一種汽車網絡路由系統及方法與流程
2023-12-01 09:49:31
本發明涉及汽車技術領域，尤其涉及一種汽車網絡路由系統及方法。
背景技術：
汽車網關主要進行不同協議、不同速率之間的報文路由以實現數據共享。通過汽車網關可以獲取大量汽車總線數據，這些數據能夠為技術人員分析汽車使用情況和車輛整體狀態提供重要的支撐。
技術人員通常通過診斷接口來獲取汽車總線數據，因此，汽車網關必須能將各網段的報文路由到診斷接口。為了防止汽車總線數據經由診斷接口被竊取，汽車網關還必須具有數據保護功能，確保路由方案安全可靠。
目前常用方案一如圖1所示：
診斷接口與網關由診斷網絡連接，通過診斷網絡對路由參數進行設置可以將某一網絡的報文路由到診斷接口，或者將某些網絡中符合要求的報文篩選出來，路由到診斷接口。但是，其存在以下問題：
單獨路由某一網絡的報文時：
1、不能同時獲取多個網段的報文，無法同時觀察各個網段某一時期的數據；
2、路由關係依賴於軟體程序，可靠性難以估量。
整合路由篩選出的某些網絡報文時：
1、網絡0可能出現負載過高的情況；
2、不同網絡有相同id報文的情況下，無法辨別報文具體來源；
3、路由關係依賴於軟體程序，可靠性難以估量。
目前常用方案二如圖2所示：
診斷接口與網關由診斷網絡連接，其他網絡直接連接到診斷接口。開發階段，可以通過診斷接口直接讀取各網絡的報文。量產後，斷開其他網絡與診斷接口間的連接。通過診斷網絡對路由參數進行設置可以將某一網絡的報文通過診斷網絡路由到診斷接口，或者過濾某些網絡中符合要求的報文通過診斷網絡路由到診斷接口。同樣地，該方案也存在以下問題：
1、網絡比較多的情況下，診斷接口不足以連接所有網絡；
2、量產前需要設變；
3、量產後和方案一具有同樣的缺點。
技術實現要素：
本發明所要解決的技術問題在於，提供一種能實現安全高效路由的汽車網絡路由系統及方法。
為了解決上述技術問題，本發明提供一種汽車網絡路由系統，包括：
與診斷網絡相連的網關；
與所述網關硬線連接的至少一個模擬轉換開關，所述模擬轉換開關的輸入端與整車總線網絡相連，輸出端與路由網絡相連；
所述網關用於在接收到來自所述診斷網絡的路由服務請求時，通過控制所述模擬轉換開關的狀態，使整車總線網絡與路由網絡連通並進行路由。
其中，所述模擬轉換開關包括第一模擬轉換開關和第二模擬轉換開關，所述第一模擬轉換開關的輸入端與整車總線網絡相連，輸出端與第一路由網絡相連，所述第二模擬轉換開關的輸入端與整車總線網絡相連，輸出端與第二路由網絡相連。
其中，所述網關通過三個i/o口分別與所述模擬轉換開關的使能控制腳和兩個通道選擇控制腳進行連接。
其中，所述路由服務請求是通過標識符寫入數據服務請求，包含用於控制路由的標識符和數據段。
其中，所述網關具體用於根據接收的路由服務請求中的標識符和數據段，按照所述模擬轉換開關的真值表，設置所述模擬轉換開關的使能控制腳和兩個通道選擇控制腳的狀態，使所述模擬轉換開關的輸入端與輸出端連通。
本發明還提供一種汽車網絡路由方法，包括：
提供與診斷網絡相連的網關、與所述網關硬線連接的至少一個模擬轉換開關，其中，所述模擬轉換開關的輸入端與整車總線網絡相連，輸出端與路由網絡相連；
當所述網關在接收到來自所述診斷網絡的路由服務請求時，通過控制所述模擬轉換開關的狀態，使整車總線網絡與路由網絡連通並進行路由。
其中，所述模擬轉換開關包括第一模擬轉換開關和第二模擬轉換開關，所述第一模擬轉換開關的輸入端與整車總線網絡相連，輸出端與第一路由網絡相連，所述第二模擬轉換開關的輸入端與整車總線網絡相連，輸出端與第二路由網絡相連。
其中，所述網關通過三個i/o口分別與所述模擬轉換開關的使能控制腳和兩個通道選擇控制腳進行連接。
其中，所述路由服務請求是通過標識符寫入數據服務請求，包含用於控制路由的標識符和數據段。
其中，所述網關在接收到來自所述診斷網絡的路由服務請求時，通過控制所述模擬轉換開關的狀態，使整車總線網絡與路由網絡連通並進行路由，具體包括：
所述網關根據接收的路由服務請求中的標識符和數據段，按照所述模擬轉換開關的真值表，設置所述模擬轉換開關的使能控制腳和兩個通道選擇控制腳的狀態，使所述模擬轉換開關的輸入端與輸出端連通。
本發明實施例的有益效果在於：
本發明利用可控硬線連接技術方案解決了傳統路由方案在汽車網關診斷接口路由應用中的不足，實現了多個汽車總線網絡到診斷接口的並行路由，打破了診斷接口不足的局限，方便了汽車總線診斷數據的監控、獲取和分析，提高了汽車總線數據的利用效率，使得汽車總線相關診斷更加快捷，並保證了總線數據的封閉性和安全性。
附圖說明
為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
圖1是現有汽車網絡路由系統的構成示意圖。
圖2是另一現有汽車網絡路由系統的構成示意圖。
圖3是本發明實施例一一種汽車網絡路由系統的構成示意圖。
圖4是本發明實施例一中模擬轉換開關的工作邏輯示意圖。
具體實施方式
以下各實施例的說明是參考附圖，用以示例本發明可以用以實施的特定實施例。
請參照圖3所示，本發明實施例一提供一種汽車網絡路由系統，包括：
與診斷網絡相連的網關；
與所述網關硬線連接的至少一個模擬轉換開關，所述模擬轉換開關的輸入端與整車總線網絡相連，輸出端與路由網絡相連；
所述網關用於在接收到來自所述診斷網絡的路由服務請求時，通過控制所述模擬轉換開關的狀態，使整車總線網絡與路由網絡連通並進行路由。
診斷網絡和路由網絡均連接至診斷接口。由於診斷網絡上只有網關一個節點，網關只響應通過診斷網絡接收到的路由服務請求，沒有其他數據經過診斷網絡進行傳輸，保證了總線數據的安全性。如果想獲得整車總線數據，必須先經過診斷網絡與網關進行通信，通過網關的安全驗證，然後發送相應的路由服務請求，網關收到路由服務請求後，使能並控制相應模擬轉換開關的狀態，實現整車總線網絡(包括網絡1、網絡2、網絡3、網絡4等)的路由，進而通過路由網絡獲取整車總線數據。整車總線網絡不包括診斷網絡。
本實施例不對診斷網絡的類型做限制，例如診斷網絡可以是can網絡，也可以是乙太網等。
網關與模擬轉換開關之間的硬線連接具體體現在：網關通過三個i/o口分別與模擬轉換開關的使能控制腳(ea)和兩個通道選擇控制腳(s1、s2)進行連接。
本實施例中模擬轉換開關的工作邏輯示意圖如圖4所示，模擬轉換開關真值表如下：
例如，當模擬轉換開關的狀態設置為ena/enb＝1，sa0/sb0＝0，sa1/sb1＝0時，acom將連接至a0，bcom將連接至b0，數據便可在a0和acom之間、b0和bcom之間傳輸；同樣地，當模擬轉換開關的狀態設置為ena/enb＝1，sa0/sb0＝1，sa1/sb1＝1時，com將連接至a3，bcom將連接至b3，數據便可在a3和acom之間、b3和bcom之間傳輸，從而實現模擬轉換開關兩端的整車總線網絡與路由網絡的連通。需要說明的是，上述真值表中，x表示可以為任意值。ena/enb共同作為圖3所示的使能控制腳ea，sa0/sb0共同作為圖3所示的通道選擇控制腳s1，sa1/sb1共同作為圖3所示的通道選擇控制腳s2，acom、bcom共同作為模擬轉換開關的輸出端，與路由網絡相連，a0～a3、b0～b3共同作為模擬轉換開關的輸入端，與整車總線網絡相連。
為了實現多網絡並行路由，模擬轉換開關可以設置為多個，本實施例以兩個模擬轉換開關為例進行介紹。第一模擬轉換開關的輸入端與整車總線網絡相連，輸出端與第一路由網絡相連，第二模擬轉換開關的輸入端與整車總線網絡相連，輸出端與第二路由網絡相連。
網關所接收的路由服務請求為《iso14229-1道路車輛—診斷系統—診斷服務》的規範和需求中所描述的通過標識符寫入數據服務(writedatabyidentifier，2ehex)請求。該服務以兩個字節的數據標識符來區分不同的配置信息，數據的長度可根據實際需求進行自定義。以圖3所示，即整車4個網絡(網絡1、網絡2、網絡3、網絡4)中，同時最多有兩個網絡路由到診斷接口的情況為例，網關所接收的用於控制路由的服務請求的數據段定義如下表所示：
這裡的pcan/acan/ecan/bcan都是某一網絡的具體命名。例如，routingsource1的值為1時，pcan網絡上的數據會被路由到第一路由網絡，none則表示不進行任何路由。
默認情況下，模擬轉換開關的使能控制位為假，處於斷開狀態，不進行路由，從診斷接口只能通過診斷網絡與網關進行通信。當網關接收到來自診斷網絡的路由服務請求後，將控制相應的模擬轉換開關的狀態，使整車總線網絡與路由網絡連通，進行路由，此時可通過路由網絡與整車其他節點進行通信。舉例來說，當網關接收到標識符為0x0108，數據段為0x14的通過標識符寫入數據服務時，網關將第一模擬轉換開關的狀態設置為ena/enb＝1，sa0/sb0＝0，sa1/sb1＝0；將第二模擬轉換開關的狀態設置為ena/enb＝1，sa0/sb0＝1，sa1/sb1＝1，從而將網絡1(命名為pcan)的數據路由到第一路由網絡，將網絡4(命名為bcan)的數據路由到第二路由網絡。
相應地，本發明實施例二提供一種汽車網絡路由方法，包括：
提供與診斷網絡相連的網關、與所述網關硬線連接的至少一個模擬轉換開關，其中，所述模擬轉換開關的輸入端與整車總線網絡相連，輸出端與路由網絡相連；
當所述網關在接收到來自所述診斷網絡的路由服務請求時，通過控制所述模擬轉換開關的狀態，使整車總線網絡與路由網絡連通並進行路由。
其中，所述模擬轉換開關包括第一模擬轉換開關和第二模擬轉換開關，所述第一模擬轉換開關的輸入端與整車總線網絡相連，輸出端與第一路由網絡相連，所述第二模擬轉換開關的輸入端與整車總線網絡相連，輸出端與第二路由網絡相連。
其中，所述網關通過三個i/o口分別與所述模擬轉換開關的使能控制腳和兩個通道選擇控制腳進行連接。
其中，所述路由服務請求是通過標識符寫入數據服務請求，包含用於控制路由的標識符和數據段。
其中，所述網關在接收到來自所述診斷網絡的路由服務請求時，通過控制所述模擬轉換開關的狀態，使整車總線網絡與路由網絡連通並進行路由，具體包括：
所述網關根據接收的路由服務請求中的標識符和數據段，按照所述模擬轉換開關的真值表，設置所述模擬轉換開關的使能控制腳和兩個通道選擇控制腳的狀態，使所述模擬轉換開關的輸入端與輸出端連通。
通過上述說明可知，本發明實施例的有益效果在於：
本發明利用可控硬線連接技術方案解決了傳統路由方案在汽車網關診斷接口路由應用中的不足，實現了多個汽車總線網絡到診斷接口的並行路由，打破了診斷接口不足的局限，方便了汽車總線診斷數據的監控、獲取和分析，提高了汽車總線數據的利用效率，使得汽車總線相關診斷更加快捷，並保證了總線數據的封閉性和安全性。
以上所揭露的僅為本發明較佳實施例而已，當然不能以此來限定本發明之權利範圍，因此依本發明權利要求所作的等同變化，仍屬本發明所涵蓋的範圍。