[发明专利]一种车载以太网AVB预留带宽优化配置方法

说明书

本发明涉及一种车载以太网AVB预留带宽优化配置方法，该方法包括下列顺序的步骤：(1)建立含SC消息的混合调度机制；(2)建立预留带宽参数优化模型；(3)对预留带宽参数优化模型进行求解；(4)计算响应时间上界。本发明提出的含SC消息的网络模型在传输安全关键消息时具有更高的可靠性和实时性，更符合车载网络中关键控制信息的传输要求，在此基础上的响应时间上界分析，考虑了改进之后的网络模型的响应时间，精确性更高。

技术领域

本发明涉及车载以太网音视频桥接技术领域，尤其是一种车载以太网AVB预留带宽优化配置方法。

背景技术

随着汽车行业的发展，汽车逐步向信息化和智能化转变，人们对汽车的舒适性、安全性和娱乐性也提出了新的要求。因此汽车行业出现了一系列具有高科技含量和良好用户体验的应用，如先进辅助驾驶系统ADAS、智能视觉安全应用系统和Telematics等。这些系统在给汽车行业带来一系列技术革命的同时，由于其使用了大量的摄像头、传感器和多媒体娱乐设备，因此对车载网络的带宽提出了挑战。传统的CAN网络无法满足这些应用的带宽要求，于是车载以太网得以快速发展，并在少数高端车型上投入实用。

车载以太网音视频桥接(Ethernet AVB，Ethernet Audio/Video Bridging)在传统的以太网络基础上新增了一些协议标准，包括精准时钟同步协议、流预留协议、队列及转发协议和音视频传输协议等。通过预留带宽来限制消息的延时，能够提供支持多媒体应用的高质量服务，且在传输音视频数据时，能够同时传输网络中的控制信号，是未来最具潜力的车载通信网络之一。目前，在国外的一些高档车型中已经应用了以太网AVB网络，包括宝马X7，奥迪A8等。

以太网AVB通过预留带宽实现网络各类消息的传输，即在网络的初始配置阶段，可针对传输的负荷量大小给每类消息预留不同的传输带宽，以达到提高网络实时性与灵活性的目的。但是利用电气和电子工程师协会(IEEE，InSCitute of Electrical andElectronics Engineers)标准中流预留协议分配的预留带宽值是固定的，在网络传输负荷量较少的情况下，无疑极大浪费了以太网AVB网络的通信带宽，而且在某些情况下还可能导致网络不可调度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种采用SC消息传输关键控制消息，并在新的网络模型下进行响应时间上界分析，基于上述分析建立预留带宽参数优化模型的车载以太网AVB预留带宽优化配置方法。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：一种车载以太网AVB预留带宽优化配置方法，该方法包括下列顺序的步骤：

(1)建立含SC消息的混合调度机制；

(2)建立预留带宽参数优化模型；

(3)对预留带宽参数优化模型进行求解；

(4)计算响应时间上界。

所述步骤(1)具体是指：

在IEEE802.1Qat协议中A类SR消息和B类SR消息的基础上，引入安全关键控制流SC类消息，设计A、B、SC类消息的时间阻塞机制，计算各类消息响应时间上界，利用混合调度带宽配置方法分配A、B和SC消息流的带宽，实现网络中各类消息流的实时混合调度；

所述SC类消息具有最高的优先级以及固定的数据帧长度，且在指定的传输门内传输，传输时间内能阻断较低优先级SR类消息传输，其最大帧长度Max_Frame_Size为128bytes，最小帧间隔Min_Frame_Interval为500μs，5个跳动内能保证100μs的端到端延迟；

所述混合调度中加入的SC类消息采用时间阻塞机制，其实施步骤如下：