一種拓撲網(wǎng)絡的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提出了一種拓撲網(wǎng)絡，屬于網(wǎng)絡拓撲【技術領域】。該拓撲網(wǎng)絡包括至少一個子網(wǎng)，每個子網(wǎng)包括一個子網(wǎng)主節(jié)點。每個子網(wǎng)包括至少一個域，每個域包括一個域主節(jié)點。每個子網(wǎng)之間通過子網(wǎng)主節(jié)點連接，采用基于Flex?Ray總線通信。每個域通過其域主節(jié)點與子網(wǎng)的子網(wǎng)主節(jié)點通信。本發(fā)明尤其適用于車輛上，避免了網(wǎng)關繁重的信號路由負擔；采用了主動星型的連接方式，使得子網(wǎng)主節(jié)點能夠主動而智能地檢測網(wǎng)絡傳輸情況，并且同一個子網(wǎng)的各個域之間的通信可以不通過骨干網(wǎng)絡傳輸從而保證了通信的實時性；雙通道的傳輸方式使得骨干網(wǎng)在任何一條網(wǎng)絡出現(xiàn)故障的情況下依然能夠保證信息傳輸，從而實現(xiàn)故障可操作性。
【專利說明】一種拓撲網(wǎng)絡

【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于網(wǎng)絡拓撲【技術領域】，涉及一種拓撲網(wǎng)絡。

【背景技術】
[0002]基于域(domain)的電子電氣架構是汽車領域下一個階段的發(fā)展趨勢。域和域(domain-to-domain)之間的通信可以通過網(wǎng)關(gateway)來實現(xiàn),但這樣會增加網(wǎng)關的可靠性要求，并且使網(wǎng)關到各個域的整車線束變得更加復雜。另外一種解決方案是通過骨干網(wǎng)(backbone network)來實現(xiàn),將一個域的信息通過骨干網(wǎng)傳輸?shù)搅硗庖粋€域中。
[0003]現(xiàn)有技術中，骨干網(wǎng)有采用基于500kbps通信速率的高速CAN總線的技術，但是由于骨干網(wǎng)聯(lián)在各個子網(wǎng)之間通信時，通信量大、負載率高，CAN總線的通信帶寬不能滿足日益增長的通信需求，特別是安全和動力控制等實時性、可靠性之類的需求。


【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種成本較低且可靠性較高的網(wǎng)絡拓撲結構。
[0005]為了達到上述目的，本發(fā)明的解決方案是:
[0006]一種拓撲網(wǎng)絡，包括至少一個子網(wǎng)，每個所述子網(wǎng)包括一個子網(wǎng)主節(jié)點；所述子網(wǎng)包括至少一個域，每個所述域包括一個域主節(jié)點；所述每個子網(wǎng)之間通過所述子網(wǎng)主節(jié)點連接，采用基于Flex Ray總線通信；所述每個域通過其域主節(jié)點與所在子網(wǎng)的子網(wǎng)主節(jié)點通信。
[0007]所述子網(wǎng)主節(jié)點之間通過雙通道連接。
[0008]所述域主節(jié)點與其所在子網(wǎng)的子網(wǎng)主節(jié)點連接，屬于同一個所述子網(wǎng)的域之間通過各自所述域主節(jié)點和所在子網(wǎng)的子網(wǎng)主節(jié)點通信。
[0009]所述域主節(jié)點和所述主網(wǎng)主節(jié)點之間通過Flex Ray總線通信。
[0010]所述域內至少包含一個模塊，每個所述模塊均包括一個域從節(jié)點；同一個所述域內的每個所述模塊之間通過各自所述域從節(jié)點連接，所述域從節(jié)點還與其所在域內的域主節(jié)點連接。
[0011]同一個所述域內的模塊之間通過CAN總線通信。
[0012]所述域主節(jié)點的功能實現(xiàn)依賴于所在域內通信信息的程度大于第一閾值；第一閾值為設定值。
[0013]所述子網(wǎng)主節(jié)點的功能實現(xiàn)依賴于所在子網(wǎng)內通信信息的程度大于第二閾值；所述第二閾值為設定值。
[0014]所述拓撲網(wǎng)絡包括顯示連通子網(wǎng)、動力底盤控制子網(wǎng)和車身娛樂控制子網(wǎng)。
[0015]所述顯示連接子網(wǎng)包括信息顯示域和車輛連通域；所述動力底盤控制子網(wǎng)包括底盤控制域和動力控制域；所述車身娛樂控制子網(wǎng)包括車身控制域和信息娛樂域。
[0016]由于采用上述方案，本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明采用了級聯(lián)的骨干網(wǎng)絡拓撲，使整車不再采用中央網(wǎng)關的通信方式，從而避免了網(wǎng)關繁重的信號路由負擔；同時根據(jù)每一個域的位置合理布置整車線束；采用了主動星型的連接方式，使得子網(wǎng)主節(jié)點能夠主動而智能的檢測網(wǎng)絡傳輸情況，并采用優(yōu)秀的容錯方法進行通信，并且同一個子網(wǎng)的各個域之間的通信可以不通過骨干網(wǎng)絡傳輸從而保證了通信的實時性；雙通道的傳輸方式使得骨干網(wǎng)在任何一條網(wǎng)絡出現(xiàn)故障的情況下依然能夠保證信息傳輸，從而實現(xiàn)故障可操作性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1是本發(fā)明實施例基于FlexRay總線的級聯(lián)雙通道主動星型骨干網(wǎng)的網(wǎng)絡架構圖。

【具體實施方式】
[0018]以下結合附圖所示實施例對本發(fā)明作進一步的說明。
[0019]本發(fā)明提出了一種拓撲網(wǎng)絡，該拓撲網(wǎng)絡尤其適用于車輛上，具體為一種基于FlexRay總線的級聯(lián)雙通道主動星型骨干網(wǎng)，圖1為其網(wǎng)絡架構圖。該骨干網(wǎng)采用級聯(lián)網(wǎng)絡拓撲，將整車網(wǎng)絡分為多個子網(wǎng)(sub-network)，每個子網(wǎng)里面含有若干個域；每個子網(wǎng)包括一個子網(wǎng)主節(jié)點，且每個子網(wǎng)之間通過子網(wǎng)主節(jié)點連接；每個域均包括一個域主節(jié)點，每個域之間通過域主節(jié)點連接，且每個域主節(jié)點均與該域所在子網(wǎng)的子網(wǎng)主節(jié)點連接。子網(wǎng)主節(jié)點到每個域的域主節(jié)點采用主動星型的連接與實現(xiàn)方式，主動星型連接方式的基本功能為轉發(fā)接收到的數(shù)據(jù)流到所有其它的網(wǎng)絡分支。同時子網(wǎng)主節(jié)點與子網(wǎng)主節(jié)點之間的通信采用基于Flex Ray總線的雙通道方案進行。域節(jié)點之間通過低成本的CAN總線通信。
[0020]本實施例中，該基于FlexRay總線的級聯(lián)雙通道主動星型骨干網(wǎng)包括若干個功能控制子網(wǎng)，如圖1虛線方框中所示的動力底盤控制子網(wǎng)，車身娛樂控制子網(wǎng)，顯示連通控制子網(wǎng)；各子網(wǎng)可進一步細分為功能控制域，如圖1中虛線橢圓框中所示的底盤控制域、動力控制域、車身控制域、信息娛樂域、信息顯示域、車輛連通域。每個功能控制域內進一步包括至少一個模塊，每個模塊均包括一個域從節(jié)點。如信息顯示域包括抬頭顯示模塊；車輛連通域包括OBD接口模塊；底盤控制域包括電子穩(wěn)定控制模塊、方向盤轉角傳感器模塊、電動助力轉向模塊、四輪驅動模塊、后雷達攝像頭模塊、前雷達攝像頭模塊等；動力控制域包括發(fā)動機控制模塊、變速器控制模塊、電子換擋器模塊、安全氣囊模塊等；車身控制域包括一鍵啟動模塊、空調控制模塊、胎壓監(jiān)測模塊、車窗控制模塊、電源管理模塊等；信息娛樂域包括電視模塊、音頻模塊、3G通信模塊等。該網(wǎng)絡中的所有的控制器節(jié)點分為三類，分別是主動星型節(jié)點(即子網(wǎng)主節(jié)點)，域主節(jié)點，域從節(jié)點。域從節(jié)點均連接該域內的域主節(jié)點，從而同一個域內的從節(jié)點通過該域內的主節(jié)點連接和通信。
[0021]具有功能性緊密聯(lián)系的域節(jié)點之間通信較為頻繁，將其劃分為一個特定的域，例如底盤控制域、動力控制域、車身控制域、信息娛樂域、信息顯示域、車輛連通域。所謂功能性緊密聯(lián)系是指一個域主節(jié)點的功能實現(xiàn)主要依賴于其所在功能域內部的通信信息，只有少部分依賴于其它域內的通信信息或者不依賴于其它域的通信信息，即域主節(jié)點的功能實現(xiàn)依賴于其所在功能域內的通信信息的程度大于一定閾值，該閾值為設定值。例如，動力控制域中的發(fā)動機控制模塊、變速器控制器模塊，電子換擋器模塊之間功能緊密聯(lián)系，電子換擋器的檔位信息輸入給變速器控制器模塊實現(xiàn)換擋控制功能，發(fā)動機控制模塊輸出的發(fā)動機轉速、升降扭矩控制、暖機循環(huán)等信號輸入給變速器實現(xiàn)換擋控制功能；信息顯示域僅實現(xiàn)檔位顯示功能，而跟方向盤轉角傳感器、電動轉向控制模塊、空調控制模塊等其它域則沒有通信信息交互。
[0022]域主節(jié)點不但管理該域內所有節(jié)點的通信行為，例如網(wǎng)絡管理、模式管理等功能，并且還是該域與其他域、外部設備進行通信的接口，例如對其它域節(jié)點的診斷就是通過域主節(jié)點進行的。
[0023]同樣，對于有緊密互聯(lián)性的域們劃分為一個功能子網(wǎng)，例如底盤控制域和動力控制域在汽車中會有緊密的聯(lián)系，比如電子穩(wěn)定控制模塊，除了依賴方向盤轉角傳感器外，還緊密聯(lián)系發(fā)動機控制模塊，而一個域又不能容納所有域節(jié)點的時候，則可以將其劃分為動力底盤控制子網(wǎng)，每一個子網(wǎng)會設置一個子網(wǎng)主節(jié)點，該子網(wǎng)主節(jié)點即為骨干網(wǎng)的主動星節(jié)點(activestar)。
[0024]域主節(jié)點與星型主節(jié)點之間、星型主節(jié)點與星型主節(jié)點之間通過雙通道的干線連接，在正常情況下星型主節(jié)點只通過一條干線傳輸，當該干線出現(xiàn)故障的情況下啟用另外一條干線，從而實現(xiàn)了故障可操作性。
[0025]本發(fā)明采用結合了雙通道級聯(lián)、主動星型的FlexRay總線骨干網(wǎng)，另外功能域內部采用了低成本的CAN總線網(wǎng)絡。雙通道級聯(lián)的引入了冗余通道增加了容錯等級；主動星型的引入不但可以將一個功能域內的數(shù)據(jù)流傳遞到所有其它功能域，而且可以增加FlexRay總線線束長度；具有1Mbps通信速率的FlexRay (是CAN總線的20倍)總線骨干網(wǎng)的引入滿足了實時性、可靠性的大數(shù)據(jù)量的傳輸?shù)男枨?；單個功能域內的域節(jié)點通過CAN總線可進行直接通信就能滿足局部通信需求，不必采用FlexRay網(wǎng)絡通信。
[0026]本發(fā)明拓撲網(wǎng)絡采用了級聯(lián)的骨干網(wǎng)絡拓撲，使整車不再采用中央網(wǎng)關的通信方式，從而避免了網(wǎng)關繁重的信號路由負擔；同時根據(jù)每一個域的位置合理布置整車線束；采用了主動星型的連接方式，使得子網(wǎng)主節(jié)點能夠主動而智能的檢測網(wǎng)絡傳輸情況，并采用優(yōu)秀的容錯方法進行通信，并且同一個子網(wǎng)的各個域之間的通信可以不通過骨干網(wǎng)絡傳輸從而保證了通信的實時性；雙通道的傳輸方式使得骨干網(wǎng)在任何一條網(wǎng)絡出現(xiàn)故障的情況下依然能夠保證信息傳輸，從而實現(xiàn)故障可操作性。
[0027]上述的對實施例的描述是為便于該【技術領域】的普通技術人員能理解和應用本發(fā)明。熟悉本領域技術的人員顯然可以容易地對這些實施例做出各種修改，并把在此說明的一般原理應用到其他實施例中而不必經(jīng)過創(chuàng)造性的勞動。因此，本發(fā)明不限于這里的實施例，本領域技術人員根據(jù)本發(fā)明的揭示，不脫離本發(fā)明范疇所做出的改進和修改都應該在本發(fā)明的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種拓撲網(wǎng)絡，其特征在于:包括至少一個子網(wǎng)，每個所述子網(wǎng)包括一個子網(wǎng)主節(jié)點；所述子網(wǎng)包括至少一個域，每個所述域包括一個域主節(jié)點； 所述每個子網(wǎng)之間通過所述子網(wǎng)主節(jié)點連接，采用基于Flex Ray總線通信；所述每個域通過其域主節(jié)點與所在子網(wǎng)的子網(wǎng)主節(jié)點通信。
2.根據(jù)權利要求1所述的拓撲網(wǎng)絡，其特征在于:所述子網(wǎng)主節(jié)點之間通過雙通道連接。
3.根據(jù)權利要求1所述的拓撲網(wǎng)絡，其特征在于:所述域主節(jié)點與其所在子網(wǎng)的子網(wǎng)主節(jié)點連接，屬于同一個所述子網(wǎng)的域之間通過各自所述域主節(jié)點和所在子網(wǎng)的子網(wǎng)主節(jié)點通信。
4.根據(jù)權利要求1所述的拓撲網(wǎng)絡，其特征在于:所述域主節(jié)點和所述主網(wǎng)主節(jié)點之間通過Flex Ray總線通信。
5.根據(jù)權利要求1所述的拓撲網(wǎng)絡，其特征在于:所述域內至少包含一個模塊，每個所述模塊均包括一個域從節(jié)點；同一個所述域的每個所述模塊之間通過各自所述域從節(jié)點連接，所述域從節(jié)點還與其所在域內的域主節(jié)點連接。
6.根據(jù)權利要求5所述的拓撲網(wǎng)絡，其特征在于:同一個所述域內的模塊之間通過CAN總線通信。
7.根據(jù)權利要求1所述的拓撲網(wǎng)絡，其特征在于:所述域主節(jié)點的功能實現(xiàn)依賴于所在域內通信信息的程度大于第一閾值；第一閾值為設定值。
8.根據(jù)權利要求1所述的拓撲網(wǎng)絡，其特征在于:所述子網(wǎng)主節(jié)點的功能實現(xiàn)依賴于所在子網(wǎng)內通信信息的程度大于第二閾值；所述第二閾值為設定值。
9.根據(jù)權利要求1所述的拓撲網(wǎng)絡，其特征在于:所述拓撲網(wǎng)絡為車載拓撲網(wǎng)絡，包括顯示連通子網(wǎng)、動力底盤控制子網(wǎng)和車身娛樂控制子網(wǎng)。
10.根據(jù)權利要求9所述的拓撲網(wǎng)絡，其特征在于:所述顯示連接子網(wǎng)包括信息顯示域和車輛連通域；所述動力底盤控制子網(wǎng)包括底盤控制域和動力控制域；所述車身娛樂控制子網(wǎng)包括車身控制域和信息娛樂域。
【文檔編號】H04L12/40GK104184815SQ201410430534
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2014年8月28日 優(yōu)先權日:2014年8月28日
【發(fā)明者】蔡偉杰, 趙益宏, 丁武俊, 熊想濤, 陳文強, 潘之杰, 吳成明, 馮擎峰 申請人:浙江吉利控股集團有限公司, 浙江吉利汽車研究院有限公司