[发明专利]一种用于车载Ethernet到CAN网络的网关调度方法

说明书

本发明涉及一种用于车载Ethernet到CAN网络的网关调度方法，属于移动通信技术领域。该方法首先对车载Ethernet‑CAN网关内部的缓存区采用队列的形式对不同转换类型的报文进行分类存储，队列内部的报文进行优先级排序；其次队列间采用队列长度动态加权轮询调度算法，对车载Ethernet‑CAN网关中不同转换类型队列依照队列权重的不同计算出调度顺序；最后按照调度顺序对队列里的报文进行调度。本发明能够在某一异构调度类型报文优先处理的情况下，兼顾报文数量较多的队列优先处理，让固有优先级较高和报文数量较多的队列可以在每一个轮询期的前期和后期都能够获得调度的机会，可以有效的减少队列的延时和丢弃率。

技术领域

本发明属于移动通信技术领域，涉及车载混合网络的网关通信技术，具体涉及一种用于车载Ethernet到CAN网络的网关调度方法。

背景技术

随着对汽车功能以及配置需求的增长，越来越多的ECU功能整合为域控制器，车载Ethernet逐渐成为智能汽车骨干网络，需要进行交换的数据量呈指数增长，因此连接各个网段的网关需要调度转发不同类型报文的数量也大大增加，这就造成了网关在对不同类型报文进行调度转发时的延时问题。

对于车载Ethernet-CAN网关需要实现两种不同总线协议的转换，两种总线的特点、传输速率和实时性等要求都不相同，由于车载Ethernet总线的传输速率远远高于CAN总线的传输速率，当车载Ethernet报文不停的传入网关转换为CAN报文时，有可能会形成大量的CAN报文的堆叠，从而造成长周期低优先级报文的延时甚至于丢弃；而当CAN报文需要组包成车载Ethernet报文时，由于数据域的大小不一致，当若干个CAN报文组合成车载Ethernet报文时，由于从CAN网段传输到接收缓存区的报文周期存在不一致的情况，就可能会造成一些长周期报文出现延迟。因此该网关必须保证能够有效的对两种报文进行实时传输。

随着对网关时延问题的研究，目前针对的网关调度方法大多是基于优先级的调度，但车载Ethernet中并不存在CAN总线中的优先级定义，这就会造成车载Ethernet与CAN进行数据调度时无法优先处理重要的调度信息，出现高优先级报文到达网关后该类报文的延时，由于车载Ethernet和CAN传输速率的差异，车载Ethernet报文到达网关转换为CAN报文会出现堆积，甚至于到达的时间冲突而形成报文丢弃的问题，从而影响网络的稳定性。

因此，亟需一种新的车载Ethernet到CAN网络的网关调度方法。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种用于车载Ethernet到CAN网络的网关调度方法，在不同类型的队列内部采用链表的形式对报文进行排序，队列间采用队列长度动态加权轮询调度算法对队列进行调度。该方法能够保证固有队列优先级高的队列优先调度的前提下，使得报文数量较多的队列也能够尽快调度，从而减少报文的堆叠。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种用于车载Ethernet到CAN网络的网关调度方法，车载Ethernet-CAN混合网络的网关中不同转换类型的报文等待调度处理，每种类型分配一个队列。具体为：首先对车载Ethernet-CAN网关内部的缓存区采用队列的形式对不同转换类型的报文进行分类存储，队列内部采用链表的形式对报文进行优先级排序；其次队列间采用队列长度动态加权轮询调度算法，对车载Ethernet-CAN网关中不同转换类型队列依照队列权重的不同计算出调度顺序；最后按照调度顺序对队列里的报文进行调度。

队列内部使用链表的形式可以避免出现队列内存溢出的情况，并且可以进行快速的查询并将报文按照报文优先级由高到低的顺序插入到报文队列中。使用队列长度动态加权轮询调度算法时，无论该类型队列的固有权重多小，当其堆积数量不断增加的同时，都能够让该队列在轮询调度过程中尽可能的在整个轮询调度期间尽可能的获取调度机会。

进一步，队列内部采用链表的形式对报文进行优先级排序，可以保证同一类型的报文，优先级在队列里的顺序为由高到低。