機動車神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及機動車神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，其提供了一種車輛內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點模塊，該網(wǎng)絡(luò)節(jié)點模塊被設(shè)置為形成可重新配置的機動車神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。每個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點模塊包括用于執(zhí)行一個或多個操作的一個或多個子系統(tǒng)以及用于與一個或多個子系統(tǒng)通信的本地處理模塊。一旦本地處理模塊發(fā)生故障，則在一個或多個子系統(tǒng)和處理模塊之間耦接的開關(guān)將流量從一個或多個子系統(tǒng)重新路由到外部處理模塊中。
【專利說明】機動車神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明總體上涉及通信，并且更具體地涉及車輛內(nèi)的通信。
【背景技術(shù)】
[0002]如人們所知，車輛(例如機動車、卡車、公交車、農(nóng)用車、船舶和/或飛機)包括車輛通信網(wǎng)絡(luò)。取決于車輛內(nèi)的電子裝置的數(shù)量，車輛通信網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性不同。例如，許多更先進的車輛包括用于引擎控制、傳輸控制、防抱死制動、車身控制、排放控制等的電子模塊。為支持車輛內(nèi)的各種電子裝置，機動車工業(yè)已經(jīng)產(chǎn)生了眾多的通信協(xié)議。
[0003]圖1是現(xiàn)有技術(shù)的車輛通信網(wǎng)絡(luò)的示意性框圖，其示出各種總線協(xié)議和利用該協(xié)議的電子裝置。這些總線協(xié)議包括:(I) J1850和/或OBDII，其通常用于車輛診斷電子組件；(2)Intellibus，其通常用于電子引擎控制、其它車輛系統(tǒng)的傳輸控制(諸如空調(diào)控制)，并且其還可以用于線驅(qū)動的電子控制單元(E⑶)；(3)高速控制器局域網(wǎng)絡(luò)(CAN)，其通常用于制動系統(tǒng)和引擎管理系統(tǒng)；(4)分布式系統(tǒng)接口(DSI)和/或Bosch - Siemens - Temic(BST)，其通常用于安全相關(guān)的電子裝置；(5)byteflight，其通常用于安全關(guān)鍵電子裝置應(yīng)用；(6)本地互連網(wǎng)絡(luò)(LIN)，其通常用于智能致動器和/或智能傳感器；(7)低速控制器局域網(wǎng)絡(luò)(CAN)和/或Motorola? interconnect(MI),其通常用于諸如窗、反射鏡、座椅和/或空調(diào)控制的低速電子裝置；(8)移動媒體鏈路(MML)，國內(nèi)數(shù)字數(shù)據(jù)(domestic digitaldata) (D2B)、smartwireX、裝置間總線(IEBus)和/或媒體導(dǎo)向系統(tǒng)傳輸(MOST)，其通常用于支持車輛內(nèi)的多媒體電子裝置，諸如音頻頭單元和放大器、CD播放器、DVD播放器、蜂窩式連接、藍牙連接、外圍計算機連接、后座娛樂(RSE)單元、收音機、數(shù)字存儲和/或GPS導(dǎo)航系統(tǒng)；(9)低電壓差分信號(LVDS)，其通常用于支持抬頭顯示器、儀表板顯示器、其它數(shù)字顯示器、駕駛員輔助數(shù)字視頻攝像機，以及(10) FlexRay，其可用于安全關(guān)鍵特征和/或線控應(yīng)用。
[0004]為了使利用不同總線協(xié)議的電子組件相互通信可行，可在車輛網(wǎng)絡(luò)中包括一個或多個總線網(wǎng)關(guān)。例如，在安全相關(guān)的問題中，安全ECU可能需要與制動ECU和引擎控制ECU和/或傳輸控制ECU通信。在這個示例中，總線網(wǎng)關(guān)執(zhí)行某些程度的協(xié)議轉(zhuǎn)換從而便于在不同通信協(xié)議的ECU之間的通信。
[0005]除了提供多個車輛網(wǎng)絡(luò)協(xié)議以支持車輛內(nèi)的各種電子裝置以外，大多數(shù)車輛制造商還在努力提高燃料效率。在這方面，減少400磅的重量約相當于減少100瓦的持續(xù)功率消耗。因此，通過從車輛去除重量可提高燃料效率。如人們所知，典型的車輛包括400至600磅的布線，其是車輛中的第二重組件；引擎是最重的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明提供了一種車輛內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點模塊，包括:一個或多個子系統(tǒng)，用于執(zhí)行一個或多個操作；處理模塊，用于與所述一個或多個子系統(tǒng)通信；開關(guān)，耦接在所述一個或多個子系統(tǒng)和所述處理模塊之間；第一車輛網(wǎng)絡(luò)接口，用于將所述處理模塊耦接到車輛通信網(wǎng)絡(luò)；以及第二車輛網(wǎng)絡(luò)接口，用于將所述開關(guān)耦接到所述車輛通信網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的外部處理模塊；其中，在所述處理模塊發(fā)生故障時，所述開關(guān)將流量從所述一個或多個子系統(tǒng)重新路由到所述外部處理模塊。
[0007]優(yōu)選地，所述外部處理模塊經(jīng)由所述開關(guān)直接耦接到所述網(wǎng)絡(luò)節(jié)點模塊。
[0008]優(yōu)選地，所述外部處理模塊選自一組外部處理模塊。
[0009]優(yōu)選地，基于由所述一個或多個子系統(tǒng)執(zhí)行的所述一個或多個操作來選擇所述外部處理模塊。
[0010]優(yōu)選地，基于所述車輛通信網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的所述網(wǎng)絡(luò)節(jié)點模塊和所述外部處理模塊的相應(yīng)位置來選擇所述外部處理模塊。
[0011]優(yōu)選地，所述外部處理模塊處于包括一個或多個額外子系統(tǒng)的額外網(wǎng)絡(luò)節(jié)點模塊內(nèi)。
[0012]優(yōu)選地，所述車輛通信網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的所述網(wǎng)絡(luò)節(jié)點模塊、所述額外網(wǎng)絡(luò)節(jié)點模塊和其它網(wǎng)絡(luò)節(jié)點模塊在一個或多個層級配置中耦接在一起。
[0013]優(yōu)選地，所述車輛通信網(wǎng)絡(luò)是以太網(wǎng)絡(luò)。
[0014]優(yōu)選地，所述開關(guān)操作為經(jīng)由所述第二車輛網(wǎng)絡(luò)接口將在音視頻橋接流上的來自所述一個或多個子系統(tǒng)的以太網(wǎng)包切換到所述外部處理器。
[0015]優(yōu)選地，所述處理模塊被配置為經(jīng)由所述開關(guān)與所述一個或多個子系統(tǒng)通信以太網(wǎng)包。
[0016]優(yōu)選地，所述網(wǎng)絡(luò)節(jié)點模塊，進一步包括:第三車輛網(wǎng)絡(luò)接口，用于將所述處理模塊耦接到包括一個或多個額外子系統(tǒng)的額外網(wǎng)絡(luò)節(jié)點模塊的額外開關(guān)。
[0017]優(yōu)選地，所述處理模塊被配置為經(jīng)由所述第三車輛網(wǎng)絡(luò)接口和所述額外開關(guān)與所述一個或多個額外子系統(tǒng)通信以太網(wǎng)包。
[0018]優(yōu)選地，所述處理模塊進一步被配置為對從所述一個或多個子系統(tǒng)和所述一個或多個額外子系統(tǒng)接收的每個所述以太網(wǎng)包分配相應(yīng)的優(yōu)先權(quán)，以及基于所述相應(yīng)的優(yōu)先權(quán)來處理每個所述以太網(wǎng)包。
[0019]優(yōu)選地，所述處理模塊進一步被配置為利用安全機制與所述一個或多個額外子系統(tǒng)通信。
[0020]優(yōu)選地，所述開關(guān)是三端口開關(guān)，所述三端口開關(guān)具有耦接到所述處理模塊的第一端口、耦接到所述第二車輛通信接口的第二端口以及耦接到將所述一個或多個子系統(tǒng)耦接到所述開關(guān)的以太網(wǎng)總線的第三端口。
[0021]優(yōu)選地，所述開關(guān)包括將所述處理模塊耦接到所述一個或多個子系統(tǒng)的中央開關(guān)，以及將所述一個或多個子系統(tǒng)耦接到多個外部處理模塊的選擇器開關(guān)，在所述處理模塊發(fā)生故障時，則所述選擇器開關(guān)選擇所述多個外部處理模塊中的至少一個。
[0022]優(yōu)選地，所述一個或多個子系統(tǒng)包括傳感器、致動器、電子控制單元和信息娛樂裝置中的至少一個。
[0023]優(yōu)選地，所述網(wǎng)絡(luò)節(jié)點模塊，進一步包括:耦接在所述一個或多個子系統(tǒng)和所述處理模塊之間并且耦接到所述第二車輛通信接口的冗余開關(guān)。
[0024]本發(fā)明還提供了一種機動車神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，包括:多個以太網(wǎng)鏈路，形成車輛通信網(wǎng)絡(luò)；以及多個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點模塊，經(jīng)由所述多個以太網(wǎng)鏈路耦接，其中所述多個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點模塊中的每個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點模塊包括:一個或多個子系統(tǒng)，用于執(zhí)行一個或多個操作；處理模塊，用于與所述一個或多個子系統(tǒng)通信；開關(guān)，耦接在所述一個或多個子系統(tǒng)和所述處理模塊之間；第一車輛網(wǎng)絡(luò)接口，用于將所述處理模塊耦接到所述車輛通信網(wǎng)絡(luò)；以及第二車輛網(wǎng)絡(luò)接口，用于將所述開關(guān)耦接到所述車輛通信網(wǎng)絡(luò)的另一個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點模塊內(nèi)的外部處理模塊；其中，在所述處理模塊發(fā)生故障時，則所述開關(guān)將流量從所述一個或多個子系統(tǒng)重新路由到所述外部處理模塊。
[0025]本發(fā)明還提供了一種車輛內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點模塊，包括:一個或多個子系統(tǒng)，用于執(zhí)行一個或多個操作；本地處理模塊，用于與所述一個或多個子系統(tǒng)通信；第一車輛網(wǎng)絡(luò)接口，用于將所述本地處理模塊耦接到所述車輛通信網(wǎng)絡(luò)；以及第二車輛網(wǎng)絡(luò)接口，用于經(jīng)由所述車輛通信網(wǎng)絡(luò)將所述本地處理模塊耦接到包括一個或多個額外子系統(tǒng)的額外網(wǎng)絡(luò)節(jié)點模塊的開關(guān)；其中，所述本地處理模塊被配置為在與所述額外網(wǎng)絡(luò)節(jié)點模塊關(guān)聯(lián)的額外處理模塊發(fā)生故障時，經(jīng)由所述第二車輛網(wǎng)絡(luò)接口與所述一個或多個額外子系統(tǒng)通信。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0026]圖1是現(xiàn)有技術(shù)的車輛通信網(wǎng)絡(luò)的示意性框圖；
[0027]圖2是根據(jù)本發(fā)明的機動車神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的實施方式的示意性框圖；
[0028]圖3是根據(jù)本發(fā)明的機動車神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的示例性實施方式的示意性框圖；
[0029]圖4是根據(jù)本發(fā)明的機動車神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)可重新配置的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點模塊的實施方式的示意性框圖；
[0030]圖5是根據(jù)本發(fā)明的機動車神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)可重新配置的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點模塊的實施方式的示意性框圖；
[0031]圖6是根據(jù)本發(fā)明的機動車神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)可重新配置的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點模塊的另一實施方式的示意性框圖；
[0032]圖7是根據(jù)本發(fā)明的機動車神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的另一示例性實施方式的示意性框圖；
[0033]圖8是根據(jù)本發(fā)明的機動車神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)可重新配置的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點模塊的另一實施方式的示意性框圖；
[0034]圖9是根據(jù)本發(fā)明的機動車神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)可重新配置的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點模塊的另一實施方式的示意性框圖；
[0035]圖10是根據(jù)本發(fā)明的機動車神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的另一可重新配置的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點模塊的示意性框圖；
[0036]圖11是根據(jù)本發(fā)明的機動車神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)重新配置處理的邏輯圖。
【具體實施方式】
[0037]圖2是機動車神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)10的實施方式的示意性框圖，該機動車神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)10包括(例如基于以太網(wǎng)的)車輛通信系統(tǒng)20、多個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點模塊30、網(wǎng)關(guān)40、一個或多個通信鏈路50、網(wǎng)絡(luò)管理器60、功率管理器70和存儲器80。該通信鏈路50可包括有線和/或無線接口從而支持與蜂窩裝置、藍牙裝置、紅外線裝置和/或計算機外圍裝置的連接。例如，藍牙收發(fā)器可耦接到車輛通信網(wǎng)絡(luò)20從而支持與便攜式音頻/視頻單元、耳機等的藍牙通信。
[0038]該車輛通信網(wǎng)絡(luò)20包括多個橋接路由模塊和多個開關(guān)模塊(其示例在圖7中示出)。在車輛通信網(wǎng)絡(luò)20內(nèi)，橋接路由模塊冗余地耦接到一個或多個相鄰的橋接路由模塊，并且開關(guān)模塊冗余地耦接到一個或多個橋接路由模塊。車輛通信網(wǎng)絡(luò)20可劃分為經(jīng)由數(shù)據(jù)橋耦接在一起的子網(wǎng)絡(luò)。例如，車輛通信網(wǎng)絡(luò)20可包括數(shù)據(jù)橋、可操作地耦接到網(wǎng)絡(luò)節(jié)點模塊30的第一子組的第一子網(wǎng)絡(luò)、以及可操作地耦接到網(wǎng)絡(luò)節(jié)點模塊30的第二子組的第二子網(wǎng)絡(luò)。該數(shù)據(jù)橋有助于(例如啟動、發(fā)出指令、執(zhí)行等)在第一和第二子網(wǎng)絡(luò)之間的包的子組的通信。
[0039]網(wǎng)關(guān)40可包括一個或多個無線收發(fā)器從而支持與諸如蜂窩網(wǎng)絡(luò)或家庭網(wǎng)絡(luò)的一個或多個外部網(wǎng)絡(luò)的通信，和/或支持用于與機動車服務(wù)供應(yīng)商、機動車制造商等通信的診斷端口。該無線收發(fā)器包括網(wǎng)絡(luò)接口，該網(wǎng)絡(luò)接口使得能夠?qū)o線收發(fā)器連接到車輛通信網(wǎng)絡(luò)20。
[0040]網(wǎng)絡(luò)節(jié)點模塊30均可包括例如網(wǎng)絡(luò)接口、處理模塊以及至少一個裝置。如果該裝置是模擬裝置，則網(wǎng)絡(luò)節(jié)點模塊30進一步包括模數(shù)轉(zhuǎn)換器和/或數(shù)模轉(zhuǎn)換器。該裝置可包括傳感器、致動器、智能傳感器、智能致動器、電子控制單元(ECU)和/或控制裝置。作為另一個示例，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點模塊30可包括車輛組件，諸如開關(guān)電路模塊、可操作地耦接到開關(guān)電路模塊上的多個網(wǎng)絡(luò)接口、可操作地耦接到開關(guān)電路模塊上的一個或多個處理模塊、以及可操作地耦接到一個或多個處理模塊上的多個裝置。將參考圖3至圖10更詳細地討論網(wǎng)絡(luò)節(jié)點模塊30的各種示例。
[0041]網(wǎng)絡(luò)管理器60執(zhí)行各種功能從而協(xié)調(diào)車輛通信網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的包通信，并且促進網(wǎng)絡(luò)資源管理。例如，網(wǎng)絡(luò)管理器60可基于各包的內(nèi)容并且根據(jù)全局車輛網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議，經(jīng)由車輛通信網(wǎng)絡(luò)20來協(xié)調(diào)在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點模塊30、存儲器80以及網(wǎng)關(guān)40之間的包通信。全局車輛網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議包括關(guān)于以下項的信息:例如包格式化、包傳輸優(yōu)先級方案(例如關(guān)鍵任務(wù)包具有較高優(yōu)先級，信息娛樂(信息和/或娛樂)包具有較低優(yōu)先級，等)、網(wǎng)絡(luò)管理處理(例如車輛通信網(wǎng)絡(luò)資源和耦接到車輛通信網(wǎng)絡(luò)上的裝置)、以及車輛網(wǎng)絡(luò)操作參數(shù)(例如網(wǎng)絡(luò)配置管理)。
[0042]作為另一個示例，網(wǎng)絡(luò)管理器60促進(例如啟動、發(fā)出指令、執(zhí)行等)網(wǎng)絡(luò)資源管理從而根據(jù)全局車輛網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議經(jīng)由車輛通信網(wǎng)絡(luò)20支持包通信。例如，網(wǎng)絡(luò)管理器60執(zhí)行訪問優(yōu)先級管理、帶寬分配管理、包冗余管理、鏈路冗余管理、數(shù)據(jù)傳輸延遲管理、鏈路診斷、網(wǎng)絡(luò)安全性、虛擬局域網(wǎng)絡(luò)設(shè)置、傳統(tǒng)包/幀管理、添加和/或刪除對網(wǎng)絡(luò)訪問的裝置
坐寸ο
[0043]功率管理器70與網(wǎng)絡(luò)管理器60配合運行從而優(yōu)化車輛通信網(wǎng)絡(luò)20和/或耦接到其上的裝置的功率消耗。例如，功率管理器70可單獨管理裝置、可管理和隔離裝置、和/或可管理到網(wǎng)絡(luò)接口的功率。該功率管理包括睡眠喚醒模式、通斷電源模式、使用中功耗降低技術(shù)(例如減少電源電壓、降低時鐘速率、電流限制等)、和/或在物理層利用低功率通信鏈路。
[0044]存儲器80可以是各種存儲器裝置，諸如非易失性存儲器、易失性存儲器、磁盤驅(qū)動、內(nèi)存、固態(tài)存儲器和/或其它類型的存儲器。存儲器80可用于存儲多媒體文件(例如視頻文件、音頻文件等)、電子控制單元應(yīng)用程序、多媒體應(yīng)用程序、診斷數(shù)據(jù)、性能數(shù)據(jù)和/或與車輛用途和/或性能相關(guān)的任何其它數(shù)據(jù)。
[0045]在操作的示例中，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點模塊30 (例如傳感器)根據(jù)全局車輛網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議產(chǎn)生包(例如根據(jù)關(guān)于包的格式化的信息來格式化包)。網(wǎng)絡(luò)節(jié)點模塊30然后根據(jù)全局車輛網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議經(jīng)由車輛通信網(wǎng)絡(luò)20傳輸包。例如,車輛通信網(wǎng)絡(luò)20基于包的內(nèi)容類型(和目的地地址)將包路由到另一個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點模塊30，和/或到網(wǎng)關(guān)40或通信鏈路50。
[0046]在示例性實施方式中，車輛通信網(wǎng)絡(luò)20具有使在車輛內(nèi)的多個電子裝置之間的基于包/幀的通信可行的以太網(wǎng)總線結(jié)構(gòu)(或其它包/幀結(jié)構(gòu))。此外，車輛通信網(wǎng)絡(luò)20是半靜態(tài)網(wǎng)絡(luò)，從而允許預(yù)先配置的掃描樹被用于網(wǎng)絡(luò)的快速重新配置；車輛通信網(wǎng)絡(luò)20已配置了對于至少一些裝置專用的帶寬分配從而確保對于關(guān)鍵任務(wù)和一些非關(guān)鍵任務(wù)應(yīng)用程序的特定水平的數(shù)據(jù)吞吐量；車輛通信網(wǎng)絡(luò)20支持虛擬局域網(wǎng)絡(luò)；車輛通信網(wǎng)絡(luò)20支持集中式和/或分布式總線監(jiān)視系統(tǒng)；車輛通信網(wǎng)絡(luò)20將新類型的包用于機動車控制；車輛通信網(wǎng)絡(luò)20支持裝置更換和/或新裝置安裝的安全和認證；車輛通信網(wǎng)絡(luò)20支持通過冗余路徑的無損以太網(wǎng)傳輸；車輛通信網(wǎng)絡(luò)20支持用于關(guān)鍵任務(wù)包的低延遲協(xié)議；和/或車輛通信網(wǎng)絡(luò)20支持快速鏈路故障處理。
[0047]圖3是機動車神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的示例性實施方式的示意性框圖,該機動車神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)包括車輛通信系統(tǒng)20、一個或多個通信鏈路50、網(wǎng)關(guān)40、網(wǎng)絡(luò)管理器60、功率管理器70、一個或多個多媒體處理模塊134、多個用戶輸入和/或輸出接口 136 (例如座椅調(diào)整、窗控制、無線電控制、反射鏡控制、GPS控制、巡航控制等)、以及多個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點模塊。每個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點模塊包括用于耦接車輛通信網(wǎng)絡(luò)20的網(wǎng)絡(luò)接口和至少一個裝置。
[0048]裝置可包括引擎管理電子控制單元138、引擎管理致動器140、引擎管理傳感器142、引擎控制電子控制單元144、引擎控制致動器146、引擎控制傳感器148、診斷電子控制單元150、診斷傳感器152、診斷致動器154、窗電子控制單元156、窗致動器158、窗傳感器160、反射鏡電子控制單元162、反射鏡致動器164、反射鏡傳感器166、座椅電子控制單元168、座椅致動器170、座椅傳感器172、空調(diào)電子控制單元174、空調(diào)致動器176、空調(diào)傳感器178、安全傳感器電子控制單元180、安全致動器182、安全傳感器184、安全關(guān)鍵應(yīng)用程序電子控制單元186、安全關(guān)鍵致動器188、安全關(guān)鍵傳感器190、制動系統(tǒng)電子控制單元192、制動致動器194、制動傳感器196、線控應(yīng)用電子控制單元198、線控致動器200、線控傳感器202、傳輸控制電子控制單元204、傳輸傳感器206、傳輸致動器208、車輛系統(tǒng)電子控制單元210、車輛系統(tǒng)致動器212、車輛系統(tǒng)傳感器214、DVD播放器216、蜂窩電話接口 218、藍牙接口 220、計算機外圍接口 222、后座娛樂接口和/或單元224、收音機226、數(shù)字存儲228、⑶播放器230、攝像機232、顯示器234、抬頭顯示器236、GPS導(dǎo)航系統(tǒng)238、紅外線傳感器240、射頻傳感器242、智能致動器244和/或智能傳感器246中的每個的一個或多個。
[0049]多媒體處理模塊134為車輛提供音頻、視頻、文本和/或圖形處理。例如,多媒體處理模塊134可支持GPS導(dǎo)航系統(tǒng)，將渲染視頻和/或圖形圖像提供給顯示器，處理由攝像機接收的數(shù)字圖像，和/或?qū)D像提供給車輛內(nèi)的其它音頻/視頻設(shè)備。多媒體處理模塊134可以是單個處理裝置或多個處理裝置。該處理裝置可以是基于電路的硬編碼和/或操作指令來操作信號(模擬和/或數(shù)字)的微處理器、微控制器、數(shù)字信號處理器、微計算機、中央處理單元、現(xiàn)場可編程門陣列、可編程邏輯器件、狀態(tài)機和/或任何裝置。多媒體處理模塊134可進一步具有關(guān)聯(lián)的存儲器和/或存儲器元件，其可以是單個存儲器裝置，多個存儲器裝置，和/或處理模塊的嵌入電路。該存儲器裝置可以是只讀存儲器、隨機存取存儲器、易失性存儲器、非易失性存儲器、靜態(tài)存儲器、動態(tài)存儲器、閃存存儲器、高速緩沖存儲器和/或存儲數(shù)字信息的任何裝置。應(yīng)注意，如果多媒體處理模塊134包括多于一個的處理裝置，則該處理裝置可以集中布置(例如經(jīng)由有線和/或無線總線結(jié)構(gòu)直接耦接在一起)或可以分布布置(例如通過經(jīng)由局域網(wǎng)絡(luò)和/或廣域網(wǎng)絡(luò)的直接耦接來云計算)。應(yīng)進一步注意，當多媒體處理模塊134經(jīng)由狀態(tài)機、模擬電路、數(shù)字電路和/或邏輯電路實現(xiàn)一個或多個其功能時，存儲相應(yīng)的操作指令的存儲器和/或存儲器元件可嵌入在電路內(nèi)或外接至電路，該電路包括狀態(tài)機、模擬電路、數(shù)字電路和/或邏輯電路。應(yīng)更進一步注意，存儲器元件存儲并且多媒體處理模塊134執(zhí)行與在一個或多個附圖中示出的至少一些步驟和/或功能對應(yīng)的硬編碼和/或操作指令。
[0050]由于每個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點模塊可包括一個或多個這些車輛裝置，所以每個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點模塊通常包括可與車輛裝置和網(wǎng)絡(luò)管理器60通信的本地處理模塊。例如，本地處理模塊可發(fā)送狀態(tài)并且中繼命令到網(wǎng)絡(luò)管理器60中。該分散的本地處理可影響車輛的可靠性。例如，本地處理模塊造成網(wǎng)絡(luò)中額外的單點故障，其可導(dǎo)致較高的整體維護需求。此外，如果處理模塊管理多個車輛裝置，則處理模塊故障的故障將導(dǎo)致由該處理模塊管理的每個車輛裝置的故障。此外，因為復(fù)雜性隨著對更智能的車輛的需求而增加，所以本地處理模塊的任何額外嵌套可使調(diào)試和故障隔離甚至更加困難。盡管在組件級別上的冗余可提高可靠性，但該冗余是昂貴的并且需要更多的空間和布線。
[0051 ] 在各種實施方式中，本文中描述的技術(shù)描述說明并且提供實現(xiàn)機動車神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的可重新配置的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點模塊。更具體地，可重新配置的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點模塊利用開關(guān)從而將流量從由發(fā)生故障的本地處理模塊管理的車輛裝置重新路由到車輛通信網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的另一個處理模塊。這允許受影響的車輛裝置的功能繼續(xù)直到可以修復(fù)發(fā)生故障的本地處理模塊為止。此外，通過該機動車神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可快速并且容易地實現(xiàn)調(diào)試和故障隔離。
[0052]圖4是可重新配置的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點模塊30的實施方式的示意性框圖，該網(wǎng)絡(luò)節(jié)點模塊30包括處理模塊310、存儲器312、第一網(wǎng)絡(luò)接口 330、一個或多個子系統(tǒng)340、開關(guān)360和第二網(wǎng)絡(luò)接口 370。一個或多個子系統(tǒng)340 (子系統(tǒng)A、子系統(tǒng)B和子系統(tǒng)C)對應(yīng)于如圖3中所示的一個或多個車輛裝置。例如，子系統(tǒng)340可以是傳感器和致動器、電子控制單元、用戶輸入裝置、用戶輸出裝置、通信裝置、信息娛樂(多媒體)裝置等。
[0053]處理模塊310實現(xiàn)局域網(wǎng)絡(luò)節(jié)點管理功能(其可例如包括本地管理的優(yōu)先級方案)。存儲器320包括由處理模塊310利用以便執(zhí)行各種操作(諸如數(shù)據(jù)輸入/輸出、包處理和車輛操作)的數(shù)據(jù)。
[0054]處理模塊310經(jīng)由第一網(wǎng)絡(luò)接口 330耦接到車輛通信網(wǎng)絡(luò)。該處理模塊310進一步經(jīng)由開關(guān)360和以太網(wǎng)總線350耦接到一個或多個子系統(tǒng)340。在示例性實施方式中，以太網(wǎng)總線350包括將一個或多個子系統(tǒng)340耦接到處理模塊310的多個以太網(wǎng)鏈路(例如雙絞線、同軸電纜、第5類電纜、光纖等)。例如，以太網(wǎng)總線350可將一個或多個子系統(tǒng)340與開關(guān)360菊花式鏈接，或可經(jīng)由集線器或交換機將一個或多個子系統(tǒng)340耦接到開關(guān)360。開關(guān)360進一步經(jīng)由第二網(wǎng)絡(luò)接口 370將一個或多個子系統(tǒng)340耦接到車輛通信網(wǎng)絡(luò)(未示出)內(nèi)的外部處理模塊。
[0055]在操作的示例中，子系統(tǒng)340中的一個(諸如子系統(tǒng)A)的產(chǎn)生外發(fā)裝置包(或幀)。在這個示例中，子系統(tǒng)A經(jīng)由以太網(wǎng)總線350將包提供給處理模塊310。雖然沒有示出，但是緩沖區(qū)可接收以太網(wǎng)包并且暫時存儲用于處理模塊310的以太網(wǎng)包。處理模塊310可進一步基于優(yōu)先級方案管理緩沖區(qū)(例如隊列)中包的輸入和輸出。例如，處理模塊310可解譯包從而確定包的源、目的地和類型，并且然后基于包的源、目的地和類型(例如關(guān)鍵任務(wù)包、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議包、車輛操作包和/或信息娛樂包)來確定本地管理的優(yōu)先級方案。
[0056]處理模塊310可進一步在由車輛通信網(wǎng)絡(luò)利用的全局車輛網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議和由子系統(tǒng)A利用的特定車輛裝置通信協(xié)議(例如CAN、FlexRay等)之間轉(zhuǎn)換。例如處理模塊310可將車輛裝置通信協(xié)議的以太網(wǎng)包轉(zhuǎn)換成全局網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議的以太網(wǎng)包。備選地，處理模塊310可將子系統(tǒng)A的車輛裝置通信包封裝到全局車輛網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議包中。
[0057]此外，處理模塊310可進一步確定保護包的級別、優(yōu)先級、安全性和/或隱私。處理模塊310可進一步基于包的各方面來確定，是否將在包上本地執(zhí)行任何其它具體的處理，并且如果是的話，則處理模塊310執(zhí)行必要的處理。在一些實施方式中，確定對于包的處理可包括基于包內(nèi)容類型來確定包路由參數(shù)。一旦已經(jīng)處理了包，則處理模塊310可喚起路由功能，從而根據(jù)包得優(yōu)先級和/或安全級來將包轉(zhuǎn)發(fā)或路由到其目的地(可以在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點模塊30內(nèi)的內(nèi)部或車輛通信網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的外部)。
[0058]當處理模塊310運行時，開關(guān)360將一個或多個子系統(tǒng)340耦接到處理模塊310。然而，根據(jù)本發(fā)明的實施方式，當處理模塊310發(fā)生故障時，開關(guān)360經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)接口 370將流量從一個或多個子系統(tǒng)340重新路由到外部處理模塊。例如，在一個或多個子系統(tǒng)340包括多媒體裝置的實施方式中，開關(guān)360可操作從而將在音視頻橋接流上的由多媒體裝置產(chǎn)生的包切換到外部處理模塊。外部處理模塊可以是另一個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點模塊(附近或遠程)內(nèi)的本地處理模塊、車輛通信網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的中央處理模塊(例如圖2至圖3的網(wǎng)絡(luò)管理器)、專用處理模塊(例如用于多個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點模塊的冗余或備份處理模塊)或另一外部處理模塊。
[0059]車輛通信網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的管理系統(tǒng)重新配置子系統(tǒng)340和/或開關(guān)360從而將包重新路由到外部處理模塊。在一個實施方式中，當本地處理模塊310發(fā)生故障時，中央管理系統(tǒng)(例如中央處理模塊)重新配置子系統(tǒng)340。例如，中央處理模塊可發(fā)送周期控制信號給本地處理模塊310，并且在確定本地處理模塊310發(fā)生故障(例如從處理模塊接收不到響應(yīng)或確定處理模塊不能執(zhí)行其分配的任務(wù))時，將外部處理模塊的MAC地址提供給網(wǎng)絡(luò)節(jié)點模塊30內(nèi)的子系統(tǒng)340，使得包經(jīng)由開關(guān)360和接口 370從子系統(tǒng)340重新路由到外部處理模塊。
[0060]在另一個實施方式中，利用分布式管理系統(tǒng)。例如，管理系統(tǒng)可分布在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點模塊30的子組之間或外部處理模塊本身之間。在后一示例中，外部處理模塊可發(fā)送周期控制信號給本地處理模塊310，并且在確定本地處理模塊310發(fā)生故障時，將其MAC地址提供給子系統(tǒng)340，使得包經(jīng)由開關(guān)360和接口 370重新路由。在又一個實施方式中，本地處理模塊310和外部處理模塊可設(shè)置在VLAN上，并且管理系統(tǒng)可重新配置開關(guān)360使得當本地處理模塊310發(fā)生故障時包重新路由到外部處理模塊。網(wǎng)絡(luò)節(jié)點模塊30的重新配置的許多變化是可能的，并且本發(fā)明不限于任何特定類型的重新配置。
[0061]在一個實施方式中，開關(guān)360是三端口開關(guān)，該三端口開關(guān)具有耦接到處理模塊310的第一端口，耦接到以太網(wǎng)總線350的第二端口，以及耦接到第二網(wǎng)絡(luò)接口 370的第三端口。在另一個實施方式中，開關(guān)360包括用于耦接到兩個或更多外部處理模塊的多個開關(guān)。
[0062]處理模塊310可以是單個處理裝置或多個處理裝置。該處理裝置可以是基于電路的硬編碼和/或操作指令來操作信號(模擬和/或數(shù)字)的微處理器、微控制器、數(shù)字信號處理器、微計算機、中央處理單元、現(xiàn)場可編程門陣列、可編程邏輯器件、狀態(tài)機、邏輯電路、模擬電路、數(shù)字電路和/或任何裝置。處理模塊310可具有關(guān)聯(lián)的存儲器和/或存儲器元件，其可以是單個存儲器裝置、多個存儲器裝置、和/或處理模塊的嵌入電路。該存儲器裝置可以是只讀存儲器、隨機存取存儲器、易失性存儲器、非易失性存儲器、靜態(tài)存儲器、動態(tài)存儲器、閃存存儲器、高速緩沖存儲器和/或存儲數(shù)字信息的任何裝置。應(yīng)注意，如果處理模塊310包括多于一個的處理裝置，則該處理裝置可以中心地布置(例如經(jīng)由有線和/或無線總線結(jié)構(gòu)直接耦接在一起)或可以分布布置(例如通過經(jīng)由局域網(wǎng)絡(luò)和/或廣域網(wǎng)絡(luò)直接耦接來云計算)。應(yīng)進一步注意，當處理模塊310經(jīng)由狀態(tài)機、模擬電路、數(shù)字電路和/或邏輯電路實現(xiàn)一個或多個其功能時，存儲相應(yīng)的操作指令的存儲器和/或存儲器元件可嵌入在電路內(nèi)或外部，該電路包括狀態(tài)機、模擬電路、數(shù)字電路和/或邏輯電路。應(yīng)更進一步注意，存儲器元件存儲并且處理模塊310執(zhí)行與在一個或多個附圖中示出的至少一些步驟和/或功能對應(yīng)的硬編碼和/或操作指令。
[0063]圖5是根據(jù)本發(fā)明的機動車神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的可重新配置的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點模塊的實施方式的示意性框圖。如圖5中所示，兩個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點模塊30A和30B可重新配置從而為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點模塊30A和30B內(nèi)的相應(yīng)本地處理模塊310A和310B提供故障處理保護。各個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點模塊310A和310B包括相應(yīng)的第一網(wǎng)絡(luò)接口 330A和330B、第二網(wǎng)絡(luò)接口 370A和370B、處理模塊310A和310B、存儲器320A和320B、開關(guān)360A和360B、以太網(wǎng)總線350A和350B以及子系統(tǒng)340。例如，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點模塊30A包括子系統(tǒng)A、子系統(tǒng)B和子系統(tǒng)C，而網(wǎng)絡(luò)節(jié)點模塊30B包括子系統(tǒng)D和子系統(tǒng)E。
[0064]網(wǎng)絡(luò)節(jié)點模塊30A進一步包括第三網(wǎng)絡(luò)接口 380，其經(jīng)由以太網(wǎng)鏈路390耦接到網(wǎng)絡(luò)節(jié)點模塊30B的第二網(wǎng)絡(luò)接口 370B。在一個實施方式中，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點模塊30A直接耦接到車輛通信網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點模塊30B (例如在任何中間裝置、路由器、組件或模塊的情況下)。在另一個示例中，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點模塊30A直接耦接到車輛通信網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點模塊30B。
[0065]當網(wǎng)絡(luò)節(jié)點模塊30B內(nèi)的處理模塊310B運行時，開關(guān)360B將子系統(tǒng)D和子系統(tǒng)E耦接到處理模塊310B。然而，當處理模塊310B發(fā)生故障時，開關(guān)360B經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)接口 370B和網(wǎng)絡(luò)接口 380將流量從子系統(tǒng)D和子系統(tǒng)E重新路由到網(wǎng)絡(luò)節(jié)點模塊30A內(nèi)的處理模塊310A 中。
[0066]因此，當處理模塊310B發(fā)生故障時，處理模塊310A管理來自子系統(tǒng)A至E的流量。在一個實施方式中，處理模塊310A可優(yōu)先處理(prioritize)從不同的子系統(tǒng)340接收的流量和/或從一個或多個子系統(tǒng)340接收的塊流量，從而確保滿足關(guān)鍵應(yīng)用程序的處理需要。例如，如果存在由于延遲、鏈路390的可用帶寬和/或處理模塊310A的處理能力而產(chǎn)生的限制，則處理模塊310A可指示子系統(tǒng)D和/或子系統(tǒng)E避免發(fā)送包或僅發(fā)送高優(yōu)先權(quán)包，直到解決限制。不同于減少受影響的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點模塊310B的功能組，處理模塊310A可改為指示子系統(tǒng)A、B和/或C避免發(fā)送包或僅發(fā)送高優(yōu)先權(quán)包。在另一個實施方式中，諸如專用的私人VPN和/或加密的安全技術(shù)可由與子系統(tǒng)D和E通信的處理模塊3IOA利用，從而允許控制流量穿過諸如信息娛樂開關(guān)的其它模塊。
[0067]在操作的示例中，當在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點模塊30A內(nèi)的處理模塊310A處接收到來自網(wǎng)絡(luò)節(jié)點模塊30B內(nèi)的子系統(tǒng)340中的一個(例如子系統(tǒng)D)的包時，處理模塊310A解譯包。該解譯包括確定包的類型(例如關(guān)鍵任務(wù)(例如來自制動/ABS傳感器)、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)、信息娛樂、車輛操作等)，并且可進一步包括確定包的目的地。確定包的類型包括確定由包承載的內(nèi)容類型(即包內(nèi)容類型)，并且可進一步包括確定包的保護、安全和或隱私級。
[0068]已識別包后，處理模塊310A基于包的各方面確定對于包的處理并且然后相應(yīng)地處理包。在一些實施方式中，確定對于包的處理包括從包的內(nèi)容和/或從包的源頭確定包的優(yōu)先級。例如，處理模塊310A可被配置為相對于從子系統(tǒng)D或子系統(tǒng)E中接收的包，優(yōu)先處理從子系統(tǒng)A、子系統(tǒng)B或子系統(tǒng)C接收的包。作為另一個示例，處理模塊310A可被配置為對于從子系統(tǒng)B或子系統(tǒng)C接收的包，優(yōu)先處理從子系統(tǒng)D接收的包，而非從子系統(tǒng)A或子系統(tǒng)E接收的包。存在由處理模塊310A優(yōu)先處理用于處理的包的多種可能的變化，并且本發(fā)明不限于任何特定的優(yōu)先處理方案。
[0069]作為具體的示例，當處理模塊310A確定包與關(guān)鍵任務(wù)操作相關(guān)時(基于包的內(nèi)容或源)，其為該包分配高的優(yōu)先級并且先于其它非關(guān)鍵任務(wù)包來處理該包。該處理可涉及例如訪問存儲器320A以確定是否將執(zhí)行任何特定的處理。如果不執(zhí)行特定的處理，則處理模塊310A可根據(jù)包得優(yōu)先級和/或安全級來喚起路由功能從而將包轉(zhuǎn)發(fā)或路由到目的地。如果處理模塊310A確定包確實具有特定的性能需求(例如在存儲器320A中存儲數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)發(fā)到用于傳輸?shù)酵獠垦b置的網(wǎng)關(guān)，在通信協(xié)議之間轉(zhuǎn)換等)，則處理模塊310A相應(yīng)地處理包。例如，大多數(shù)車輛通信網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的通信可使用默認的通信協(xié)議(例如IOOMbps或IGbps以太網(wǎng))，然而，一些車輛通信網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的通信可能偏離默認的通信協(xié)議。例如，在車輛通信網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的兩個模塊之間，可使用IOGb的以太網(wǎng)或在特定的模塊之間，可使用諸如200Mbps或2.5Gb以太網(wǎng)的非標準速度。
[0070]在處理模塊3IOA已經(jīng)處理包之后，處理模塊3IOA可根據(jù)其優(yōu)先級和/或安全級來喚起路由功能從而將處理的包轉(zhuǎn)發(fā)或路由到其目的地。由于包由網(wǎng)絡(luò)節(jié)點模塊30A外部的子系統(tǒng)產(chǎn)生，所以處理模塊310A可進一步訪問存儲器320A中的網(wǎng)絡(luò)拓撲信息從而轉(zhuǎn)發(fā)或路由處理的包。該網(wǎng)絡(luò)拓撲信息可包括例如從網(wǎng)絡(luò)節(jié)點30B接收的包的預(yù)先配置的掃描樹網(wǎng)絡(luò)拓撲的列表，或包括由于處理模塊310B的故障而導(dǎo)致的用于網(wǎng)絡(luò)重新配置的信息。
[0071]圖6是根據(jù)本發(fā)明的機動車神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)可重新配置的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點模塊的另一實施方式的示意性框圖。圖6中，兩個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點模塊30A和30B被示出為經(jīng)由車輛通信網(wǎng)絡(luò)20耦接。此外，中央處理模塊400 (例如圖2和圖3的網(wǎng)絡(luò)管理器)進一步耦接到車輛通信網(wǎng)絡(luò)20。在本實施方式中，當網(wǎng)絡(luò)節(jié)點模塊30A和30B內(nèi)的本地處理模塊發(fā)生故障時，中央處理模塊400控制網(wǎng)絡(luò)節(jié)點模塊30A和30B之間流量的重新路由。在一個實施方式中，中央處理模塊400控制車輛通信網(wǎng)絡(luò)20內(nèi)的每個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點模塊30A和30B。在另一個實施方式中，可采用多個分布式處理模塊400，每個控制車輛通信網(wǎng)絡(luò)20內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點模塊30A和30B的子組。
[0072]在一個操作示例中，中央處理模塊400可將周期控制信號發(fā)送到每個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點模塊30A和30B的處理模塊，并且當確定網(wǎng)絡(luò)節(jié)點模塊中一個的處理模塊(例如網(wǎng)絡(luò)節(jié)點模塊30A)已經(jīng)發(fā)生故障(例如通過處理模塊接收不到響應(yīng))時，中央處理模塊400可識別另一個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點模塊30B從而管理來自發(fā)生故障的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點模塊30A的流量，并且重新配置發(fā)生故障的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點模塊30A從而將流量從發(fā)生故障的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點模塊30A內(nèi)的一個或多個子系統(tǒng)重新路由到網(wǎng)絡(luò)節(jié)點模塊30B。例如，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點模塊30B可基于發(fā)生故障的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點模塊30A內(nèi)的一個或多個子系統(tǒng)執(zhí)行的操作類型，和/或基于車輛通信網(wǎng)絡(luò)內(nèi)發(fā)生故障的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點模塊30A的位置來選擇。流量可從發(fā)生故障的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點模塊30A直接路由到新的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點模塊30B (例如沒有通過中央處理模塊400)或通過中央處理模塊400。在后者的情況下，中央處理模塊400可具有耦接到其上的另一個開關(guān)從而將從發(fā)生故障的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點模塊30A接收的流量切換到其它網(wǎng)絡(luò)節(jié)點模塊30B。
[0073]圖7是根據(jù)本發(fā)明的機動車神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的車輛通信網(wǎng)絡(luò)20的另一示例性實施方式的示意性框圖。車輛通信網(wǎng)絡(luò)20包括多個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點模塊30、多個橋接路由模塊420、多個開關(guān)模塊410和中央處理模塊400。每個開關(guān)模塊410耦接到一個或多個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點模塊30，并且耦接到至少一個橋接路由模塊420。每個橋接路由模塊420進一步耦接到至少一個其它橋接路由模塊420。在橋接路由模塊420之間，橋接路由模塊420和中央處理模塊400之間，橋接路由模塊420和開關(guān)模塊410之間，以及開關(guān)模塊410和網(wǎng)絡(luò)節(jié)點模塊30之間的耦接包括以太網(wǎng)鏈路390(例如非屏蔽雙絞線、屏蔽雙絞線、同軸電纜、第5類或第6類電纜、光纖等)。
[0074]應(yīng)注意，或多或少的開關(guān)模塊410和橋接路由模塊420可包括在車輛通信網(wǎng)絡(luò)20中。此外應(yīng)注意，在開關(guān)模塊410和橋接路由模塊420之間的相應(yīng)連接可各自包括兩個或更多以太網(wǎng)鏈路，其中鏈路中的一個是激活的，而其它的用于故障處理或是冗余的。進一步應(yīng)注意，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點模塊30可直接連接到橋接路由模塊420。
[0075]如上討論，中央處理模塊400操作從而確定網(wǎng)絡(luò)節(jié)點模塊30中的一個的本地處理模塊是否已經(jīng)發(fā)生故障，并且如果是的話就識別另一個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點模塊30，從而管理來自發(fā)生故障的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點模塊30的流量。中央處理模塊400進一步操作從而重新配置發(fā)生故障的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點模塊30和車輛通信網(wǎng)絡(luò)20，從而將流量從發(fā)生故障的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點模塊30內(nèi)的一個或多個子系統(tǒng)重新路由到新網(wǎng)絡(luò)節(jié)點模塊30。如上面進一步討論的，例如新網(wǎng)絡(luò)節(jié)點模塊30可基于發(fā)生故障的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點模塊30內(nèi)的一個或多個子系統(tǒng)執(zhí)行的操作類型，和/或基于車輛通信網(wǎng)絡(luò)內(nèi)發(fā)生故障的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點模塊30的位置來選擇。
[0076]作為具體的示例，中央處理模塊400可選擇與發(fā)生故障的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點模塊30耦接到同一開關(guān)模塊410的另一個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點模塊30以管理來自發(fā)生故障的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點模塊30的流量，從而最小化車輛通信網(wǎng)絡(luò)20的重新配置。作為另一個示例，如果發(fā)生故障的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點模塊30包括信息娛樂裝置，則中央處理模塊400可在不考慮車輛通信網(wǎng)絡(luò)20內(nèi)的新網(wǎng)絡(luò)節(jié)點模塊的位置的情況下選擇新網(wǎng)絡(luò)節(jié)點模塊，從而確保新網(wǎng)絡(luò)節(jié)點模塊內(nèi)的本地處理模塊能夠處理信息娛樂包。
[0077]圖8是根據(jù)本發(fā)明的機動車神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)可重新配置的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點模塊的另一實施方式的示意性框圖。圖8中，存在三個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點模塊30A、30B和30C。網(wǎng)絡(luò)節(jié)點模塊30C示出包括處理模塊310、開關(guān)360、多個子系統(tǒng)340 (子系統(tǒng)A、子系統(tǒng)B和子系統(tǒng)C)以及網(wǎng)絡(luò)接口 370A和370B。應(yīng)注意，如前面附圖中示出的，其它網(wǎng)絡(luò)接口和組件也可包括在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點模塊30C內(nèi)。
[0078]網(wǎng)絡(luò)接口 370A經(jīng)由以太網(wǎng)鏈路390A耦接到網(wǎng)絡(luò)節(jié)點模塊30A，而網(wǎng)絡(luò)接口 370B經(jīng)由以太網(wǎng)鏈路390B耦接到網(wǎng)絡(luò)節(jié)點模塊30B。以太網(wǎng)鏈路390A和390B可提供在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點模塊30A和30C之間，以及網(wǎng)絡(luò)節(jié)點模塊30B和30C之間相應(yīng)的直接耦接，或在它們之間的間接耦接(例如，如圖7中所示，經(jīng)由一個或多個開關(guān)模塊和/或橋接路由模塊，和/或經(jīng)由一個或多個額外的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點模塊)。
[0079]開關(guān)360包括中央開關(guān)362和選擇器開關(guān)364。中央開關(guān)362耦接到處理模塊310、子系統(tǒng)340和選擇器開關(guān)364。選擇器開關(guān)364耦接到中央開關(guān)362、網(wǎng)絡(luò)接口 370A和網(wǎng)絡(luò)接口 370B。當處理模塊310運行時，中央開關(guān)362操作從而路由子系統(tǒng)340和處理模塊310之間的流量，并且當處理模塊310發(fā)生故障時，中央開關(guān)362將流量從子系統(tǒng)340重新路由到選擇器開關(guān)364。選擇器開關(guān)364操作從而將流量從中央開關(guān)362路由(即來自子系統(tǒng)340中一個的包)到網(wǎng)絡(luò)接口 370A或370B中的一個。
[0080]因此，當網(wǎng)絡(luò)節(jié)點模塊30C內(nèi)的本地處理模塊310發(fā)生故障時，選擇器開關(guān)364操作從而選擇其它網(wǎng)絡(luò)節(jié)點模塊30A或30B中的一個(例如基于由子系統(tǒng)340產(chǎn)生的包的目的地MAC地址)。例如，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點模塊30A或30B可基于車輛通信網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點模塊30A-30C的位置、以太網(wǎng)鏈路390A和390B的狀態(tài)(擁塞、發(fā)生故障、沒有足夠的可用帶寬)，子系統(tǒng)340產(chǎn)生的流量的延遲需求、每個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點模塊30A和30B的處理能力和/或容量以及其它因素來選擇。選擇器開關(guān)364可進一步被配置為選擇一個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點模塊30A以用于由一個或多個子系統(tǒng)340 (例如子系統(tǒng)A)產(chǎn)生的流量，并且選擇其它網(wǎng)絡(luò)節(jié)點模塊30B以用于由其它子系統(tǒng)340 (例如子系統(tǒng)B和子系統(tǒng)C)產(chǎn)生的流量。
[0081]圖9是根據(jù)本發(fā)明的機動車神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)可重新配置的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點模塊的另一實施方式的示意性框圖。圖9中，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點模塊(NNM) 30A至30E以層級配置耦接在一起，使得NNM30C耦接到NNM30A和NNM30B，而NNM30C和30D耦接到NNM30E。因此，NNM30C內(nèi)的本地處理模塊用作NNM30A和30B兩者的備份處理模塊，而NNM30E內(nèi)的本地處理模塊用作NNM30C和30D兩者的備份處理模塊。多層級配置可用在車輛通信網(wǎng)絡(luò)內(nèi)從而最小化布線和/或提供本地處理資源的有效使用。此外，諸如如圖8中示出的那些配置也可以擴展從而形成層級配置和/或可與如圖9中示出的類型的層級配置一起使用。
[0082]圖10是根據(jù)本發(fā)明的機動車神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的另一可重新配置的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點模塊的示意性框圖。圖10中，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點模塊30包括第一網(wǎng)絡(luò)接口 330、第二網(wǎng)絡(luò)接口 370、處理模塊310A、冗余處理模塊310B、開關(guān)360A、冗余開關(guān)360B、以太網(wǎng)總線350以及子系統(tǒng)340 (子系統(tǒng)A、子系統(tǒng)B和子系統(tǒng)C)。處理模塊310A和冗余處理模塊310B各自耦接到第一網(wǎng)絡(luò)接口 330，并且耦接到開關(guān)360A和冗余開關(guān)360B。開關(guān)360A和冗余開關(guān)360B各自進一步耦接到第二網(wǎng)絡(luò)接口 370和以太網(wǎng)總線350。應(yīng)理解，第一網(wǎng)絡(luò)接口 330和第二網(wǎng)絡(luò)接口370可各自包括多個端口。例如，第一網(wǎng)絡(luò)接口 330可包括用于每個處理模塊310A和310B的分開的端口，而第二網(wǎng)絡(luò)接口 370可包括用于每個開關(guān)360A和360B的分開的端口。作為另一個示例，第一網(wǎng)絡(luò)接口 330可包括各自耦接到處理模塊310A和310B兩者的兩個端口，而第二網(wǎng)絡(luò)接口 370可包括各自耦接到開關(guān)360A和360B兩者的兩個端口。應(yīng)進一步理解，在利用單個處理模塊和/或單個開關(guān)的實施方式中，也可利用多個端口。
[0083]在主處理模塊3IOA發(fā)生故障的情況下，冗余處理模塊3IOB和冗余開關(guān)360B通過消除開關(guān)360A的單點故障并且減少網(wǎng)絡(luò)流量而進一步提供可靠性。該冗余例如在關(guān)鍵任務(wù)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點模塊30和/或密集型處理網(wǎng)絡(luò)節(jié)點模塊30中可能是有益的。應(yīng)注意，當在車輛的一個或多個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點模塊30內(nèi)利用冗余時，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點模塊30可僅包括冗余處理器310B和冗余開關(guān)360B中的一個，這取決于車輛的需求。
[0084]圖11是根據(jù)本發(fā)明的機動車神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)可重新配置處理的邏輯圖。該處理開始于500，其中車輛通信網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點模塊內(nèi)的本地處理模塊與網(wǎng)絡(luò)節(jié)點模塊內(nèi)的一個或多個子系統(tǒng)通信以太網(wǎng)包。在510中，做出本地處理模塊是否已經(jīng)發(fā)生故障的判定。如果是的話，則在512中，流量從發(fā)生故障的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點模塊內(nèi)的一個或多個子系統(tǒng)重新路由到車輛通信網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的外部處理模塊。[0085]如本文可使用的，術(shù)語“基本上”和“大約”提供了其相應(yīng)術(shù)語和/或物件之間相對性的業(yè)內(nèi)可接受的公差。該業(yè)內(nèi)可接受的公差范圍從小于百分之一到百分之五十之間，并且對應(yīng)于但不限于組件值、集成電路處理變化、溫度變化、上升和下降時間和/或熱噪聲。該物件之間的相對性的范圍從百分之幾的差異到數(shù)量級的差異。還可如本文所使用的，術(shù)語“可操作地耦接到”、“耦接到”、和/或“耦接”包括物件之間的直接耦接和/或經(jīng)由中間物件(例如包括但不限于組件、元件、電路和/或模塊的物件)的物件之間的間接耦接，其中對于間接耦接，中間物件不修改信號信息但可調(diào)整其電流水平、電壓水平和/或功率水平。如本文可進一步使用的，所指的稱接(coupling)(即其中一個元件被提及為稱接到另一個元件)包括以與“耦接到(coupled to)”相同的方式在兩個物件之間的直接和間接耦接。如這里甚至進一步可使用的，術(shù)語“可操作地”或“可操作地耦接到”表示物件包括電源連接、輸入、輸出等中的一個或多個，從而當激活時執(zhí)行一個或多個其相應(yīng)的功能，并且可進一步包括到一個或多個其它物件的所指的耦接。如本文可進一步使用的，術(shù)語“與……相關(guān)聯(lián)”包括分開的物件的直接和/或間接耦接和/或一個物件嵌入在另一個物件內(nèi)。
[0086]本發(fā)明還借助于示出指定功能的性能及其關(guān)系的方法步驟在以上描述。為便于說明，本文中人為地定義了這些功能構(gòu)造塊和方法步驟的邊界和順序。只要適當?shù)剡M行指定的功能和關(guān)系，就可定義替代的邊界和順序。因此任何該替代邊界或順序處于要求的發(fā)明的范圍和實質(zhì)內(nèi)。
[0087]至少已經(jīng)根據(jù)一個或多個實施方式部分地描述了本發(fā)明。本發(fā)明的實施方式在這里用于示出本發(fā)明、本發(fā)明的方面、本發(fā)明的特征、本發(fā)明的概念和/或本發(fā)明的示例。裝置、物品制造、機器和/或?qū)嵤┍景l(fā)明的方法的物理實施方式可包括參考本文討論的一個或多個實施方式描述的方面、特征、概念、示例等中的一個或多個。此外，在附圖之間，實施方式可結(jié)合相同或類似名稱的功能、步驟、模塊等，其可使用相同或不同的參考標號，并且因此這些功能、步驟、模塊等可以是相同或類似的功能、步驟、模塊等或不同的功能、步驟、豐吳塊等。
[0088]上面借助于示出某些重要功能的性能的功能構(gòu)造塊描述了本發(fā)明。為便于說明，人為地定義了這些功能構(gòu)造塊的邊界。只要適當?shù)貙崿F(xiàn)某些重要功能，就可定義替代的邊界。類似地，流程圖塊同樣在本文中人為地定義，從而示出某些重要功能。在使用范圍內(nèi)，流程圖塊的邊界和順序可另外定義并且仍實現(xiàn)某些重要功能。功能構(gòu)造塊和流程圖塊兩者的該替代定義和順序因此在要求的發(fā)明的范圍和實質(zhì)內(nèi)。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員還將認識到，本文中的功能構(gòu)造塊和其它示出的塊、模塊和組件可如所示出地實現(xiàn)或通過分立組件、專用集成電路、執(zhí)行適當?shù)能浖幚砥鞯然蚱淙魏谓M合來實現(xiàn)。
【權(quán)利要求】
1.一種車輛內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點模塊，包括: 一個或多個子系統(tǒng)，用于執(zhí)行一個或多個操作； 處理模塊，用于與所述一個或多個子系統(tǒng)通信； 開關(guān)，耦接在所述一個或多個子系統(tǒng)和所述處理模塊之間； 第一車輛網(wǎng)絡(luò)接口，用于將所述處理模塊耦接到車輛通信網(wǎng)絡(luò)；以及第二車輛網(wǎng)絡(luò)接口，用于將所述開關(guān)耦接到所述車輛通信網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的外部處理模塊；其中，在所述處理模塊發(fā)生故障時，所述開關(guān)將流量從所述一個或多個子系統(tǒng)重新路由到所述外部處理模塊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點模塊，其中，所述外部處理模塊經(jīng)由所述開關(guān)直接耦接到所述網(wǎng)絡(luò)節(jié)點模塊。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點模塊，其中，所述外部處理模塊選自一組外部處理模塊。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點模塊，其中，所述外部處理模塊在包括一個或多個額外子系統(tǒng)的額外網(wǎng)絡(luò)節(jié)點模塊內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點模塊，其中，所述車輛通信網(wǎng)絡(luò)是以太網(wǎng)絡(luò)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點模塊，其中，所述開關(guān)是三端口開關(guān)，所述三端口開關(guān)具有耦接到所述 處理模塊的第一端口、耦接到所述第二車輛通信接口的第二端口以及耦接到將所述一個或多個子系統(tǒng)耦接到所述開關(guān)的以太網(wǎng)總線的第三端口。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點模塊，其中，所述開關(guān)包括:將所述處理模塊耦接到所述一個或多個子系統(tǒng)的中央開關(guān)，以及將所述一個或多個子系統(tǒng)耦接到多個外部處理模塊的選擇器開關(guān)，在所述處理模塊發(fā)生故障時，則所述選擇器開關(guān)選擇所述多個外部處理模塊中的至少一個。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點模塊，其中，所述一個或多個子系統(tǒng)包括傳感器、致動器、電子控制單元和信息娛樂裝置中的至少一個。
9.一種機動車神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，包括: 多個以太網(wǎng)鏈路，形成車輛通信網(wǎng)絡(luò)；以及 多個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點模塊，經(jīng)由所述多個以太網(wǎng)鏈路耦接，其中所述多個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點模塊中的每個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點模塊包括: 一個或多個子系統(tǒng)，用于執(zhí)行一個或多個操作； 處理模塊，用于與所述一個或多個子系統(tǒng)通信； 開關(guān)，耦接在所述一個或多個子系統(tǒng)和所述處理模塊之間； 第一車輛網(wǎng)絡(luò)接口，用于將所述處理模塊耦接到所述車輛通信網(wǎng)絡(luò)；以及第二車輛網(wǎng)絡(luò)接口，用于將所述開關(guān)耦接到所述車輛通信網(wǎng)絡(luò)的另一個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點模塊內(nèi)的外部處理模塊； 其中，在所述處理模塊發(fā)生故障時，則所述開關(guān)將流量從所述一個或多個子系統(tǒng)重新路由到所述外部處理模塊。
10.一種車輛內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點模塊，包括: 一個或多個子系統(tǒng)，用于執(zhí)行一個或多個操作； 本地處理模塊，用于與所述一個或多個子系統(tǒng)通信；第一車輛網(wǎng)絡(luò)接口，用于將所述本地處理模塊耦接到車輛通信網(wǎng)絡(luò)；以及第二車輛網(wǎng)絡(luò)接口，用于經(jīng)由所述車輛通信網(wǎng)絡(luò)將所述本地處理模塊耦接到包括一個或多個額外子系統(tǒng)的額外網(wǎng)絡(luò)節(jié)點模塊的開關(guān)； 其中，所述本地處理模塊被配置為在與所述額外網(wǎng)絡(luò)節(jié)點模塊關(guān)聯(lián)的額外處理模塊發(fā)生故障時，經(jīng)由所述第二車輛網(wǎng)絡(luò)接口與 所述一個或多個額外子系統(tǒng)通信。
【文檔編號】H04L29/08GK103685457SQ201310432724
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年9月22日 優(yōu)先權(quán)日:2012年9月20日
【發(fā)明者】瓦埃勒·威廉·迪亞卜, 穆罕默德·V·泰茲貝 申請人:美國博通公司