[发明专利]控制系统、时钟同步方法、控制器、节点设备及车辆

说明书

本申请提供了一种控制系统、时钟同步方法、控制器、节点设备及车辆，涉及汽车领域的电子技术领域。本申请提供的控制系统中，主控制器通过环形网络直接向至少一个节点设备发送参考时钟信号，使得该至少一个节点设备可以基于该参考时钟信号的频率进行计时，由此可以使得主控制器与节点设备的时钟同步精度提升至与参考时钟信号的脉冲宽度相等的精度。并且，由于该控制系统包括环形网络，从而可以确保主控制器与节点设备之间交互信号时具有冗余的路径，确保了信号传输的可靠性。

技术领域

本申请涉及汽车领域的电子技术领域，特别涉及一种控制系统、时钟同步方法、控制器、节点设备及车辆。

背景技术

随着车辆智能化的发展，车辆控制系统包括的电子控制单元(electroniccontrol unit，ECU) 的数量不断增多。ECU可以与传感器和执行器连接，该ECU能够对传感器采集的数据进行处理，并控制该执行器执行相应的操作。

为了实现对车辆的精确控制，需要确保多个ECU之间的时钟同步。相关技术中，一般采用精确时间协议(precision time protocol，PTP)，或者以太网控制自动化技术(Ethernet control automation technology，EtherCAT)来实现多个ECU之间的时钟同步。

但是，在采用PTP或EtherCAT进行时钟同步时，多个ECU中的主ECU可以向其他ECU传输数据帧，并接收其他ECU回传的数据帧。该主ECU可以根据其他ECU回传的数据帧来确定多个ECU的本地时钟之间的时钟误差，进而对ECU的本地时钟进行时钟同步，该同步方式的同步精度较低。

发明内容

本申请提供了一种控制系统、时钟同步方法、控制器、节点设备及车辆，可以解决控制系统中，用于控制传感器和执行器的多个控制器件之间的时钟同步上存在的同步精度较低的问题。

一方面，本申请提供了一种控制系统，该控制系统包括环形网络，该环形网络包括主控制器和至少一个节点设备；该主控制器，用于按照该主控制器的本地时钟信号的频率计时并执行任务，以及用于通过该环形网络向至少一个节点设备发送参考时钟信号，该参考时钟信号基于该主控制器的本地时钟信号得到；该至少一个节点设备，用于根据该参考时钟信号的频率计时并执行任务。

本申请提供的方案中，主控制器直接发送参考时钟信号以进行时间同步，可以使得该主控制器与节点设备之间的时钟同步精度提升至与该参考时钟信号的脉冲宽度相等的精度，从而有效提高了时钟同步的精度。并且，由于该控制系统中的主控制器与至少一个节点设备可以依次连接形成环形网络，从而可以确保主控制器与至少一个节点设备之间交互信号时具有冗余的信号交互路径，确保了信号传输的可靠性。

可选地，该参考时钟信号可以为主控制器的本地时钟信号，即主控制器可以直接将其本地时钟信号发送至该至少一个节点设备。

可选地，该参考时钟信号可以为对该主控制器的本地时钟信号进行分频得到的时钟信号。由于主控制器的本地时钟信号的频率一般较高，因此主控制器可以将其本地时钟信号分频后得到参考时钟信号，以确保节点设备能够支持该参考时钟信号的频率。

可选地，该至少一个节点设备可以包括锁相环，该至少一个节点设备可以用于：通过该锁相环，基于该参考时钟信号的频率校正该节点设备的本地时钟信号的频率，使该节点设备的本地时钟信号的频率与该参考时钟信号的频率保持目标比例；按照该节点设备的本地时钟信号的频率计时。

其中，该目标比例可以是节点设备中预先配置的固定值，且该目标比例为两个正整数的比值。节点设备通过锁相环校正其本地时钟信号的频率，可以使得其本地时钟信号的频率与该参考时钟信号的频率达到脉冲级的同步。

可选地，该至少一个节点设备，可以用于按照该参考时钟信号的频率计时。也即是，该节点设备能够直接按照该参考时钟信号的节拍执行任务，而无需再对其本地时钟信号的频率进行校正。