[发明专利]一种基于实时以太网总线的整车控制系统

权利要求书

1.一种基于实时以太网总线的整车控制系统，其特征在于，包括：

整车控制器，用于从接收数据帧模块接收来自车载ECU的数据帧，并通过发送数据帧模块发送数据至车载ECU设备，等待ECU节点响应，完成以太网通信过程；

故障诊断模块，用于从接收数据帧模块接收故障数据，并根据车载以太网诊断协议DoIP协议，对汽车进行故障分析，并将分析结果通过显示模块显示故障参数；

接收数据帧模块，用于接收车载ECU的数据帧；

发送数据帧模块，用于发送数据至车载ECU设备；

ECU程序烧写模块，用于当对车载设备进行烧录程序时，输入模块编写好ECU所需程序并发送给ECU程序烧写模块，ECU程序烧写模块对ECU设备进行程序烧录；

输入模块，用于输入ECU程序烧写模块所需的程序；

显示模块，用于参数的显示；

所述整车控制器包括：以太网接口模块、FPGA模块、can接口模块和电源模块；

所述FPGA模块的系统设计包括：RGMII接口设计，MDIO接口设计，phy接口设计，UDP/IP协议栈设计，UDP/IP协议栈控制模块设计，FPGA模块的系统设计的具体步骤包括：

S1、设计RGMII接口，建立MAC层与phy层的数据传输连接；

S2、设计MDIO接口，管理MAC层与phy层的数据传输；

S3、采用Verilog硬件描述语言首先实现fpga中的udp/ip协议栈以及所需接口；

S4、Pl逻辑设计，设计出udp/ip协议控制模块来进行参数和端口控制；

S5、Ps程序设计，使通讯速率和实时性达到要求；

所述以太网接口模块包括3 路千兆网口，采用 PHY 型号为 RTL8211，且网口自带网络变压；

所述FPGA模块内置一颗 XILINX 可全编程 FPGA 芯片-ZYNQ XC7Z020CLG400-2I，并将芯片装载于MZ7X 核心板，且XC7Z020-CLG400-2I 集成了 ARM A9 双核的 CPU 和 85K 可编程逻辑单元；

所述phy型号为RTL8211，其网口自带网络变压器；

CAN信号接收引脚RX和发送引脚TX与TJA1050T的RXD和TXD的两者之间加入高速光电耦合器，光电耦合器的VA和VB端通过DC-DC模块或具有多个隔离输出的开关电源模块隔离；

所述电源模块通过TPS74801将输出电压3.3V、1.8V、1.5V和1.0V提供给整车控制器；

对CAN信号接收引脚RX和发送引脚TX进行了改动，让其并不直接与TJA1050T的RXD和TXD端相连，而是两者在之间加入了高速光电耦合器后再进行连接；光电耦合器的VA和VB端必须通过DC-DC模块或具有多个隔离输出的开关电源模块隔离；

汽车以太网监控分析工具通过TCP/IP协议与车辆建立直接联系，并按照指令顺序将请求发送给车辆DoIP实体，而后模块反馈出车辆实时的错误追溯信息；当分析工具通过故障诊断模块向雨刷器DoIP实体发送诊断请求，雨刷器模块将返回自己的状态信息，基于车载以太网诊断协议DoIP协议解析后，可在显示模块读取雨刷器系统处于正常运行或处于故障状态，方便维修人员检修；

基于实时以太网总线的整车控制系统，可实现将多路高清视频实时传输至中控系统进行无缝全景拼接，配合视觉处理算法可实现智能辅助驾驶系统。