用于在車載以太網(wǎng)通信網(wǎng)絡(luò)中提供時間同步的方法和裝置的制造方法【
技術(shù)領(lǐng)域：
】[0001]本公開涉及用于在車載以太網(wǎng)通信網(wǎng)絡(luò)中提供時間同步的方法和裝置，并且更特別地涉及用于在可使用音頻視頻橋接(AVB:aud1videobridging)以太網(wǎng)靜態(tài)超主時鐘表(staticgrandmastertable)迅速選擇超主時鐘(grandmaster)的車載以太網(wǎng)通信網(wǎng)絡(luò)中，提供時間同步的方法和裝置?！?br>背景技術(shù)：
】[0002]現(xiàn)在市售的車輛中，提供改善駕駛者方便和安全的各種電子控制設(shè)備，并且主要提供用于在這些電子控制設(shè)備之間通信的車載通信網(wǎng)絡(luò)。[0003]特別地，隨著車載電子控制器的數(shù)目持續(xù)地增加和電子控制器可以與各種外部設(shè)備互相配合，傳統(tǒng)的車載通信網(wǎng)絡(luò)超載并且線束的成本增加。[0004]而且，隨著消費(fèi)者對高質(zhì)量圖像和音頻數(shù)據(jù)的需求以及使用應(yīng)用程序的圖像增加，帶寬擴(kuò)展的必要性增加。[0005]因此，許多車輛制造商考慮引進(jìn)以太網(wǎng)作為車載通信網(wǎng)絡(luò)(in-vehiclecommunicat1nnetwork)，而且一些車輛制造商大量生產(chǎn)基于以太網(wǎng)的全景式監(jiān)控器(AVM:aroundviewmonitor)系統(tǒng)。[0006]一般以太網(wǎng)包括多個局域網(wǎng)(LAN:localareanetwork)和用于在LAN之間互連的多個橋接器(bridge)。[0007]以太網(wǎng)的特征在于多個節(jié)點使用載波偵聽多址訪問/沖突檢測(CSMA/CD:carriersensemultipleaccess/collis1ndetect1n)協(xié)議有競爭力地嘗試接近共同的介質(zhì)。然而，由于所有通信量(traffic)都被給予相同的優(yōu)先級并且節(jié)點通過競爭來傳輸它們自己的通信量，所以CSMA/CD協(xié)議不適合傳輸對傳輸時間延遲敏感的多媒體數(shù)據(jù)，諸如活動圖像和音頻數(shù)據(jù)。[0008]因此，以太網(wǎng)使用網(wǎng)絡(luò)上所有節(jié)點的時間同步(timesynchronizat1n)，用于傳輸對傳輸時間延遲敏感的多媒體數(shù)據(jù)。[0009]在傳輸協(xié)議層標(biāo)準(zhǔn)，諸如IEEE1722中，現(xiàn)在正在開發(fā)用于傳輸對流時間(streamingtime)敏感的音頻或視頻信號的音頻視頻橋接(AVB)標(biāo)準(zhǔn)。在AVB標(biāo)準(zhǔn)中，要開發(fā)傳輸質(zhì)量保證技術(shù)從而在以太網(wǎng)上有效地傳輸多媒體流，諸如音頻或視頻數(shù)據(jù)。[0010]如上所述，傳統(tǒng)的LAN，特別地，其代表性技術(shù)即以太網(wǎng)，從根本上使用基于幀的包交換(frame-basedpacketswitching)，而因此在提供有效質(zhì)量保證傳輸上有困難。為了解決這樣的缺點，首先開發(fā)出了在IEEE802.2中命名為同步以太網(wǎng)或住宅以太網(wǎng)的AVB，并且現(xiàn)在正在開發(fā)在IEEE802.1中在不顯著影響傳統(tǒng)非同步包交換范例的范圍內(nèi)在橋接器上實現(xiàn)類似技術(shù)的方法。[0011]從根本上，在IEEE802.1中AVB技術(shù)使用執(zhí)行包交換的傳統(tǒng)以太網(wǎng)橋接器使得能夠?qū)崿F(xiàn)同步通信量傳輸，并且重要的是在指定的地理范圍內(nèi)橋接器的時鐘是同步的。當(dāng)橋接器的時鐘同步時，可在橋接器之間按指定的時間間隔在精確的期望時間傳輸具有標(biāo)準(zhǔn)大小的以太網(wǎng)幀。因此，應(yīng)用這樣基本構(gòu)思的橋接器網(wǎng)(bridgemesh)可用作用于穩(wěn)定地傳輸同步通信量的基礎(chǔ)設(shè)施。[0012]例如，IEEE1588精密時間協(xié)議(PTP-precis1ntimeprotocol)是遍及所有開放系統(tǒng)互連(OSI:opensystemsinterconnect1n)層都可操作的時間同步標(biāo)準(zhǔn)，而IEEE802.1AS是僅支持OSI第2層，即數(shù)據(jù)鏈路層的配置文件(profile)的時間同步標(biāo)準(zhǔn)。如果IEEE802.1AS應(yīng)用于第2層設(shè)備，諸如橋接器或交換機(jī)(switch)，那么可配置OSI第2層時間同步網(wǎng)絡(luò)。[0013]在IEEE802.1AS中各設(shè)備之間的時間同步方法中，傳輸側(cè)和接收側(cè)使用包括時間同步信息的時間戳同步，并且為了執(zhí)行時間同步，從網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備之間選擇的提供參考時間的超主時鐘(GM:grandmaster)，并且所選擇超主時鐘的本地時間通過通告消息(announcementmessage)被傳輸?shù)狡渌O(shè)備，以便設(shè)備使用該本地時間作為參考時間。特別地，測量在傳輸終端機(jī)處特定消息的傳輸時間點和接收終端機(jī)處消息的接收時間點之間的傳輸延遲時間，且由此，校正接收終端機(jī)的參考時間。這里，超主時鐘將通告消息傳輸?shù)剿械钠渌O(shè)備，由此給這些設(shè)備傳輸它自己的存在和作為提供參考時間的設(shè)備的有效性的比較值。[0014]換言之，超主時鐘是IEEE802.1AS計時樹的最高節(jié)點并周期性地傳輸當(dāng)前時間信息到下級節(jié)點。[0015]在IEEE802.1AS中，定義了用于確定超主時鐘和獲得時間同步的過程、用于在網(wǎng)絡(luò)中使用多個控制消息搜索所有設(shè)備和控制到鏈路的途徑的過程、用于通過通告消息持續(xù)地確認(rèn)連接狀態(tài)的過程等。[0016]然而，在傳統(tǒng)的IEEE802.1AS中，如果充當(dāng)超主時鐘的橋接器不正常操作，那么通過最佳主時鐘算法(BMCA:bestmasterclockalgorithm)再設(shè)置新的超主時鐘。因此，在以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)上增加通信量并且在系統(tǒng)上需要長時間來重新配置時間同步?！?br/>發(fā)明內(nèi)容】[0017]因此，本發(fā)明針對用于在車載以太網(wǎng)通信網(wǎng)絡(luò)中提供時間同步的方法和裝置，所述方法和裝置基本上消除了由于現(xiàn)有技術(shù)的限制和缺點造成的一個或多個問題。[0018]本發(fā)明的一個目的是提供用于在車載以太網(wǎng)通信網(wǎng)絡(luò)中提供時間同步的方法和目.ο[0019]本發(fā)明的另一個目的是提供用于在車載以太網(wǎng)通信網(wǎng)絡(luò)中提供時間同步的方法和裝置，其中可在音頻視頻橋接(AVB)以太網(wǎng)通信網(wǎng)絡(luò)中使用靜態(tài)超主時鐘表迅速獲得時間同步。[0020]本發(fā)明的另一個目的是提供用于在車載以太網(wǎng)通信網(wǎng)絡(luò)中提供時間同步的方法和裝置，其中當(dāng)在具有相同時間源的橋接器和終端機(jī)之間執(zhí)行初始時間同步過程時可組成靜態(tài)超主時鐘表，且當(dāng)超主時鐘不存在時可使用組成的靜態(tài)超主時鐘表迅速選擇新的超主時鐘。[0021]本發(fā)明的另一個目的是提供用于在車載以太網(wǎng)通信網(wǎng)絡(luò)中提供時間同步的方法和裝置，其中當(dāng)重新選擇超主時鐘時，在以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)上為通信量和時間同步花費(fèi)的時間可被最小化。[0022]本發(fā)明的另外優(yōu)點、目的和特征將在下面的描述中部分地陳述，并且當(dāng)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員檢查下面的內(nèi)容時將部分地變得明顯，或可從本發(fā)明的實踐中學(xué)習(xí)。本發(fā)明的目標(biāo)和其它優(yōu)點可由在書面描述和其權(quán)利要求書以及附圖中特別指出的結(jié)構(gòu)實現(xiàn)和達(dá)成。[0023]為實現(xiàn)如在本文中實施的和概括地描述的這些目標(biāo)和其它優(yōu)點并且根據(jù)本發(fā)明的目的，提供用于在連接到音頻視頻橋接(AVB)以太網(wǎng)通信網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點中提供時間同步的方法，該方法包括以下步驟:從相鄰節(jié)點接收靜態(tài)通告消息并組成靜態(tài)超主時鐘表；當(dāng)同步消息定時器期滿時參考靜態(tài)超主時鐘表重新選擇超主時鐘；以及根據(jù)超主時鐘的重新選擇來更新靜態(tài)超主時鐘表。[0024]在本發(fā)明的另一個方面，提供計算機(jī)可讀記錄介質(zhì)，其具有記錄在其中的實施該方法的的程序。[0025]在本發(fā)明的另一個方面，提供用于在連接到音頻視頻橋接(AVB)以太網(wǎng)通信網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點中提供時間同步的裝置，該裝置包括:從相鄰節(jié)點接收靜態(tài)通告消息并組成靜態(tài)超主時鐘表的單元、當(dāng)同步消息定時器期滿時參考靜態(tài)超主時鐘表重新選擇超主時鐘的單元、以及根據(jù)超主時鐘的重新選擇來更新靜態(tài)超主時鐘表的單元。[0026]應(yīng)該理解，本發(fā)明的前面一般描述和下面詳細(xì)描述兩者都是示例性的和解釋性的，且旨在提供如所要求的本發(fā)明的進(jìn)一步解釋?！靖綀D說明】[0027]附圖被包括以提供本發(fā)明的進(jìn)一步理解且并入并組成本申請一部分，這些附圖示出本發(fā)明的實施例，并且與【具體實施方式】一起用來解釋本發(fā)明的原理。在附圖中:[0028]圖1是示出在IEEE802.1AS中定義的傳統(tǒng)消息報頭結(jié)構(gòu)的視圖；[0029]圖2是示出在IEEE802.1AS中定義的傳統(tǒng)通告消息(announcementmessage)的結(jié)構(gòu)的視圖；[0030]圖3是示出在IEEE802.1AS中傳統(tǒng)通告消息比較過程和端口分配方法的視圖；[0031]圖4是示出在IEEE802.1AS中傳統(tǒng)時間同步過程的視圖；[0032]圖5是示出傳統(tǒng)超主時鐘選擇和通告消息傳輸過程的流程圖；[0033]圖6是示出基于IEEE802.1AS的節(jié)點之間時間同步方法的視圖；[0034]圖7是示出基于IEEE802.1AS的時間同步過程的流程圖；[0035]圖8是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例示出靜態(tài)超主時鐘表生成過程的流程圖；[0036]圖9是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例示出靜態(tài)通告消息的結(jié)構(gòu)的視圖；[0037]圖1當(dāng)前第1頁1 2 3 4 5