1.本技术实施例涉及汽车域网关技术领域，尤其涉及一种汽车域网关控制器。


背景技术：

2.随着汽车电子发展，汽车电子越来越集成化、智能化和自动化，数据的运算能力、处理能力以及传输能力也变得更加严峻，伴随着汽车以太网的发展，这将很好地解决以上提到的问题。为了分担整车ecu(electronic control unit-电子控制单元)的负荷压力，提出了域网关控制的概念，即分为左域和右域，连接车上的各节点，实现整车的功能控制或信号传输。
3.现有的汽车域中央网关设计较复杂，功能繁多，对于中央处理器的运算有较高的要求，中央网关设计功能集中处理，一旦系统故障，全系统都瘫痪，鲁棒性较差。


技术实现要素：

4.本技术实施例提供了一种汽车域网关控制器，能够解决汽车网关鲁棒性较差的问题，提高汽车域网关控制的鲁棒性和安全性。
5.本技术实施例提供了一种汽车域网关控制器，所述汽车域网关控制器包括电源管理单元、控制单元和以太网交换机；
6.所述电源管理单元分别与所述控制单元和所述以太网交换机连接，以控制对所述控制单元和以太网交换机的供电；
7.所述控制单元与所述以太网交换机连接，以控制所述以太网交换机进行数据交换。
8.进一步的，所述电源管理单元为sbc模块，所述sbc模块与外部蓄电池电源连接。
9.进一步的，所述控制单元为mcu控制器，所述mcu控制器通过spi总线与所述sbc模块连接。
10.进一步的，所述汽车域网关控制器还包括high side控制单元和low side 控制单元；
11.所述high side控制单元和low side控制单元分别与外部蓄电池电源和所述 sbc模块连接，以实现sbc模块对high side控制单元和low side控制单元的逻辑供电；
12.所述high side控制单元和low side控制单元分别通过spi总线与所述 mcu控制器连接。
13.进一步的，所述以太网交换机通过mii接口或rmii接口与所述mcu控制器进行连接。
14.进一步的，所述汽车域控制器还包括can收发器和lin收发器；
15.所述can收发器和所述lin收发器分别通过发送管脚和接收管脚与所述 mcu控制器连接。
16.进一步的，所述sbc模块通过fccu引脚、fsxb引脚和rstb引脚与所述mcu控制连接。
17.进一步的，所述以太网交换机设置有100base-t1的接口、sgmii接口和 100base-tx接口。
18.进一步的，所述sbc模块设置有errmon接口，用于连接外部ic错误监控设备。
19.本技术实施例还提供了一种电子设备，包括上述所述的汽车域网关控制器。
20.本技术实施例提供了汽车域网关控制器，具备以下有益效果：
21.通过电源管理单元对各器件的电压进行监控，合理进行各器件的供电控制，使得各器件在安全供电的情况下提高了控制供电过程的鲁棒性，从而提高了汽车域网关控制器的稳定性和安全性。
附图说明
22.图1是本技术实施例提供的一种汽车域网关控制器的电路原理图；
23.图2是本技术实施例提供的时间感知整形器实现调度功能示意图；
24.图3是本技术实施例提供的设备缺陷情况示意图。
具体实施方式
25.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。
26.图1给出了本技术实施例提供的一种汽车域网关控制器的电路原理图，如图1所示，该汽车域网关控制器包括电源管理单元1、控制单元2和以太网交换机3，所述以太网交换机3为图中的switch；所述电源管理单元1分别与所述控制单元2和所述以太网交换机3连接，以控制对所述控制单元2和以太网交换机3的供电；所述控制单元2与所述以太网交换机3连接，以控制所述以太网交换机3进行数据交换。
27.进一步的，所述电源管理单元1为sbc模块，所述sbc模块与外部蓄电池电源连接。
28.具体的，所述电源管理单元1采用sbc(system basis chip-系统基础芯片) 模块进行供电控制，所述sbc(system basis chip-系统基础芯片)模块为系统低压供电控制期间，其满足低功耗且具有iso26262 asil-d(automotive safetyintegration level d-汽车安全完整性等级d)认证和2路故障安全输出，以此在控制电路供电控制时能够保持系统供电的稳定性，满足汽车域网关的安全目标需求。
29.示例性的，所述sbc(system basis chip-系统基础芯片)模块包括多个开关模式和线性稳压器，通过开关电源和多个线性稳压器对各期间的电压供给进行控制，增强了电压供给过程的安全性，覆盖asil b(automotive safety integrationlevel b-汽车安全完整性等级b)和asil d(automotive safety integration level d
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汽车安全完整性等级d)安全完整性水平。对于所述sbc(system basis chip-系统基础芯片)所生成的电压，其内部设置有数字监控器或模拟监控器，以监控输出电压的状态，例如过压、欠压或过流等状态。
30.进一步的，所述控制单元2为mcu(microcontroller unit-微控制单元)控制器，所述mcu(microcontroller unit-微控制单元)控制器通过spi(serial peripheralinterface-串行外设接口)总线与所述sbc(system basis chip-系统基础芯片)模块连接，
所述spi(serial peripheral interface-串行外设接口)总线为所述 mcu(microcontroller unit-微控制单元)控制器与所述sbc(system basis chip-系统基础芯片)模块的通信接口，用于配置、诊断和看门狗监控。
31.进一步的，所述汽车域网关控制器还包括high side(高压侧)控制单元和lowside(低压侧)控制单元；所述high side(高压侧)控制单元和low side(低压侧)控制单元分别与外部蓄电池电源和所述sbc(system basis chip-系统基础芯片)模块连接，以实现sbc(system basis chip-系统基础芯片)模块对high side(高压侧) 控制单元和low side(低压侧)控制单元的供电控制；所述high side(高压侧)控制单元和low side(低压侧)控制单元分别通过spi(serial peripheral interface-串行外设接口)总线与所述mcu(microcontroller unit-微控制单元)控制器连接。
32.示例性的，所述外部蓄电池电源为12v电压输出，所述high side(高压侧) 控制单元和low side(低压侧)控制单元与所述外部蓄电池电源连接，所述highside(高压侧)控制单元和low side(低压侧)控制单元与sbc(system basis chip-系统基础芯片)模块连接，所述sbc(system basis chip-系统基础芯片)模块输出低压电压给所述high side(高压侧)控制单元和low side(低压侧)控制单元，以实现所述sbc(system basis chip-系统基础芯片)模块对所述high side(高压侧)控制单元和low side(低压侧)控制单元的逻辑供电。通过所述mcu(microcontrollerunit-微控制单元)控制器经spi(serial peripheral interface-串行外设接口)总线控制所述high side(高压侧)控制单元和low side(低压侧)控制单元的电压输出。所述high side(高压侧)控制单元输出高边电压为12v，所述输出高边电压12v为外部蓄电池电源供给的电压12v。所述low side(低压侧)控制单元输出低边电压为低于12v的电压或接地。
33.进一步的，所述以太网交换机通过mii(媒体独立接口)接口或rmii(媒体独立接口)接口与所述mcu(microcontroller unit-微控制单元)控制器进行连接。
34.进一步的，所述汽车域控制器还包括can(controller area network-控制器局域网络)收发器和lin(local interconnect network-串行通讯网络)收发器；所述 can(controller area network-控制器局域网络)收发器和所述lin(localinterconnect network-串行通讯网络)收发器分别通过发送管脚和接收管脚与所述 mcu(microcontroller unit-微控制单元)控制器连接。
35.具体的，所述can(controller area network-控制器局域网络)收发器分别通过发送管脚(cantx)和接收管脚(canrx)与所述mcu控制器连接。所述 lin(local interconnect network-串行通讯网络)收发器分别通过lintx(发送)管脚和linrx(接收)管脚与所述mcu(microcontroller unit-微控制单元)控制器连接。
36.进一步的，所述sbc(system basis chip-系统基础芯片)模块通过fccu引脚、fsxb引脚和rstb引脚与所述mcu(microcontroller unit-微控制单元)控制连接。
37.具体的，所述fccu引脚包括fccu1引脚和fccu2引脚，所述fccu引脚为输入监控采用双稳态协议，默认极性。所述fccu引脚负责所述 mcu(microcontroller unit-微控制单元)控制器的硬件故障，所述fccu输入引脚成对配置，也可以作为单个独立输入配置，监控fccu1和fccu2中的pwm 信号。
38.具体的，所述rstb引脚是低有效复位双向输出。所述rstb引脚是一个开路漏极输
出，与所述mcu控制器的reset的引脚连接。控制器内部下拉电阻确保rstb引脚在待机和掉电模式下为低电平。所述rstb断言取决于初始化阶段的设备配置。当rstb拉低超过8s时，fs切换为deep-fs模式,确保系统系统处于安全模式。
39.具体的，所述fsxb引脚为fs0b引脚和fs1b引脚，所述fsxb引脚为低有效故障安全输出。所述fsxb引脚能够驱动所述mcu(microcontrollerunit-微控制单元)控制器的电气安全电路。所述fsxb引脚与所述以太网交换机的fsi1引脚相连，当有故障时，使得系统失活，并将汽车域网关控制器设置为已知保护状态。
40.进一步的，所述以太网交换机设置有100base-t1的接口、sgmii接口和100base-tx接口。
41.具体的，所述以太网交换机设置有6个100base-t1的接口、2个可配置1.0ggbps或2.5gbps的sgmii接口，以及1个100base-tx接口，以实现对节点网络进行扩展。所设置的100base-t1的接口、sgmii接口和100base-tx接口，作为其他域控制器的以外网节点网关，以实现数据的交互。
42.示例性的，switch是一种多个端口的汽车以太网交换机，支持ieeeavb(audiovideobridging-音频视频桥接)和tsn(timesensitivenetworking-最新的时间敏感网络)标准。tsn(timesensitivenetworking-最新的时间敏感网络)对于具有严格时间约束的应用至关重要，而搭载tsn(timesensitivenetworking-最新的时间敏感网络)的以太网已经能够满足机动车对可预测延迟及有保证带宽的要求。tsn(timesensitivenetworking-最新的时间敏感网络)规范包括：多种时间感知整形器、抢占、循环排队和转发、根据数据流进行过滤和管制、帧复制和消除，以及增强型通用精确计时协议，使的域网关经成为高端adassoc必不可少的特性。参照图2，所述时间感知整形器为汽车网络在设计可预见的、有保证的延迟；这种类型的网络被称为工程网络。时间感知整形器用在工程网络中执行调度工作，以便使得关键流量队列不会被阻塞。通过一个时间门来实现的，该时间门能够让时间关键型数据不受阻碍地流动和处理，同时阻塞非时间关键型数据。所述抢占可用于减少时间关键型数据流的延迟。在以太网网络中，抢占允许时间关键型数据帧中断非时间关键型数据帧的传输。一旦时间关键型数据帧到达了其目的地，非时间关键型数据帧就恢复其传输。任何碎片化的数据帧都必须重新组装后才能继续传输。
43.进一步的，所述sbc(systembasischip-系统基础芯片)模块设置有errmon接口，用于连接外部ic错误监控设备。
44.具体的，errmon接口可配置为数字输入，由otp(onetimeprogrammable-一次性可编程)启用外部ic的监控功能。
45.具体的，所述汽车域网关控制器为sbc(systembasischip-系统基础芯片)模块、mcu(microcontrollerunit-微控制单元)控制器、highside(高压侧)控制单元、lowside(低压侧)控制单元、can(controllerareanetwork-控制器局域网络)收发器、lin(localinterconnectnetwork-串行通讯网络)收发器和以太网交换机。利用所述外部蓄电池电源供电给sbc(systembasischip-系统基础芯片)模块，所述sbc(systembasischip-系统基础芯片)模块生成低压电压分别给所述highside(高压侧)控制单元、所述lowside(低压侧)控制单元、所述can(controllerareanetwork-控制器局域网络)收发器、所述lin(localinterconnectnetwork-串行通讯网络)收发器和所述以太网交换机进行逻
辑供电。所述sbc(systembasischip-系统基础芯片)内部对输入的电池电压和输出的分压电压进行实时监控，对过压、欠压以及过流等情况进行实时反馈，同时通过fccu引脚对所述mcu(microcontrollerunit-微控制单元)控制器进行实况监控，并且，通过所述fsxb(包括fs0b和fs1b)引脚和rstb引脚对所述sbc故障状态进行指示。所述mcu(microcontrollerunit-微控制单元)控制器通过spi总线对所述sbc模块进行配置，以及进行寄存状态的回读。所述mcu(microcontrollerunit-微控制单元)控制器分别通过spi(serialperipheralinterface-串行外设接口)总线所述highside(高压侧)控制单元和lowside(低压侧)控制单元进行连接，以实现对所述highside(高压侧)控制单元和lowside(低压侧)控制单元进行配置，以及进行寄存状态的回读，以实现高低边的正常驱动。此外，所述mcu(microcontrollerunit-微控制单元)控制器作为所述以太网交换机的mac(mediaaccesscontrol-媒体访问控制器)，通过所述mcu(microcontrollerunit-微控制单元)控制器对所述以太网交换机进行初始化配置以及进行数据交互。
46.示例性的，所述switch集成的多个phy(portphysicallayer-端口物理层)，所述phy(portphysicallayer-端口物理层)包括：dcq(dynamicchannelquality-动态信道质量)和hdd(harnessdefectdetection-设备缺陷检测)。所述设备缺陷检测包括open(开路)检测和short(短路)检测。所述设备缺陷检测检测线束的缺陷，可在正常操作期间完成，也可在特定的主机触发诊断模式下完成。参照图3，设备缺陷情况至少包括以下5种情况：a中的所述的phy(portphysicallayer-端口物理层)之间所有线束均开路的情况、b中的所述的phy(portphysicallayer-端口物理层)之间一路线束开路的情况、c中的所述的phy(portphysicallayer-端口物理层)之间所有线束短接的情况、d中的所述的phy(portphysicallayer-端口物理层)之间所有线束均接地的情况，以及e中的所示的phy(portphysicallayer-端口物理层)之间一路线束接地的情况。
47.进一步的，所述汽车域网关控制器还包括链路质量-启动时间和lq(linklosses-链路损耗)和pol(-polaritydetectionandcorrection-极性检测和校正)。det(polaritydetection极性检测)为极性检测及其诊断应按照规范(100base-t1)实施。cor：polaritycorrection-极性校正)为极性校正及其诊断应按照规范(100base-t1)实施。如果极性校正被实施，将有可能使此功能失效。
48.通过电源管理单元采用sbc(systembasischip-系统基础芯片)模块为系统低压供电，通过开关电源和多个线性稳压器对系统进行供电控制，使得所述sbc(systembasischip-系统基础芯片)模块具备的各项安全功能，从而满足系统的安全需求，进而增强系统的鲁棒性和安全性，同时所述汽车域网关控制器通过集成制备而成，节约了成本。所述汽车域网关控制器细化了网关和电控单元的安全需求，构建战略级汽车安全体系。所述汽车域域网关控制器实现传统的网关功能外，还包括协议检测，总线检测，链接保护，指令过滤等功能，此外，所述汽车域网关控制器还实现了接入认证，指令认证，机器学习以及安全升级功能，能保证数据的安全性、有效性。
49.通过电源管理单元对各器件的电压进行监控，合理进行各器件的供电控制，使得各器件在安全供电的情况下提高了控制供电过程的鲁棒性，从而提高了汽车域网关控制器的稳定性和安全性。
50.本技术实施例还提供了一种电子设备，包括上述所述的汽车域网关控制器。
51.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
52.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
53.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
54.需要说明的是，在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
55.以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。