[发明专利]基于区块网关电控单元的汽车控制器

说明书

本发明公开了一种基于区块网关电控单元的汽车控制器，包括以汽车以太网TSN为主干网，环形部署在车身不同位置的区块网关电控单元；区块网关电控单元包括汽车处理器和FPGA；汽车处理器采集外接传感器数据，进行融合计算，并对计算结果做出判断和校验；汽车处理器通过PCIE接口连接FPGA，进行高速数据交换。本发明的区块网关电控单元部署到车身不同的位置，采用有足够强算力的汽车处理器，当功能安全缺陷发生时，车辆控制优先退出自动控制模式，并采取合理的紧急制动等补救措施。通过FPGA随时桥接信号的出口方向，为区块网关电控单元部署到车身不同位置后整车电气走线提供方便。

技术领域

本发明涉及汽车电子电气领域，尤其涉及一种基于区块网关电控单元的汽车控制器。

背景技术

随着汽车电子电气架构越发复杂，数据带宽增高，从“node”架构进入“domain”架构已经过了数年的发展，在生产实践中由于新功能不断加入而相应的新增了无数的电子控制单元ECU，随着时间的推移ECU的不断增加，导致“domain”架构变得非常复杂和臃肿，从而导致了用于“domain”架构的网络线束通常发展为整车成本中的第3重且昂贵的部件，最大重量达50kg，总长度可达5km。

而今天的自动驾驶趋势将会增加更多的ECU和传感器，进一步增加对线束的需求。公知的，今天的汽车生产，唯一没有实现自动化作业的便是汽车车身电气布线，而这项工作需要耗费大量的时间和人力，成为汽车生产中的一个痛点，急需要迫切改变；与此同时自动驾驶的发展使得汽车以太网得到了进一步应用，并允许汽车EE架构进行更彻底的改变来减少线束长度，重量，成本和复杂性。

由于TSN协议以及随之而来的基于IP的端到端实时通信的引入，车辆中的线束将完全改变“domain”架构，从而实现面向服务的软件架构方法（SOA）。因此，提出了一种新的汽车电子电气架构“Zonal”。

“Zonal”架构以车载以太网TSN为骨干串联数个ECU在局部区域中形成一个或几个环形结构，这些ECU将提供对CAN和LIN等传统汽车网络的访问、对以太网设备的切换功能以及负载感应和保护等配电支持。通过研究表明环形结构的“Zonal”与TSN支持一起将确保安全性和稳健性，以达到更高的汽车安全水平（ASIL）。

发明内容

为解决现有技术中存在的不足，本发明的目的在于，提供一种基于区块网关电控单元的汽车控制器。

为实现本发明的目的，本发明所采用的技术方案是：

一种基于区块网关电控单元的汽车控制器，所述汽车控制器包括以汽车以太网TSN为主干网，环形部署在车身不同位置的区块网关电控单元；

所述区块网关电控单元外接传感器；

所述区块网关电控单元包括汽车处理器和FPGA；

所述汽车处理器，采集外接传感器数据，进行融合计算，并对计算结果做出判断和校验；

所述汽车处理器通过PCIE接口连接FPGA，进行高速数据交换；

所述FPGA包含ARMv8硬核处理器子系统和大规模可编程逻辑单元；

所述大规模可编程逻辑单元，包括时间敏感型网络交换模块、共享内存控制器、编解码模块、脉宽调制及通用输入输出模块、模数/数模转换模块、多路切换器模块；

其中，共享内存控制器，是大规模可编程逻辑单元中各模块以及ARMv8硬核处理器子系统之间的联系纽带，可通过直接访问内存的方式进行数据存取和交换。

进一步地，所述汽车处理器为多核异构SOC，包括信息安全处理器、数据融合处理器、安全防护处理器、控制处理器。

进一步地，控制处理器、数据融合处理器满足ISO26262ASIL-B级别的功能安全要求；信息安全处理器、安全防护处理器满足ISO26262ASIL-D级别的功能安全要求。