本發(fā)明屬于車載通信系統(tǒng)領(lǐng)域，具體涉及了一種用于車載系統(tǒng)的時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò)測(cè)試裝置及方法。

背景技術(shù)：

1、時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò)(time-sensitive?networking，簡(jiǎn)稱tsn)基于標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)，作為二層交換網(wǎng)絡(luò)，在數(shù)據(jù)鏈路層為保障網(wǎng)絡(luò)的qos(quality?of?service，服務(wù)質(zhì)量)，提供了一整套協(xié)議與機(jī)制，最大特點(diǎn)是通過精確的時(shí)間調(diào)度、確定的時(shí)延完成關(guān)鍵數(shù)據(jù)包的傳輸。同時(shí)，隨著高等級(jí)自動(dòng)駕駛所需的傳感器數(shù)量激增，越來越多的控制信號(hào)需要接入車載通信系統(tǒng)且需要對(duì)不同流量進(jìn)行不同優(yōu)先級(jí)傳輸處理，這與時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò)相契合。因此，將時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò)作為增強(qiáng)型以太網(wǎng)應(yīng)用于車載通信系統(tǒng)已經(jīng)成為產(chǎn)業(yè)界的研究熱點(diǎn)。

2、但是，將tsn與車載通信系統(tǒng)融合尚未落地，相對(duì)于傳統(tǒng)以太網(wǎng)或者控制器局域網(wǎng)，對(duì)時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò)在車載通信系統(tǒng)關(guān)鍵控制信號(hào)的時(shí)延保障能力尚不可知，缺乏較好的測(cè)試技術(shù)手段，需要提供一種用于車載系統(tǒng)的時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò)測(cè)試裝置及方法，實(shí)現(xiàn)時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò)在車載信息系統(tǒng)中時(shí)延保障能力的直觀展現(xiàn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的上述問題，也就是時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò)在車載通信系統(tǒng)測(cè)試的問題，本發(fā)明提供了一種用于車載系統(tǒng)的時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò)測(cè)試裝置及方法。

2、第一方面，本發(fā)明提供一種用于車載系統(tǒng)的時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò)測(cè)試裝置，包括：流量采集模塊、流量傳輸模塊、伺服驅(qū)動(dòng)模塊和結(jié)果顯示模塊；流量采集模塊，用于模擬產(chǎn)生車載系統(tǒng)的動(dòng)力控制信號(hào)、音視頻信號(hào)和輔助駕駛信號(hào)；流量傳輸模塊，包括在時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò)中級(jí)聯(lián)的tsn交換機(jī)和流量傳輸模塊普通交換機(jī)，用于將動(dòng)力控制信號(hào)、音視頻信號(hào)和輔助駕駛信號(hào)輸入級(jí)聯(lián)的第一臺(tái)tsn交換機(jī)，在級(jí)聯(lián)的最后一臺(tái)tsn交換機(jī)出口按照信號(hào)優(yōu)先級(jí)進(jìn)行時(shí)分復(fù)用傳輸，傳輸至流量傳輸模塊普通交換機(jī)和伺服驅(qū)動(dòng)模塊；伺服驅(qū)動(dòng)模塊，用于模擬多場(chǎng)景、多條件下的車載發(fā)動(dòng)機(jī)，包括伺服驅(qū)動(dòng)電機(jī)，伺服驅(qū)動(dòng)電機(jī)通過流量傳輸模塊接收動(dòng)力控制信號(hào)并進(jìn)行轉(zhuǎn)速和相位同軸放大；流量采集模塊通過采集伺服驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)圖像，模擬產(chǎn)生音視頻信號(hào)；結(jié)果顯示模塊，用于從流量傳輸模塊普通交換機(jī)獲取動(dòng)力控制信號(hào)、音視頻信號(hào)和輔助駕駛信號(hào)，統(tǒng)計(jì)并顯示各類信號(hào)的傳輸參數(shù)。

3、具體的，流量采集模塊通過可編程邏輯控制軟件，模擬產(chǎn)生動(dòng)力控制信號(hào)；流量采集模塊通過網(wǎng)絡(luò)測(cè)試儀，模擬產(chǎn)生輔助駕駛信號(hào)。

4、具體的，當(dāng)tsn交換機(jī)、流量傳輸模塊上位機(jī)和流量傳輸模塊普通交換機(jī)在相同網(wǎng)段下時(shí)，流量傳輸模塊上位機(jī)通過ssh對(duì)tsn交換機(jī)和流量傳輸模塊普通交換機(jī)進(jìn)行時(shí)間同步參數(shù)配置、入口vlan映射和出口時(shí)隙劃分。

5、具體的，伺服驅(qū)動(dòng)模塊還包括至少一個(gè)通過普通以太網(wǎng)接收動(dòng)力控制信號(hào)的伺服驅(qū)動(dòng)電機(jī)，結(jié)果顯示模塊還用于對(duì)比顯示不同網(wǎng)絡(luò)接收動(dòng)力控制信號(hào)的伺服驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)情況和對(duì)應(yīng)視頻卡頓情況。

6、具體的，伺服驅(qū)動(dòng)模塊還包括伺服驅(qū)動(dòng)模塊上位機(jī)和伺服驅(qū)動(dòng)模塊普通交換機(jī)，伺服驅(qū)動(dòng)模塊上位機(jī)用于通過伺服驅(qū)動(dòng)模塊普通交換機(jī)對(duì)伺服驅(qū)動(dòng)電機(jī)進(jìn)行初始配置。

7、具體的，時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò)測(cè)試裝置，用于配置網(wǎng)絡(luò)測(cè)試儀和tsn交換機(jī)的時(shí)鐘同步參數(shù)，以網(wǎng)絡(luò)測(cè)試儀為主時(shí)鐘設(shè)備，以tsn交換機(jī)為從時(shí)鐘設(shè)備，若在時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò)中級(jí)聯(lián)的tsn交換機(jī)報(bào)文中clock?id逐級(jí)傳遞，則時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò)的時(shí)鐘同步功能正常；網(wǎng)絡(luò)測(cè)試儀用于模擬產(chǎn)生輔助駕駛信號(hào)。

8、具體的，時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò)測(cè)試裝置，還用于讀取在時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò)中級(jí)聯(lián)的每個(gè)tsn交換機(jī)的offset值，根據(jù)offset值的變化范圍，判斷時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò)的時(shí)間同步精度。

9、具體的，時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò)測(cè)試裝置，用于讀取在時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò)中級(jí)聯(lián)的每個(gè)tsn交換機(jī)的offset值，開啟時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò)的時(shí)間同步功能并當(dāng)offset值在觀察時(shí)間窗口內(nèi)最大變化量小于閾值時(shí)，開啟時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò)的tas門控整形功能，根據(jù)伺服驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)情況和對(duì)應(yīng)視頻卡頓情況，及各類信號(hào)的傳輸參數(shù)，確定時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò)的門控整形功能測(cè)試結(jié)果。

10、具體的，時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò)測(cè)試裝置，用于在級(jí)聯(lián)的第一臺(tái)tsn交換機(jī)入口，為各類信號(hào)分配優(yōu)先級(jí)，采用信用整形方法，根據(jù)各類信號(hào)優(yōu)先級(jí)和信用整形輸出隊(duì)列緩沖量，在級(jí)聯(lián)的最后一臺(tái)tsn交換機(jī)出口，對(duì)各類信號(hào)相應(yīng)的idleslope進(jìn)行配置，根據(jù)伺服驅(qū)動(dòng)電機(jī)對(duì)應(yīng)視頻卡頓情況，確定時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò)的信用整形功能測(cè)試結(jié)果。

11、第二方面，本發(fā)明提供一種用于車載系統(tǒng)的時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò)測(cè)試方法，包括以下步驟：模擬產(chǎn)生車載系統(tǒng)的動(dòng)力控制信號(hào)、音視頻信號(hào)和輔助駕駛信號(hào)；音視頻信號(hào)為根據(jù)伺服驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)圖像而模擬產(chǎn)生；將動(dòng)力控制信號(hào)、音視頻信號(hào)和輔助駕駛信號(hào)輸入級(jí)聯(lián)的第一臺(tái)tsn交換機(jī)，在級(jí)聯(lián)的最后一臺(tái)tsn交換機(jī)出口按照信號(hào)優(yōu)先級(jí)進(jìn)行時(shí)分復(fù)用傳輸，傳輸至普通交換機(jī)和伺服驅(qū)動(dòng)電機(jī)；采用伺服驅(qū)動(dòng)電機(jī)模擬多場(chǎng)景、多條件下的車載發(fā)動(dòng)機(jī)，伺服驅(qū)動(dòng)電機(jī)接收動(dòng)力控制信號(hào)并進(jìn)行轉(zhuǎn)速和相位同軸放大；從普通交換機(jī)獲取動(dòng)力控制信號(hào)、音視頻信號(hào)和輔助駕駛信號(hào)，統(tǒng)計(jì)并顯示各類信號(hào)的傳輸參數(shù)。

12、本發(fā)明的有益效果：

13、本發(fā)明通過模擬車載系統(tǒng)中的關(guān)鍵信號(hào)，實(shí)現(xiàn)了用于車載系統(tǒng)的時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò)測(cè)試，形成了面向車載系統(tǒng)時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵特性測(cè)試方法和解決方案。

14、進(jìn)一步的，本發(fā)明利用時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò)的tas、cbs流量調(diào)度技術(shù)和對(duì)等時(shí)間同步技術(shù)，對(duì)車載系統(tǒng)中的動(dòng)力控制信號(hào)、音視頻信號(hào)和輔助駕駛信號(hào)進(jìn)行時(shí)分復(fù)用傳輸，便于驗(yàn)證tsn技術(shù)在車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的傳輸參數(shù)。

15、本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的說明書中闡述。本發(fā)明的目的和其他優(yōu)點(diǎn)可通過在所寫的說明書、權(quán)利要求書、以及附圖中所特別指出的結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)和獲得。

技術(shù)特征：

1.一種用于車載系統(tǒng)的時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò)測(cè)試裝置，其特征在于，包括：流量采集模塊、流量傳輸模塊、伺服驅(qū)動(dòng)模塊和結(jié)果顯示模塊；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于車載系統(tǒng)的時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò)測(cè)試裝置，其特征在于，所述流量采集模塊通過可編程邏輯控制軟件，模擬產(chǎn)生所述動(dòng)力控制信號(hào)；所述流量采集模塊通過網(wǎng)絡(luò)測(cè)試儀，模擬產(chǎn)生所述輔助駕駛信號(hào)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于車載系統(tǒng)的時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò)測(cè)試裝置，其特征在于，當(dāng)所述tsn交換機(jī)、流量傳輸模塊上位機(jī)和流量傳輸模塊普通交換機(jī)在相同網(wǎng)段下時(shí)，所述流量傳輸模塊上位機(jī)通過ssh對(duì)所述tsn交換機(jī)和流量傳輸模塊普通交換機(jī)進(jìn)行時(shí)間同步參數(shù)配置、入口vlan映射和出口時(shí)隙劃分。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于車載系統(tǒng)的時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò)測(cè)試裝置，其特征在于，所述伺服驅(qū)動(dòng)模塊還包括至少一個(gè)通過普通以太網(wǎng)接收所述動(dòng)力控制信號(hào)的伺服驅(qū)動(dòng)電機(jī)，所述結(jié)果顯示模塊還用于對(duì)比顯示不同網(wǎng)絡(luò)接收所述動(dòng)力控制信號(hào)的伺服驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)情況和對(duì)應(yīng)視頻卡頓情況。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于車載系統(tǒng)的時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò)測(cè)試裝置，其特征在于，所述伺服驅(qū)動(dòng)模塊還包括伺服驅(qū)動(dòng)模塊上位機(jī)和伺服驅(qū)動(dòng)模塊普通交換機(jī)，所述伺服驅(qū)動(dòng)模塊上位機(jī)用于通過伺服驅(qū)動(dòng)模塊普通交換機(jī)對(duì)伺服驅(qū)動(dòng)電機(jī)進(jìn)行初始配置。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于車載系統(tǒng)的時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò)測(cè)試裝置，其特征在于，所述時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò)測(cè)試裝置，用于配置網(wǎng)絡(luò)測(cè)試儀和tsn交換機(jī)的時(shí)鐘同步參數(shù)，以網(wǎng)絡(luò)測(cè)試儀為主時(shí)鐘設(shè)備，以tsn交換機(jī)為從時(shí)鐘設(shè)備，若在時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò)中級(jí)聯(lián)的tsn交換機(jī)報(bào)文中clock?id逐級(jí)傳遞，則時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò)的時(shí)鐘同步功能正常；所述網(wǎng)絡(luò)測(cè)試儀用于模擬產(chǎn)生所述輔助駕駛信號(hào)。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于車載系統(tǒng)的時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò)測(cè)試裝置，其特征在于，所述時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò)測(cè)試裝置，還用于讀取在時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò)中級(jí)聯(lián)的每個(gè)tsn交換機(jī)的offset值，根據(jù)offset值的變化范圍，判斷時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò)的時(shí)間同步精度。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于車載系統(tǒng)的時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò)測(cè)試裝置，其特征在于，所述時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò)測(cè)試裝置，用于讀取在時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò)中級(jí)聯(lián)的每個(gè)tsn交換機(jī)的offset值，開啟時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò)的時(shí)間同步功能并當(dāng)offset值在觀察時(shí)間窗口內(nèi)最大變化量小于閾值時(shí)，開啟時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò)的tas門控整形功能，根據(jù)伺服驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)情況和對(duì)應(yīng)視頻卡頓情況，及各類信號(hào)的傳輸參數(shù)，確定時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò)的門控整形功能測(cè)試結(jié)果。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于車載系統(tǒng)的時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò)測(cè)試裝置，其特征在于，所述時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò)測(cè)試裝置，用于在級(jí)聯(lián)的第一臺(tái)tsn交換機(jī)入口，為各類信號(hào)分配優(yōu)先級(jí)，采用信用整形方法，根據(jù)各類信號(hào)優(yōu)先級(jí)和信用整形輸出隊(duì)列緩沖量，在級(jí)聯(lián)的最后一臺(tái)tsn交換機(jī)出口，對(duì)各類信號(hào)相應(yīng)的idleslope進(jìn)行配置，根據(jù)伺服驅(qū)動(dòng)電機(jī)對(duì)應(yīng)視頻卡頓情況，確定時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò)的信用整形功能測(cè)試結(jié)果。

10.一種用于車載系統(tǒng)的時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò)測(cè)試方法，其特征在于，包括以下步驟：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明屬于車載通信系統(tǒng)領(lǐng)域，具體涉及了一種用于車載系統(tǒng)的時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò)測(cè)試裝置及方法，旨在解決車載系統(tǒng)的時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò)測(cè)試問題。所述裝置用于模擬產(chǎn)生車載系統(tǒng)的動(dòng)力控制信號(hào)、音視頻信號(hào)和輔助駕駛信號(hào)；將上述信號(hào)輸入級(jí)聯(lián)的第一臺(tái)TSN交換機(jī)，在級(jí)聯(lián)的最后一臺(tái)TSN交換機(jī)按照信號(hào)優(yōu)先級(jí)進(jìn)行時(shí)分復(fù)用傳輸，傳輸至流量傳輸模塊普通交換機(jī)和所述伺服驅(qū)動(dòng)模塊；伺服驅(qū)動(dòng)電機(jī)接收動(dòng)力控制信號(hào)并進(jìn)行轉(zhuǎn)速和相位同軸放大；采集伺服驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)圖像，模擬產(chǎn)生音視頻信號(hào)；獲取所述動(dòng)力控制信號(hào)、音視頻信號(hào)和輔助駕駛信號(hào)，統(tǒng)計(jì)并顯示各類信號(hào)的傳輸參數(shù)。本發(fā)明通過模擬車載系統(tǒng)中的關(guān)鍵信號(hào)，實(shí)現(xiàn)了用于車載系統(tǒng)的時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò)測(cè)試。

技術(shù)研發(fā)人員：李鵬魏,郭晨光,楊智淵,劉振興,王勇,熊開利,康曉飛,張永波
受保護(hù)的技術(shù)使用者：北京時(shí)代民芯科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/30