層的協(xié)議在這里優(yōu)選地由互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議形成。
文檔編號H04L29/08GK101855888SQ200880115383
公開日2010年10月6日 申請日期2008年11月4日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月8日
發(fā)明者托馬斯·加爾納, 赫爾穆特·溫德爾 申請人:大陸汽車有限責(zé)任公司