车辆电控系统及车辆的制作方法

1.本技术属于车辆技术领域，尤其涉及一种车辆电控系统及车辆。


背景技术：

2.随着信息化、智能化以及网络化技术的发展，目前车辆越来越智能，对信息的处理要求也越来越高。通常来说，中央计算单元可以为车辆提供主要的信息处理能力。
3.相关技术中，车辆的中央计算单元通常由多个独立的芯片组成，不同芯片通过例如通用输入输出端口(general purpose input output，gpio)、串行外设端口(serial peripheral interface，spi)或者通用异步收发传输器universal asynchronous receiver/transmitter，uart)等硬件端口连接，以实现协同工作。然而，现有的车辆中央计算单元中硬件端口与走线较多，结构比较复杂。


技术实现要素：

4.本技术实施例提供一种车辆电控系统及车辆，以解决现有的车辆中央计算单元中需要设置较多的物理端口与走线，结构比较复杂。
5.第一方面，本技术实施例提供一种车辆电控系统，包括：
6.网络处理器，网络处理器用作中央计算单元，网络处理器包括p个微控制器mcu、q个微处理器mpu、电源接口以及m个通信接口，p个mcu与q个mpu一体连接，电源接口电连接至p个mcu与q个mpu，一个通信接口电连接至少一个mcu，和/或，至少一个mpu；
7.n个电子控制单元ecu，每一ecu电连接至少一个通信接口，p、q、m以及n均为正整数。
8.第二方面，本技术实施例提供了一种车辆，包括如第一方面所示的车辆电控系统。
9.本技术实施例提供的车辆电控系统，包括网络处理器与n个电子控制单元ecu，其中，网络处理器用作中央计算单元，网络处理器包括p个mcu、q个mpu、电源接口以及m个通信接口，p个mcu与q个mpu一体连接，电源接口电连接至p个mcu与q个mpu，一个通信接口电连接至少一个mcu，和/或，至少一个mpu，每一ecu电连接至少一个通信接口，其中，p、q、m以及n均为正整数。本技术实施例中，网络处理器中的p个mcu与q个mpu一体连接，可以有效减少网络处理器对物理接口与物理走线的需求；电源接口电连接至p个mcu与q个mpu，有助于降低电源接口及外部电源的数量要求，减少电源走线；网络处理器的m个通信连接电连接n个ecu，从而保证网络处理器对车辆的控制需求。可见，本技术实施例能够在满足对车辆的控制需求的同时，极大简化车辆电控系统的构造，有效降低硬件设计难度，降低车辆电控系统成本。
附图说明
10.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对本技术实施例中所需要使用的附图作简单的介绍，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还
可以根据这些附图获得其他的附图。
11.图1是本技术实施例提供的车辆电控系统的结构示意图；
12.图2是本技术实施例提供的车辆电控系统的另一结构示意图；
13.图3是本技术实施例提供的车辆电控系统的又一结构示意图；
14.图4是本技术实施例提供的车辆电控系统的又一结构示意图；
15.图5是本技术实施例提供的车辆电控系统的又一结构示意图。
16.图中示出：100-网络处理器、110-微控制器、120-微处理器、130-电源接口、140-通信接口、200-电子控制单元、210-车身域控制器、220-动力域控制器、230-座舱域控制器、240-自动驾驶域控制器、300-电源模组、400-端口转换器、500-车联网系统、600-内存。
具体实施方式
17.下面将详细描述本技术的各个方面的特征和示例性实施例，为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例，对本技术进行进一步详细描述。应理解，此处所描述的具体实施例仅被配置为解释本技术，并不被配置为限定本技术。对于本领域技术人员来说，本技术可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本技术的示例来提供对本技术更好的理解。
18.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括
……”
限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
19.应当理解，在描述部件的结构时，当将一层、一个区域称为位于另一层、另一个区域“上面”或“上方”时，可以指直接位于另一层、另一个区域上面，或者在其与另一层、另一个区域之间还包含其它的层或区域。并且，如果将部件翻转，该一层、一个区域将位于另一层、另一个区域“下面”或“下方”。
20.下面将详细描述本技术的各个方面的特征和示例性实施例。此外，下文中所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。
21.本技术实施例提供了一种车辆电控系统及车辆。下面结合附图对本技术实施例的车辆电控系统及车辆进行详细描述。
22.如图1所示，本技术实施例提供的车辆电控系统，包括：
23.网络处理器100，网络处理器100用作中央计算单元，网络处理器100包括p个微控制器110(microcontroller unit，mcu)、q个微处理器120(microprocessor unit，mpu)、电源接口130以及m个通信接口140，p个mcu与q个mpu一体连接，电源接口130电连接至p个mcu与q个mpu，一个通信接口140电连接至少一个mcu，和/或，至少一个mpu；
24.n个电子控制单元200(electronic control unit，ecu)，每一ecu电连接至少一个通信接口140，p、q、m以及n均为正整数。
25.本实施例中，网络处理器100可以一单独的芯片结构。也就是说，网络处理器100包括p个mcu与q个mpu，这些mcu与mpu可以在同一半导体衬底上加工得到的，相应地，网络处理器100中的mcu也mpu可以是一体连接的。
26.在一些实施方式中，可以通过在网络处理器100中进行软件代码开放，使得不同mcu之间、不同mpu之间，或者mcu与mpu之间通过内部软件接口连接。如此，一方面，可以有效减少物理接口的数量，另一方面，也可以极大减少mcu和/或mpu协同工作所需的硬线走线。
27.在一些举例中，上述的内部软件接口可以是基于平台间通信框架(inter platform comms framework，ipcf)的软件接口等，具体可以根据需要进行选择。
28.容易理解的是，在实际应用中，本实施例中的网络处理器100可以用于车辆中的中央计算单元。相较于现有的将多个独立芯片进行硬线连接得到的中央计算单元，本实施例中的中央计算单元的结构复杂度可以大大降低。
29.本实施例中，网络处理器100还可以包括电源接口130，该电源接口130可以电连接至上述的p个mcu与q个mpu。当电源接口130与外部电源电连接时，外部电源可以通过电源接口130为网络处理器100中的各个mcu与mpu供电。
30.电源接口130与各个mcu的连接方式，以及电源接口130与各个mpu的连接方式，可以是直接连接，也可以是间接连接，此处不作具体限定。
31.相关技术中，由于中央计算单元由多个独立的芯片组成，这些芯片通常需要分别设置相应的电源接口130，从而导致中央计算单元中存在多个电源接口130。
32.而本实施例中，如上文所示的，p个mcu与q个mpu一体连接，这些mcu与mpu可以统一通过电源接口130进行供电。换而言之，p个mcu与q个mpu可以共用同一个电源接口130，因此，本实施例可以有效减少中央计算单元所需电源接口130数量，进而也可以减少因各个电源接口130与外部电源的电连接所带来的走线。
33.容易理解的是，网络处理器100中，mcu与mpu等电子元件所需的工作电压的大小或者波形等可能存在不同。在实际应用中，网络处理器100所包括的电源接口130可以包括多个子接口，各个子接口可以用于接收相应大小或波形的电压信号。
34.当然，在一些可行的实施方式中，网络处理器100中也可以集成有电压转换模块，电压转换模块可以将通过电源接口130所输入的电压信号，转换成各个电子元件所需电压信号等。
35.网络处理器100还可以包括m个通信接口140。容易理解的是，网络处理器100可以提供运算能力，与此同时，网络处理器100通常需要接收外部的数据，或者将运算得到的数据传输至相关的模块等。
36.在一些举例中，通信接口140可以是控制器局域网络(controller area network，can)总线接口或者局域互联网络(local interconnect network)总线接口等，m个通信接口140的具体类型可以根据需要进行设置，此处不作一一举例说明。
37.网络处理器100的通信接口140可以与车辆电控系统中的ecu进行通信连接。在一些实施方式中，ecu可以是车辆中的分布式的处理单元，比如，ecu可以是用于车辆行驶状态控制的控制器，该ecu可以获取各种传感器采集的信息，并对执行器进行控制等。
38.当然，实际应用中，ecu也可以是用于座舱控制的控制器等，例如智能座舱域控制器230或者智能驾驶域控制器等。或者，ecu也可以是车辆中实现一些简单功能的控制器，例
如用于车辆灯光控制或者电子锁开关控制的控制器等，此处不做一一举例说明。
39.在一些举例中，与网络处理器100的通信接口140连接的ecu的数量可以是一个或者多个，这些ecu可以是直接与网络处理器100的通信接口140连接，也可以通过端口转换器400等类型的电子元件间接与网络处理器100的通信接口140连接。
40.本技术实施例提供的车辆电控系统，包括网络处理器100与n个ecu，其中，网络处理器100用作中央计算单元，且网络处理器100包括p个mcu、q个mpu、电源接口130以及m个通信接口140，p个mcu与q个mpu一体连接，电源接口130电连接至p个mcu与q个mpu，一个通信接口140电连接至少一个mcu，和/或，至少一个mpu，每一ecu电连接至少一个通信接口140，其中，p、q、m以及n均为正整数。本技术实施例中，网络处理器100中的p个mcu与q个mpu一体连接，可以有效减少网络处理器100对物理接口与物理走线的需求；电源接口130电连接至p个mcu与q个mpu，有助于降低电源接口130及外部电源的数量要求，减少电源走线；网络处理器100的m个通信连接电连接n个ecu，从而保证网络处理器100对车辆的控制需求。可见，本技术实施例能够在满足对车辆的控制需求的同时，极大简化车辆电控系统的构造，有效降低硬件设计难度，降低车辆电控系统成本。
41.在一个示例中，网络处理器100的型号为s32g274。
42.如上文所示的，本技术实施例中，网络处理器100可以是单独的芯片。而在本示例中，该单独的芯片的型号可以具体为s32g274。
43.s32g274芯片内部通常可以集成3个cortex-m7控制器内核(对应mcu)和4个cortex-a53控制器内核(对应mpu)。一般来说，s32g274芯片可以满足车辆的中央计算单元的硬件接口要求和控制计算要求，无需增加其他的控制和计算芯片。
44.换而言之，在一些可行的实施方式，车辆的中央计算单元可以由一个独立的芯片(对应网络处理器100)组成，在保证了对车辆的正常控制功能的前提下，极大降低了车辆的中央计算单元的设计难度。
45.结合一个具体应用的举例，相关技术中，车辆的中央计算单元通常包括多个芯片，比如，包括型号为imx8 qxp的芯片(记为ic1)，以及型号为tc 387的芯片(记为ic2)。
46.ic1与ic2之间需要通过使用硬线将例如mosi、miso、sck、cs等芯片接口进行连接。此次以外，ic1与ic2需要分别配置对应的电源模组。比如，针对ic1通常可以配置型号为pf8100的电源模组，针对ic2通常可以配置型号为tlf35584的电源模组。
47.可见，相关技术中，车辆的中央计算单元中需要设计多个芯片，不同芯片之间需要使用外部通信物理接口，不同芯片可能需要分别配置相应型号的电源模组，如此，导致车辆的中央计算单元的硬件设计难度较大。
48.而本实施例中，网络处理器100可以采用单独的型号为s32g274的芯片，该芯片内置mcu与mpu资源，mcu与mpu之间可以通过例如ipcf等类型的内部软件接口进行通信，而无需使用硬线进行连接。
49.如图2所示，在一个示例中，车辆电控系统还包括型号为vr5510的电源模组300，该电源模组300与上述网络处理器100的电源接口130电连接，从而为网络处理器100提供电源。
50.根据本技术的一些实施方式，上述的型号为s32g274的芯片可以通过单个型号为vr5510的电源模组300供电。如此，可以将相关技术中pf8100 tlf35584的多电源管理架构，
替换为vr5510的单电源架构，极大简化了电源模组及相关电源线走线结构。与此同时，该实施方式中，将相关技术中多芯片基于外部通信物理接口连接的架构，替换为单芯片内部软件接口连接的架构，减少了硬线连接结构，降低了车辆电控系统的硬件设计难度与配置成本。
51.可选地，m个通信接口140为can总线接口、lin总线接口、以太网(ethernet)通信接口、flexray通信接口以及usb接口中的至少一项。
52.在一个示例中，在网络处理器100采用型号为s32g274的芯片时，可以提供16路can/canfd总线接口、2路flexray通信接口、7路lin总线接口、1路usb接口以及4路ethernet通信接口。
53.当然，在实际应用中，网络处理器100可以是其他型号的芯片，相应地，上述m个通信接口140的具体数量及类型也可以得到调整。
54.本实施例中，m个通信接口140的类型可以根据需要进行设置，以便满足网络处理器100与各类ecu之间通信连接的需求，提高车辆电控系统的使用范围。
55.可选地，如图3所示，车辆电控系统还包括端口转换器400，至少一个ecu通过端口转换器400连接至任一通信接口140。
56.如上文所示，本技术实施例中，网络处理器100可以是单独的芯片，以替换相关技术中车辆的中央计算单元的多个独立芯片的构造。相应地，本技术实施例中，车辆的中央计算单元的通信端口的数量可能会相应减少。
57.为满足网络处理器100与车辆中各个ecu之间的通信需求，本实施例中，可以在车辆电控系统中设置端口转换器400。
58.举例来说，针对网络处理器100中ethernet通信接口的数量不能满足车辆中多个ecu的通信连接的需求的情况，车辆电控系统中可以设置ethernet端口转换器，该端口转换器400的可以具有一个第一接口与多个第二接口，其中，第一接口可用于与网络处理器100的一个通信接口140连接，多个第二接口中可以包括至少两个ethernet通信接口，如此，可以等效为扩展了网络处理器100的ethernet通信接口的数量。
59.在一个示例中，ethernet端口转换器的型号可以是bcm89551。bcm89551端口转换器可以包括多个基于ethernet通信的第二接口，进而能够有效扩展网络处理器100的ethernet通信接口的数量。
60.当然，在实际应用中，端口转换器400的类型可以不限于上述ethernet端口转换器，可以根据实际需求进行设置。
61.在一些举例中，端口转换器400的数量可以是一个或者多个，在端口转换器400为多个的情况下，这些端口转换器400可以是并联或者串联的，可根据需求进行设计。
62.在另一些举例中，端口转换器400可以用于扩展任一类型通信接口140的数量，也可以用于通信接口140类型的转换，例如，端口转换器400可以将网络处理器100的usb接口转换为ethernet通信接口等。
63.可见，本实施例中，端口转换器400的设置，有助于满足网络处理器100与车辆中各个ecu的通信连接需求，保证车辆电控系统的各项功能的实现。
64.可选地，如图4所示，n个ecu包括车身域控制器210、动力域控制器220、座舱域控制器230以及自动驾驶域控制器240中的至少一项。
65.车身域控制器210可以用于对车门、车窗以及车灯等进行控制。动力域控制器220通常可以包括整车控制器与电池管理系统。座舱域控制器230可以用于对车辆显示屏等进行控制。自动驾驶域控制器240则可以用于对传感器数据进行处理，并生成车辆控制策略等。
66.在一些举例中，各个域控制器可以是直接和网络处理器100连接的。而在实际应用中，域控制器可以连接更多的ecu，比如，车身域控制器210可以连接用于车门控制的ecu与用于车窗控制的ecu等。这些与域控制器连接的ecu，可以认为是与网络处理器100间接连接的。
67.本实施例中，网络处理器100可以根据需求，与车辆中的各类域控制器连接，有助于简化网络处理器100与车辆上各个ecu连接的结构，同时也保证了网络处理器100对车辆的整车控制。
68.可选地，如图4所示，车辆电控系统还包括车联网系统500(telematics box，t-box)，t-box与网络处理器100电连接。
69.t-box可以作为无线网关，通过4g、5g等通信模块实现车辆与云服务器的远程无线通讯、gps卫星定位、加速度传感和can通讯等功能。同时，t-box可以为整车提供远程通讯接口，提供包括行车数据采集、行驶轨迹记录、车辆故障监控、车辆远程查询和控制等功能。
70.可选地，如图5所示，车辆电控系统还包括内存600，内存600与网络处理器100电连接。
71.在一些实施方式中，内存600可以是例如闪存(flash memory)等类型的非易失性除存储器，或者，内存600也可以是双倍速率(double data rate，ddr)同步动态随机存储器等类型的易失性存储器。
72.内存600的设置，可以为网络处理器100提供数据存储功能，提高网络处理器100对数据的处理速率。
73.结合上文实施例，在实际应用中，本技术实施例提供的车辆电控系统的网络处理器100可以作为单芯片，涵盖mcu和mpu的软件功能。同时，车辆电控系数可以实现数据分析处理、存储，并支持外部网络通信。
74.网络处理器100可以集成在线升级的主控功能(over the air master，ota master)和面向服务的软件架构(service-oriented architecture，soa)等。并可以支持linux或qnx的软件架构设计。
75.总的来说，该车辆电控系统为车辆的中央计算单元提供了单芯片解决方案，降低软硬件设计难度，提高产品性能，同时还可以降低产品成本。
76.本技术实施例还提供了一种车辆，包括上述的车辆电控系统。
77.需要说明的是，上述车辆电控系统实施例的实现方式同样适应于该车辆的实施例中，并能达到相同的技术效果，在此不再赘述。
78.依照本技术如上文的实施例，这些实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该申请仅为的具体实施例。显然，根据以上描述，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本技术的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地利用本技术以及在本技术基础上的修改使用。本技术仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。