【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于車輛通信，具體涉及一種基于canxl與以太網報文轉換的時間同步系統及方法。
技術介紹
1、隨著智能網聯汽車相關技術的發展，車輛中所搭載的控制器和傳感器越發多樣化。為滿足高數據帶寬的要求，當前車載網絡多采用以太網為骨干網絡，但部分安全相關或成本敏感的邊緣網絡，仍以can類型總線為主，包括can及canfd。跨這兩種網絡類型的通信通常需要在網關中進行具體數據信號級別的解析然后再重組報文發送到目標網絡中。該過程勢必會一定程度上增加網關cpu的負載并增加通信延遲。
2、另一方面，為了保證車輛整體系統控制的穩定性，車載網絡中的不同控制器、執行器與傳感器間需要保持較為精準的時間同步。針對以太網部分，可以通過標準gptp(generalized?precision?time?protocol)以太網時間同步協議或其他衍生同步算法(如專利文獻cn113037415a)實現高精度時間同步。但針對can類型網絡，雖然也有針對can網絡本身的時間同步協議，但由于網絡物理介質與協議的不同，無法實現跨以太網與can的無縫同步。現有做法通常是由某個邊緣網關節點通過以太網使網關自身與以太網中的主時鐘同步，再以網關同步后得到的時間為基準，通過can總線時間同步協議進行can網絡中的時間同步(如專利文獻cn113422665b)；或者引入額外的can/以太網轉換設備(如專利文獻cn217935627u)。然而，無論是在網關處理還是網絡轉換設備，其中時間同步報文解析，實施同步，然后再將基準時間同步至can總線的過程，必然會引入can總線中
3、因此，有必要開發一種新的基于canxl與以太網報文轉換的時間同步系統及方法。
技術實現思路
1、本專利技術的目的在于提供一種基于canxl與以太網報文轉換的時間同步系統及方法，能有效提高時間同步的精度。
2、第一方面，本專利技術所述的基于canxl與以太網報文轉換的時間同步系統，包括主時鐘節點、邊緣網關和邊緣設備，所述主時鐘節點通過主干以太網與邊緣網關相連；所述邊緣設備通過canxl總線與邊緣網關相連；
3、所述主時鐘節點依據時間同步協議發送以太網時間同步報文；
4、所述邊緣網關收到以太網時間同步報文后將以太網mac幀填充進canxl報文的數據段，并根據mac幀的目的mac地址與報文長度設置該canxl報文的id與dlc值后轉發至canxl網絡；
5、所述邊緣設備收到邊緣網關發送的canxl報文后，根據id篩選報文進行處理，提取出以太網mac幀，同時記錄接收時刻時間戳，以太網mac幀經由協議棧處理得到反饋報文，將反饋報文填充進canxl報文的數據段，組包為canxl報文格式，設置canxl報文的id號和dlc值，并發送canxl報文，同時，按照時間同步協議的規定將發送時刻的時間戳標記在報文對應位置；
6、所述邊緣網關接收到反饋的canxl報文后，解包得到以太網mac幀，并通過以太網發回給主時鐘節點，以使邊緣設備與主時鐘節點通過以太網協議進行直接通信；
7、所述邊緣設備根據時間同步協議計算與主時鐘節點的頻率偏差與傳播延時，并調節自身時鐘完成與主時鐘節點的同步。
8、可選地，所述主時鐘節點包括第一以太網模塊以及與第一以太網模塊相連接的第一時間同步協議棧模塊；
9、所述第一時間同步協議棧模塊用于運行以太網時間同步協議；
10、所述第一以太網模塊用于發送以太網時間同步報文。
11、可選地，所述邊緣網關包括第一轉換模塊，以及分別與第一轉換模塊相連接的第二以太網模塊和第一canxl控制器；
12、所述第二以太網模塊收到幀類型為時間同步相關類型的以太網mac幀時，將該以太網mac幀交由第一轉換模塊進行處理；
13、所述第一轉換模塊將以太網mac幀內容存入以太網接收緩存，再逐幀進行組包，填充進canxl報文的數據段，將其組包為canxl報文格式；以及讀取以太網mac幀的目標mac地址及報文頭中的報文長度；根據目標mac地址以查表的方式得到對應的canxl報文id號，并根據報文長度計算canxl報文的dlc值，設置好id號與dlc后，將canxl報文送入第一轉換模塊的canxl發送緩存，通過第一canxl控制器發到canxl總線網絡中；
14、所述第一canxl控制器在接收到邊緣設備發回的canxl報文后，經由第一轉換模塊進行篩選，僅處理邊緣設備發送的報文，然后將canxl報文解包得到以太網mac幀，通過以太網發回主時鐘節點，實現時間同步所需的通信。
15、可選地，所述第一canxl控制器中設有第一計數器，在第一canxl控制器收發canxl報文的時刻，第一計數器會被采樣并生成時間戳，將此時間戳記錄于指定寄存器中。
16、可選地，所述邊緣設備包括第二轉換模塊，以及分別與第二轉換模塊相連接的第二canxl控制器和第二時間同步協議棧模塊；
17、所述第二canxl控制器在接收到與同步相關的canxl報文時，記錄接收時刻的時間戳并存于指定寄存器，供后續時間同步協議使用，并將canxl報文傳給第二轉換模塊；
18、所述第二轉換模塊將canxl報文存入canxl接收緩存，根據報文id號進行篩選，僅處理本節點對應id或廣播地址對應id的報文，對篩選出的canxl報文進行解包，提取出以太網mac幀，存入第二轉換模塊的以太網發送緩存，并傳給第二時間同步協議棧模塊進行時間同步操作；
19、所述第二時間同步協議棧模塊對收到的mac幀報文進行處理，得到相應的以太網mac幀格式的反饋報文；
20、所述第二轉換模塊將以太網mac幀格式的反饋報文填充進canxl報文的數據段，組包為canxl報文格式，并設置canxl報文的id號和dlc值；
21、所述第二canxl控制器將第二轉換模塊輸出的canxl報文發送至canxl網絡中，同時記錄發送時刻的硬件時間戳，根據時間同步協議的需要將該發送時刻的硬件時間戳標記于canxl報文的對應位置。
22、可選地，所述第二canxl控制器中設有第二計數器，在第二canxl控制器收發canxl報文的時刻，第二計數器會被采樣并生成時間戳，將此時間戳記錄于指定寄存器中。
23、可選地，所述主時鐘節點為車載中央處理單元，或為gnss單元。
24、可選地，所述邊緣設備包括車載傳感器、執行器和控制器中的一種或一種以上。
25、第二方面，本專利技術所述的一種基于canxl與以太網報文轉換的時間同步方法，采用如本專利技術所述的基于canxl與以太網報文轉換的時間同步系統，其方法包括以下步驟：
26、s1:主時鐘節點依據時間同步協議發送以太網時間同步報文；
27、s2:邊緣網關收到以太網時間同步報文后將以太網mac幀填充進canxl報本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種基于CANXL與以太網報文轉換的時間同步系統，包括主時鐘節點（1）、邊緣網關（2）和邊緣設備（3），其特征在于：所述主時鐘節點（1）通過主干以太網與邊緣網關（2）相連；所述邊緣設備（3）通過CANXL總線與邊緣網關（2）相連；
2.根據權利要求1所述的基于CANXL與以太網報文轉換的時間同步系統，其特征在于：所述主時鐘節點（1）包括第一以太網模塊（12）以及與第一以太網模塊（12）相連接的第一時間同步協議棧模塊（11）；
3.根據權利要求1所述的基于CANXL與以太網報文轉換的時間同步系統，其特征在于：所述邊緣網關（2）包括第一轉換模塊（21），以及分別與第一轉換模塊（21）相連接的第二以太網模塊（23）和第一CANXL控制器（22）；
4.根據權利要求3所述的基于CANXL與以太網報文轉換的時間同步系統，其特征在于：所述第一CANXL控制器（22）中設有第一計數器，在第一CANXL控制器（22）收發CANXL報文的時刻，第一計數器會被采樣并生成時間戳，將此時間戳記錄于指定寄存器中。
5.根據權利要求1所述的基于CANXL與
6.根據權利要求5所述的基于CANXL與以太網報文轉換的時間同步系統，其特征在于：所述第二CANXL控制器（33）中設有第二計數器，在第二CANXL控制器（33）收發CANXL報文的時刻，第二計數器會被采樣并生成時間戳，將此時間戳記錄于指定寄存器中。
7.根據權利要求1所述的基于CANXL與以太網報文轉換的時間同步系統，其特征在于：所述主時鐘節點（1）為車載中央處理單元，或為GNSS單元。
8.根據權利要求1所述的基于CANXL與以太網報文轉換的時間同步系統，其特征在于：所述邊緣設備（3）包括車載傳感器、執行器和控制器中的一種或一種以上。
9.一種基于CANXL與以太網報文轉換的時間同步方法，其特征在于，采用如權利要求1至8任一所述的基于CANXL與以太網報文轉換的時間同步系統，其方法包括以下步驟：
...【技術特征摘要】
1.一種基于canxl與以太網報文轉換的時間同步系統，包括主時鐘節點（1）、邊緣網關（2）和邊緣設備（3），其特征在于：所述主時鐘節點（1）通過主干以太網與邊緣網關（2）相連；所述邊緣設備（3）通過canxl總線與邊緣網關（2）相連；
2.根據權利要求1所述的基于canxl與以太網報文轉換的時間同步系統，其特征在于：所述主時鐘節點（1）包括第一以太網模塊（12）以及與第一以太網模塊（12）相連接的第一時間同步協議棧模塊（11）；
3.根據權利要求1所述的基于canxl與以太網報文轉換的時間同步系統，其特征在于：所述邊緣網關（2）包括第一轉換模塊（21），以及分別與第一轉換模塊（21）相連接的第二以太網模塊（23）和第一canxl控制器（22）；
4.根據權利要求3所述的基于canxl與以太網報文轉換的時間同步系統，其特征在于：所述第一canxl控制器（22）中設有第一計數器，在第一canxl控制器（22）收發canxl報文的時刻，第一計數器會被采樣并生成時間戳，將此時間戳記錄于指定寄存器中。
5.根據權利要求...
【專利技術屬性】
技術研發人員：王嘉駿，李德軍，丁可，
申請(專利權)人：重慶長安汽車股份有限公司，
類型：發明
國別省市：
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