[发明专利]消息处理器

说明书

描述了消息处理器(6₁,6₂)。该消息处理器被配置为响应于接收根据给定的通信协议(例如CAN或以太网)被格式化并且包括包引导数据(22；图4)和有效载荷数据(23；图4)的数据包(13₁,13₂)，生成具有包括头(24；图4)和有效载荷数据(25；图4)的预定数据格式的包(14)，例如第2层包或第3层包。头包括根据包引导数据生成的地址，并且其中有效载荷包括数据包。具有预定数据格式的包(14)可以是IEEE 1722帧。

技术领域

本发明涉及消息处理器(handler)和控制单元，该控制单元包括至少两个消息处理器和被配置为在消息处理器之间切换或路由数据包的消息转发器。

背景技术

网关允许不同网络接口之间的信息交换。网络接口可以使用相同或不同的OSI物理层(“第1层”)、数据链路(“第2层”)和/或诸如以太网、控制器局域网(CAN)、FlexRay和面向媒体的系统传输(MOST)的网络层(“第3层”)协议。网关的示例包括以太网交换机、数字用户线路接入复用器(DSLAM)和现场总线网关。

同一协议中的第2层网关(例如以太网10/100/1000交换机和CAN/CAN网关)往往很简单，这是因为尽管数据速率可能会发生变化，但是数据链路层中的帧是相同的。跨越协议的第2层网关(例如CAN/CAN-FD网关)可以在不改变网络层上的分组(packet)(或“包(package)”)的情况下提供重新成帧(re-framing)。第3层网关(例如IPv4/IPv6网关或CAN/以太网网关)可以针对不同的寻址和流量控制要求重新构造分组。第4层至第7层网关(例如TCP/UDP网关和AUTOSAR信号网关)允许在不同传输协议之间进行改变并重新组装信息。

同一协议或协议族中的第2层网关往往以硬件实现，并且此类网关的示例包括瑞萨RH850/C1M微控制器中的CAN/CAN网关和瑞萨RH850/D1M微控制器中的CAN/CAN-FD网关。

参考图1，第3层网关通常以软件实现。微控制器具有一组网络接口和由微控制器的中央处理单元执行的软件，该微控制器可以基于配置矩阵重新组装分组。此类网关的示例包括USB/UART转换器和汽车CAN/LIN/FlexRay网关。由于通信协议具有不同的寻址方案并具有不同的消息结构，因此软件提供在不同协议之间转换的灵活性。

第4至第7层网关通常以软件实现。在更高层重新组装数据往往需要显著的可配置性和灵活性，尽管基于硬件的解决方案是可能的，例如，在诸如视频数据的时间先决、转换特定的情况下，但是这实际上只能通过基于软件的实现完成。

网络层包的成帧通常在硬件中实现，并且对于路由机制是透明的。发生分组成帧的示例包括以太网MAC、FlexRay通信控制器和CAN协议引擎。所有协议都倾向于具有单独的、优化的接口以与更高层交换信息。

同一协议族中的第3层网关也倾向于易于以硬件实现。在涉及例如CAN/CAN-FD转换和IPv4/IPv6转换的情况下，仅需要对分组结构进行最小的改变。

涉及不同协议的第3层网关往往难以以硬件实现，这是因为需要重新格式化分组以适应不同的寻址、路由和流量控制方案。分组转换(packet conversion)通常需要灵活的、可配置的数据操作单元。这可能导致信息缺口，这是因为并非所有帧信息都是可转换的，例如在以太网长度到CAN DLC的情况下。

寻址方案转换需要两个网络层之间的可配置转换表。流量控制方案转换通常需要新的第4层传输协议或其它高级支持。

通信系统越来越多地包括互连的多于一种类型的总线系统。这使得数据的转发更加复杂。