利用以太網(wǎng)傳輸協(xié)議在機動車的節(jié)點之間傳輸數(shù)據(jù)的方法以及設(shè)置用于執(zhí)行該方法的控 ...的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于利用以太網(wǎng)傳輸協(xié)議在機動車的節(jié)點之間傳輸來自應(yīng)用的機動車中的數(shù)據(jù)的方法和相應(yīng)設(shè)置的控制設(shè)備，其中通過應(yīng)用以循環(huán)的間隔經(jīng)由基于以太網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)發(fā)出數(shù)據(jù)，并且其中節(jié)點的本地發(fā)送器和接收器(PHY)在沒有數(shù)據(jù)需要傳輸?shù)姆怯行е芷谥腥ゼせ?，并且只要存在待傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，就再次激活本地的發(fā)送器和接收器，其中，本地的發(fā)送器和接收器(PHY)在去激活時間(TS)內(nèi)從運行模式(活躍)轉(zhuǎn)換到靜止模式(LPI)中并且在激活時間(TW)內(nèi)從靜止模式(LPI)轉(zhuǎn)換到運行模式(活躍)中。還提出，在有節(jié)能要求時，通過該應(yīng)用使發(fā)送頻率至少降低直到達到預(yù)設(shè)的極值。
【專利說明】利用以太網(wǎng)傳輸協(xié)議在機動車的節(jié)點之間傳輸數(shù)據(jù)的方法以及設(shè)置用于執(zhí)行該方法的控制設(shè)備

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于利用以太網(wǎng)傳輸協(xié)議傳輸來自應(yīng)用的機動車中的數(shù)據(jù)的方法。數(shù)據(jù)特別地涉及時間臨界的流數(shù)據(jù)，對于流數(shù)據(jù)存在特定的QoS(Quality of Service服務(wù)質(zhì)量)要求，其特別地還預(yù)設(shè)了固定的、按標準定義的發(fā)送頻率和所允許的最大的傳輸時間，其能夠通過應(yīng)用來確定。對于這種數(shù)據(jù)的典型應(yīng)用情況是音頻和/或視頻數(shù)據(jù)、也或者監(jiān)控數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)在以太網(wǎng)協(xié)議范疇中封裝在數(shù)據(jù)包中地傳輸。

【背景技術(shù)】
[0002]在機動車的節(jié)點之間傳輸數(shù)據(jù)特別地根據(jù)為這種流數(shù)據(jù)所設(shè)置的以太網(wǎng)AVB傳輸協(xié)議來進行，節(jié)點特別地(至少部分地也)能夠構(gòu)造為機動車的控制設(shè)備，例如構(gòu)造為多媒體控制設(shè)備。在此，所封裝的內(nèi)容(數(shù)據(jù))優(yōu)選地與附加信息一起傳輸，附加信息例如是關(guān)于掃描率、音頻信道數(shù)量、視頻格式和其分辨率和/或數(shù)據(jù)壓縮的信息。這通過標準TEEE1722來實現(xiàn)。
[0003]在借助這種以太網(wǎng)傳輸協(xié)議傳輸數(shù)據(jù)時提出，數(shù)據(jù)以周期性間隔經(jīng)由基于以太網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)來發(fā)出。此外，該方法還提出，節(jié)點的通常是發(fā)送接收器形式(Transceiver收發(fā)器)的本地發(fā)送器和接收器(PHY)在沒有數(shù)據(jù)需要被傳輸?shù)姆怯行е芷谥腥ゼせ睿⑶抑灰嬖诖齻鬏數(shù)臄?shù)據(jù)，就將其再次激活，其中本地發(fā)送器和接收器(PHY)在去激活時間(Ts)內(nèi)從運行模式(活躍)轉(zhuǎn)換到靜止模式(LPI)并且在激活時間(Tw)內(nèi)從靜止模式轉(zhuǎn)換到運行模式。
[0004]因此，最小循環(huán)時間(Tct)由也稱為幀傳輸時間(Tfkm)的活躍的數(shù)據(jù)傳輸時間與過渡時間、也就是說去激活時間(Ts)和激活時間(Tw)之和給出。因此，為了能夠省電，循環(huán)時間必須大于最小循環(huán)時間(Tct)，從而本地發(fā)送器和接收器在一定的時間區(qū)段位于靜止模式中。節(jié)點的本地發(fā)送器和接收器也被稱為PHY設(shè)備并且特別地完成了在物理層中或者說位傳輸層中的按位的數(shù)據(jù)傳輸，因此，其在不用傳輸數(shù)據(jù)的非有效周期中去激活，并且只要在前置層、特別是所謂的MAC層的傳輸幀中存在待傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，就再次激活該本地發(fā)送器和接收器。
[0005]在汽車領(lǐng)域中，除了典型的總線系統(tǒng)、例如CAN總線、FlexRay或類似物的，根據(jù)以太網(wǎng)傳輸協(xié)議運作的總線系統(tǒng)也越來越多地被引入機動車中。以太網(wǎng)、即根據(jù)以太網(wǎng)傳輸協(xié)議運作的通常是有線連接的網(wǎng)絡(luò)具有大帶寬，是高度靈活且世界范圍內(nèi)標準化的。因此，以太網(wǎng)在以后的時間中將作為機動車的重要的系統(tǒng)接口。
[0006]但是，由于機動車越來越電子化，其電需求也隨之增長。這又導(dǎo)致燃油消耗提高，其也直接以成本形式分攤到最終用戶身上。此外，現(xiàn)今對機動車的征稅通過排放CO2(二氧化碳)來計算，這能夠由能量消耗(汽油或柴油的燃油消耗)來推導(dǎo)出。對此，電動車輛的有效距離與電池容量進而與連接在機動車中的耗電器的電需求相關(guān)。
[0007]本地發(fā)送器和接收器(PHY設(shè)備)也被稱為以太網(wǎng)收發(fā)器或者以太網(wǎng)發(fā)送接收器，其在常規(guī)的網(wǎng)絡(luò)運行中具有恒定的電需求，該電需求與數(shù)據(jù)傳輸中的連接的負載無關(guān)，這是因為當沒有要通過數(shù)據(jù)連接來傳輸?shù)挠杏脭?shù)據(jù)時，發(fā)送了所謂的10“代碼組。在用于激活和/或去激活？冊設(shè)備的過渡階段期間，存在這種電需求。
[0008]新標準802.382(^^^31161^7￡1:11611161:-31? 節(jié)能以太網(wǎng)-￡￡￡)提供了前述的擴展，以便在沒有有效數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹芷趦?nèi)，在本地發(fā)送器和本地的接收器中在通訊連接的另一側(cè)將轉(zhuǎn)發(fā)10“代碼組去激活，以代替繼續(xù)發(fā)送10“代碼組。這種去激活也被稱為低功耗閑置？0冊!' 節(jié)能模式或者靜止模式由此，降低了在物理地實現(xiàn)實際數(shù)據(jù)傳輸?shù)奈粋鬏攲又械碾娦枨蟆?br> [0009]通過前述標準，也確定了在以太網(wǎng)收發(fā)器的正常狀態(tài)和去激活模式(191)之間的最小過渡時間，在以太網(wǎng)收發(fā)器中能夠進行數(shù)據(jù)傳輸。在此，以= 309 8規(guī)定用于將發(fā)送器和/或接收器從節(jié)能模式(…〗)中喚醒或者激活的時間。此外，確定對于將本地發(fā)送器和/或接收器轉(zhuǎn)入靜止模式狀態(tài))來說必需的過渡時間。根據(jù)前述標準，這種去激活時間13是13 = 200^ 8。激活時間和去激活時間13是根據(jù)標準的最小值并且不應(yīng)當變小，以便保持與標準一致。為了實現(xiàn)設(shè)備彼此間通用的通訊能力，有必要與標準一致。
[0010]為了使以太網(wǎng)—8連接(￡1:11011101:八11(110 71(160 81*1(^1118以太網(wǎng)音視頻橋接)節(jié)能，口3 2011/0090914八1提出一種方法，其中議定一種節(jié)能網(wǎng)絡(luò)
^6^01-1^1118節(jié)能網(wǎng)絡(luò))。在此，通過嫩0控制設(shè)備和發(fā)送接收器議定連接的數(shù)據(jù)傳輸率，其中較低的數(shù)據(jù)傳輸率降低了發(fā)送接收器所消耗的功率。為了維持連接并且避免？冊發(fā)送接收器彼此間耗費很大的調(diào)諧有規(guī)律地使用以太網(wǎng)^8連接的時間窗，以便更新配置參數(shù)和丨或訓(xùn)練信息。但是,在此的缺點是，數(shù)據(jù)傳輸率必須是事先已知的，以便提供相應(yīng)的設(shè)定可行性。
[0011]由2？ 2 073 464八1公知一種方法，其中？冊發(fā)送接收器在不同的數(shù)據(jù)信道上傳輸數(shù)據(jù)。當放棄了數(shù)據(jù)包流量時，一些信道可能被關(guān)閉或者復(fù)位到具有微少能耗的空程模式，其中提出，一個或者多個靜態(tài)的信道用于控制信號的傳輸。
[0012]2009/0158377八1說明了節(jié)能的另一方面，其說明了根據(jù)以太網(wǎng)八乂8傳輸協(xié)議的數(shù)據(jù)傳輸，其中除了數(shù)據(jù)傳輸之外，通過以太網(wǎng)導(dǎo)線連接還實現(xiàn)了對接收設(shè)備的能量供給，該設(shè)備繼續(xù)處理所接收的數(shù)據(jù)。因為接收設(shè)備對于繼續(xù)處理數(shù)據(jù)和其他類似物的能量需求也與所接收的數(shù)據(jù)量相關(guān)并且因此與數(shù)據(jù)包的發(fā)送頻率相關(guān)，提出的是，使通過以太網(wǎng)導(dǎo)線所提供的能量例如與發(fā)送頻率相關(guān)。但是由此并不降低對于實際通訊技術(shù)的能量需求。
[0013]在詳細說明根據(jù)本發(fā)明所提出的方法之前，為便于理解，還簡短地闡述根據(jù)以太網(wǎng)傳輸協(xié)議的數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊话阈詸C制。
[0014]在以太網(wǎng)中，在第一協(xié)議層冊層〉、也稱為物理層或者位傳輸層中，發(fā)送接收器(以太發(fā)網(wǎng)收發(fā)器，？冊設(shè)備)通過物理地發(fā)送和接收數(shù)據(jù)包實現(xiàn)了在相連的網(wǎng)絡(luò)用戶之間的實際通訊。在(前置于第一協(xié)議層的)第二協(xié)議層(嫩(:層，16(118 ^00688￠0111:1-01-801110111:媒體訪問控制層)、也稱為安全層或數(shù)據(jù)鏈路層中，借助監(jiān)?？刂圃O(shè)備實施連接控制。通過第二協(xié)議層的嫩控制設(shè)備，形成了傳輸幀(嫩幀)，其中實際的數(shù)據(jù)此時按位排列，并且為了實際的數(shù)據(jù)傳輸而傳輸?shù)綄犹?。僅當?shù)诙f(xié)議層中的傳輸幀(嫩幀)等待傳輸時，才進行數(shù)據(jù)傳輸。為了維持數(shù)據(jù)連接，當沒有數(shù)據(jù)等待傳輸時，發(fā)送IDLE包或者IDLE代碼組。例如在控制設(shè)備中的實際應(yīng)用(Applikat1nen)，此時位于前置于第二協(xié)議層的協(xié)議層中。
[0015]在機動車中應(yīng)用以太網(wǎng)AVB傳輸協(xié)議IEEE 1722呈增長的趨勢。這種協(xié)議以循環(huán)的間隔經(jīng)由基于以太網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)來發(fā)送。在實際發(fā)送數(shù)據(jù)之前，預(yù)留所需要的資源、例如帶寬和/或從本地發(fā)送器向本地接收器的發(fā)送率。這特別地，還能夠利用獨有的MSRP協(xié)議(Multiple Stream Reservat1n Protocol 多流預(yù)留協(xié)議)來執(zhí)行,其是AVB標準802.1Qat的組成部分。此外，由此來傳播發(fā)送周期。典型的發(fā)送率是125 μ S或者250 μ S，這明顯短于由激活時間Tw和去激活時間Ts構(gòu)成的最小循環(huán)。因此，在該AVB標準802.1Qat的范疇中，在全雙工以太網(wǎng)連接的發(fā)送方向上通過節(jié)能以太網(wǎng)(EEE)的節(jié)能因此是不可行的。
[0016]流量整形(Traffic-shaping)是以太網(wǎng)AVB標準的另一個功能，其通過標準Q802.3Qav來實行。流量整形提供了這種可行性，即，由此來監(jiān)控來自網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點的數(shù)據(jù)流，其中設(shè)定確定的發(fā)送率和/或帶寬。流量整形的基本構(gòu)想在于，延遲從上面協(xié)議層過快流入的數(shù)據(jù)包，以便向位傳輸層的物理發(fā)送設(shè)備引入均勻的發(fā)送。通過這種預(yù)留報文和其中獲得的參數(shù)，設(shè)置或者調(diào)整相應(yīng)輸出端的流量整形器。
[0017]然而，因為在這種模式中，典型的發(fā)送率還高于由激活時間Tw和去激活時間Ts構(gòu)成的最小發(fā)送循環(huán)，在這種模式中不省電或者節(jié)能。替代地，僅有對數(shù)據(jù)包的延遲。因此，通過節(jié)能以太網(wǎng)負面地影響了以太AVB標準的實時表現(xiàn)。
[0018]所基于的問題是激活時間Tw，其在本地發(fā)送器和/或接收器離開去激活狀態(tài)時總是必要的，以便激活本地發(fā)送器和接收器。當提供了其中應(yīng)當傳輸數(shù)據(jù)的傳輸幀(MAC幀)時，本地發(fā)送器和接收器才根據(jù)前述標準離開去激活狀態(tài)。因為數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議(通訊模型)的上面(前置)的層盡可能地與物理的數(shù)據(jù)傳輸脫離，因此，能夠一直產(chǎn)生數(shù)量級是30 μ s的對激活時間Tw的延遲，以便例如激活本地發(fā)送器。然后，必須等候傳輸幀并且以該時間進行延遲。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0019]本發(fā)明的目的在于，根據(jù)前述的節(jié)能要求轉(zhuǎn)換電流或節(jié)能模式，而不產(chǎn)生失控的數(shù)據(jù)傳輸延遲，并且因此不產(chǎn)生服務(wù)質(zhì)量(QoS，Quality of Service服務(wù)質(zhì)量)中的損失。
[0020]根據(jù)本發(fā)明利用權(quán)利要求1所述的特征，在開頭所述類型的方法中實現(xiàn)該目的。
[0021]在此特別地提出，在需要節(jié)省能量時，通過應(yīng)用降低發(fā)送頻率至少直到實現(xiàn)預(yù)設(shè)的極值，應(yīng)用利用該發(fā)送頻率發(fā)出圖表。這意味著，根據(jù)本發(fā)明，提高了數(shù)據(jù)的發(fā)送循環(huán)并且因此放緩數(shù)據(jù)傳輸。因為在通過應(yīng)用所輸出的數(shù)據(jù)中特別地涉及流數(shù)據(jù)，其不同于純粹的狀態(tài)信息或者時間臨界的數(shù)據(jù)傳輸，在發(fā)出之后的確定時間之內(nèi)必須通過與應(yīng)用相對應(yīng)的節(jié)點的發(fā)送器到達數(shù)據(jù)的所期望的接收器中，發(fā)送頻率不能例如通過延長靜止或者節(jié)能模式來任意地調(diào)節(jié)。但是通常如下地設(shè)計應(yīng)用，使得待傳輸?shù)臄?shù)據(jù)和特別是流數(shù)據(jù)盡可能迅速地、即以能實現(xiàn)的最大發(fā)送頻率發(fā)出，為此例如在通訊路徑上有未預(yù)知的延遲的情況下，數(shù)據(jù)如下地實時地在接收器時存在，即終端用戶在應(yīng)用中識別不出質(zhì)量損失。
[0022]然而，在機動車的應(yīng)用中，特別是在電驅(qū)動的機動車中，為了在網(wǎng)絡(luò)通訊中節(jié)電，在此，有利于靜止或能量狀態(tài)地能夠從最大發(fā)送頻率起降低發(fā)送頻率，使得一方面，用于應(yīng)用的數(shù)據(jù)還及時地到達接收器中，并且另一方面，還能夠維持所參與的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的發(fā)送接收器(以太網(wǎng)收發(fā)器)的靜止或者節(jié)能模式。
[0023]通過根據(jù)本發(fā)明的對發(fā)送表現(xiàn)的動態(tài)調(diào)整，特別是通過設(shè)定發(fā)送頻率，但是在可能的情況下還-如下面還要說明的-，通過調(diào)整待傳輸?shù)臄?shù)據(jù)的內(nèi)容，實現(xiàn)可變的節(jié)能和節(jié)電，其能夠靈活地根據(jù)也量化地預(yù)設(shè)的對于節(jié)能的要求來調(diào)整。通過發(fā)送器和接受器(位傳輸層的設(shè)備)已知了鑒于激活時間和去激活時間的發(fā)送時間，在傳輸時能夠通過激對參與節(jié)點的發(fā)送器和/或接收器的激活。因此，不出現(xiàn)不期望的抖動和不期望的數(shù)據(jù)延遲。這導(dǎo)致了，根據(jù)本發(fā)明，通過直到達到預(yù)設(shè)極值為止，減少降低發(fā)送頻率的方式，能夠遵守保證了的、通過應(yīng)用預(yù)設(shè)的服務(wù)質(zhì)量(如幻。在簡單的實施方式中，在可能的情況下取決于具體應(yīng)用，能夠固定地預(yù)設(shè)這種極值。
[0024]但是，在所提出的方法的優(yōu)選的實施方式中提出，通過用于通過應(yīng)用在傳輸循環(huán)之內(nèi)要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)的傳輸時間(1胃〉、去激活時間(1)和激活時間(1,)之和來定義發(fā)送頻率的極值，上述數(shù)據(jù)優(yōu)選地是對于應(yīng)用的功能有重要作用的必須應(yīng)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)。發(fā)送頻率的極值恰好是這些前述時間之和的倒數(shù)，在使用節(jié)能以太網(wǎng)時，該時間必然作為最小循環(huán)時間來遵守，以便實現(xiàn)無延遲的且因此對于應(yīng)用能預(yù)知的數(shù)據(jù)傳輸。
[0025]在此，傳輸循環(huán)普遍定義為從一個數(shù)據(jù)傳輸?shù)较乱粋€數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r間，也就是以下這種時間，應(yīng)用利用該時間循環(huán)獲得并發(fā)出新的數(shù)據(jù)。對于傳輸循環(huán)的預(yù)設(shè)能夠由應(yīng)用類型(音頻和/或視頻數(shù)據(jù)、安全性應(yīng)用或者類似應(yīng)用)得出。在1222 1722和1222 1733的情況中，在網(wǎng)絡(luò)自身上的傳輸循環(huán)通過傳輸協(xié)議來確定。
[0026]只要遵守了發(fā)送頻率的這種極值，傳輸循環(huán)能夠通過插入靜止模式來延長，其中參與了數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓?jié)點的發(fā)送器和/或接收器不被供給能量。這導(dǎo)致了與具有相同持續(xù)時間的傳輸循環(huán)相比的節(jié)能，其中，參與了數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓?jié)點的發(fā)送器和/或接收器持續(xù)地是活躍的，以便例如隨時能夠傳輸所出現(xiàn)的數(shù)據(jù)。
[0027]根據(jù)按照本發(fā)明所提出的方法的優(yōu)選的實施方式，對于應(yīng)用的節(jié)能要求能夠量化地預(yù)設(shè)，其中量化的指示涉及到當前待傳輸?shù)哪芰?。特別地，節(jié)能的要求能夠預(yù)設(shè)成與當前待傳輸?shù)哪芰砍砂俜直鹊摹?br> [0028]在獲得了既能夠在外部傳輸給應(yīng)用也能夠在內(nèi)部循環(huán)地通過應(yīng)用自身來進行的要求之后，應(yīng)用由下述持續(xù)時間測定靜止模式的持續(xù)時間的必要延長，以便實現(xiàn)對節(jié)能的、特別地以百分比來預(yù)設(shè)的量化要求:當前運行模式的持續(xù)時間、即參與了通訊的節(jié)點的發(fā)送器和/或接收的活躍時間；激活時間的持續(xù)時間和去激活時間的持續(xù)時間，其具有在這些時間內(nèi)分別已知的能耗(其在運行模式期間、在激活時間和在去激活時間內(nèi)還可能是相等的)；和當前靜止模式的具有已知的特別地能夠是零的能量消耗的持續(xù)時間。
[0029]根據(jù)本發(fā)明，此時應(yīng)用能夠?qū)y定的、必要的延長與預(yù)設(shè)的極值相比較，并且只要未達到該極值，相應(yīng)于靜止或節(jié)能模式的持續(xù)時間的所測定的延長，使發(fā)送頻率減少了所測定的值。其他情況下，能夠進行直到預(yù)設(shè)極值為止的至少一次減少，其中，應(yīng)用則-至少在外部節(jié)能要求的情況下-能夠輸出數(shù)據(jù)信號，即，節(jié)能在所期望的范圍內(nèi)不能實現(xiàn)，或者說不能實現(xiàn)在傳輸數(shù)據(jù)時沒有質(zhì)量損失。由此，機動車的已經(jīng)給出了節(jié)能要求的能量管理器能夠做出反應(yīng)，并且例如能夠預(yù)設(shè)節(jié)能必要度，該必要度使得應(yīng)用能夠測定可容忍的質(zhì)量損失度。當然，這種節(jié)能必要度還能夠直接在第一次節(jié)能要求時一同轉(zhuǎn)發(fā)。
[0030]根據(jù)所提出的方法的特別優(yōu)選的實施方式，應(yīng)用此時能夠檢驗是否能減小應(yīng)用的對最小傳輸循環(huán)、即其中接收器等待數(shù)據(jù)的時間的要求，和/或?qū)Υ齻鬏數(shù)臄?shù)據(jù)的內(nèi)容的要求。在此，根據(jù)待實現(xiàn)的節(jié)能的重要性能夠采用不同的質(zhì)量損失。
[0031]例如在電機驅(qū)動的車輛中，當所存儲的能量將要耗盡時，出現(xiàn)非常需要節(jié)能的情況，并且為了提高有效距離，必須或者應(yīng)當強烈減少并不用于驅(qū)動車輛的能量消耗。
[0032]根據(jù)前述定義，最小傳輸循環(huán)的延長導(dǎo)致了用于降低發(fā)送頻率的極值的減小，從而能夠?qū)崿F(xiàn)參與通訊的發(fā)送器和/或接收器的較長的靜止模式。
[0033]替代地，還能夠減少待傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量，并且因此，有利于發(fā)送器和/或接收器的靜止模式地，還能夠減少與發(fā)送器和/或接收器的活躍的運行模式的持續(xù)時間相對應(yīng)的傳輸時間。待傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量的減少與對于應(yīng)用的質(zhì)量損失相關(guān)。在音頻或者視頻數(shù)據(jù)中，例如能夠降低分辨率。在其他信息的情況下，能夠降低信息密度，即，對各個信息進行延遲傳輸，例如通過循環(huán)發(fā)送待傳輸?shù)男畔砣〈淮涡詡鬏斔械臄?shù)據(jù)。
[0034]相應(yīng)地，根據(jù)所提出的方法的特別的實施方式，在視頻數(shù)據(jù)的情況下，能夠降低待傳輸?shù)臄?shù)據(jù)流的視頻質(zhì)量，例如，通過使用其他的編譯碼器、通過減少每秒傳輸?shù)膸?或通過數(shù)據(jù)的更小分辨率實現(xiàn)。
[0035]相應(yīng)地，根據(jù)本發(fā)明，根據(jù)當然還能與視頻數(shù)據(jù)的傳輸相組合的其他實施方式，在音頻數(shù)據(jù)的情況下能夠降低待傳輸?shù)臄?shù)據(jù)流的音頻質(zhì)量，例如通過使用其他的編譯碼器、通過減少信道數(shù)量和/或通過待傳輸?shù)臄?shù)據(jù)的更小分辨率實現(xiàn)。例如，代替具有六個數(shù)據(jù)信道的實際環(huán)繞立體聲(Surround Sound)能夠僅傳輸具有兩個數(shù)據(jù)信道的虛擬環(huán)繞立體聲。還能夠設(shè)想從立體數(shù)據(jù)傳輸向單聲道數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪^渡，以便繼續(xù)減少信道數(shù)量。盡管如此，視頻和/或音頻數(shù)據(jù)的核心內(nèi)容保持不變，從而用戶例如為有利于提高其機動車的有效距離而愿意容忍一定程度的質(zhì)量損失。根據(jù)本發(fā)明，這能夠特別簡單地通過應(yīng)用自身來控制。
[0036]因此，本發(fā)明的優(yōu)選實施方案的基本上完全根據(jù)本發(fā)明的方面在于，發(fā)送頻率通過分別所涉及到的促進數(shù)據(jù)傳輸?shù)膽?yīng)用來觸發(fā)，從而節(jié)能從系統(tǒng)上位的層面?zhèn)鬏數(shù)綉?yīng)用層面，應(yīng)用層面能夠更簡單的設(shè)定并且在可能的情況下還能夠通過用戶來參數(shù)化。在沒有通過用戶來參數(shù)化的可能性時，這種過程也向應(yīng)用的制造者和供應(yīng)者提供該可能性，以便其根據(jù)其概念涉及在機動車中的節(jié)電。
[0037]在根據(jù)本發(fā)明所提出的方法的應(yīng)用的范疇中，當量化的節(jié)能要求在不超過極值的情況下不可行時，優(yōu)選地僅減少待傳輸?shù)臄?shù)據(jù)的內(nèi)容。因此，在待傳輸?shù)臄?shù)據(jù)的內(nèi)容通過延長發(fā)送頻率和/或減少數(shù)據(jù)來實現(xiàn)之前，根據(jù)本發(fā)明能夠設(shè)置對極值的相應(yīng)檢驗。
[0038]為了使應(yīng)用持續(xù)地參與節(jié)能，根據(jù)本發(fā)明還能夠提出，對發(fā)送頻率的調(diào)整循環(huán)地和/或在改變來自應(yīng)用中的待傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量時自動地進行，其中特別地實現(xiàn)了或者說應(yīng)當實現(xiàn)最大的節(jié)能。在這種情況下，節(jié)能要求內(nèi)部地來自應(yīng)用自身，其中分別能夠?qū)で罂赡艿淖畲蠊?jié)能。最大節(jié)能在此意義上還能夠意味著:參照當前待傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量，一同計算能預(yù)設(shè)的傳輸時間預(yù)留，因此應(yīng)用保持了靈活性。因此，此時通過應(yīng)用自身能夠預(yù)設(shè)最大節(jié)能。
[0039]此外，本發(fā)明還涉及一種具有計算單元的控制設(shè)備，其中控制設(shè)備作為車輛中的網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點與其他節(jié)點通訊，并且在此傳輸應(yīng)用的數(shù)據(jù)。計算單元通過程序編碼件設(shè)置用于利用以太網(wǎng)傳輸協(xié)議在車輛的節(jié)點之間傳輸數(shù)據(jù)。根據(jù)本發(fā)明提出，計算單元還通過程序編碼件設(shè)置用于執(zhí)行前述方法或者其一部分。
[0040]相應(yīng)的，本發(fā)明還涉及一種具有程序編碼件的計算機程序產(chǎn)品，其適用于，在計算單元上實施時，計算單元設(shè)置用于執(zhí)行前述方法或者其一部分。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0041]其示出:
[0042]圖1是根據(jù)以太網(wǎng)傳輸協(xié)議在使用節(jié)能以太網(wǎng)時在本發(fā)明的第一實現(xiàn)方案中的數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼＿M程；
[0043]圖2是根據(jù)以太網(wǎng)八78傳輸協(xié)議在使用節(jié)能以太網(wǎng)時在本發(fā)明的第二實現(xiàn)方案中的數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼＿M程；
[0044]圖3是最小傳輸循環(huán)的持續(xù)時間；
[0045]圖4是具有節(jié)點的機動車的根據(jù)本發(fā)明的通訊網(wǎng)絡(luò)的實例，在節(jié)點之間進行通訊，和
[0046]圖5是在根據(jù)本發(fā)明的傳輸循環(huán)內(nèi)部的不同模式的時間分配的展示。

【具體實施方式】
[0047]圖1示出了在位傳輸層冊)中的本地發(fā)送器和接收器冊設(shè)備)的節(jié)能模式(1^1)和正?；蛘哒f運行狀態(tài)(活躍)之間的狀態(tài)轉(zhuǎn)換的正常時間間隔，和所屬的在嫩層中的傳輸幀(嫩^:幀)的時間進程。
[0048]在監(jiān)層中將待傳輸?shù)臄?shù)據(jù)調(diào)整到傳輸幀中時，這通過嫩層中的高狀態(tài)用標記“0社的”來示出，即活躍的傳輸幀(嫩幀)，位傳輸層的發(fā)送器冊)是活躍的并且從傳輸幀中發(fā)出該數(shù)據(jù)。
[0049]在時間點、完全傳輸存在于嫩層中的數(shù)據(jù)，其中直到時間點&為止，不再有數(shù)據(jù)要被傳輸。在節(jié)能以太網(wǎng)的范疇中，以太網(wǎng)收發(fā)器冊)-即在發(fā)送節(jié)點的情況中即利用其發(fā)送功能-過渡到節(jié)能模式模式，[0? ？0^61~ 1(116低功耗閑置)中。對此，在標準1222 802.3狀的范疇中，以太網(wǎng)收發(fā)器能使用200 ^ 8的去激活時間，從而以太網(wǎng)收發(fā)器？冊在時間點&實現(xiàn)了節(jié)能模式或者說靜止模式仏?〗)，其中以太網(wǎng)收發(fā)器？冊是去激活的。
[0050]之后，以太網(wǎng)收發(fā)器？冊位于其靜止模式中，直到時間點&在嫩層中將新數(shù)據(jù)調(diào)整到傳輸幀(嫩幀)中。在該時間點，以太網(wǎng)收發(fā)器冊，發(fā)送接收器)開始了到活躍的正常狀態(tài)中的過渡，根據(jù)對于節(jié)能以太網(wǎng)的標準1222 802.3狀，在30^ 8激活時間1之后在時間點、達到該狀態(tài)。之后，在嫩層中存在的且調(diào)整到傳輸幀(嫩幀)中的數(shù)據(jù)通過活躍的以太網(wǎng)收發(fā)器冊)來傳輸。因此，存在于嫩層中的待傳輸?shù)臄?shù)據(jù)必須在傳輸幀中等待激活時間1，直到進行了傳輸。由此，獲得了 309 8的傳輸延遲。
[0051]圖1示出了根據(jù)現(xiàn)有的用于節(jié)能以太網(wǎng)(￡￡￡)的標準12現(xiàn)802.3狀的狀態(tài)，其中也能夠?qū)崿F(xiàn)本發(fā)明。
[0052]在圖2中，示出了根據(jù)用于節(jié)能以太網(wǎng)(￡￡￡)的標準1現(xiàn)2 802.3狀的類似的狀態(tài)轉(zhuǎn)換，其中以太網(wǎng)收發(fā)器冊)在位傳輸層中從活躍的正常狀態(tài)轉(zhuǎn)換到節(jié)能模式(去激活狀態(tài))中，該狀態(tài)稱為狀態(tài)。在此，在完成了嫩層的傳輸幀中的數(shù)據(jù)傳輸之后，以太網(wǎng)收發(fā)器冊)在時間點\也開始過渡到節(jié)能模式中。然而，在經(jīng)歷了去激活時間13達到該模式之前，在嫩￠:層中又存在待傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，從而將該數(shù)據(jù)調(diào)整到傳輸幀(嫩幀)中。因此，在時間點也中斷了到節(jié)能模式仏?I模式)的過渡，并且在時間點&，當數(shù)據(jù)調(diào)整到監(jiān)層的傳輸幀中時，再次開始以太網(wǎng)收發(fā)器的激活過程。
[0053]無關(guān)于是否真正實現(xiàn)了以太網(wǎng)收發(fā)器？冊的節(jié)能模式(去激活狀態(tài))，都需要激活時間1，以便在以太網(wǎng)收發(fā)器冊)的活躍的運行狀態(tài)中開始傳輸在嫩層的傳輸幀中存在的數(shù)據(jù)。因此，在圖2中示出的循環(huán)中，因為沒有實現(xiàn)以太網(wǎng)收發(fā)器？冊的節(jié)能模式，所以根本并不省電。因此，在傳輸數(shù)據(jù)時產(chǎn)生了長為激活時間1的延遲，其根據(jù)標準1222802.3-- 是 30 卩 8。
[0054]在圖3中示出了最小循環(huán)時間其由發(fā)送器和/或接收器(位傳輸層中的？冊設(shè)備)的活躍的運行狀態(tài)給出，并且稱為傳輸時間I胃，其中這些時間優(yōu)選地代表了對于由應(yīng)用在傳輸循環(huán)內(nèi)部必須要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)的實際傳輸時間I胃。對于最小傳輸循環(huán)了。，還附加有去激活時間13和激活時間、去激活時間和激活時間之和形成了對于最小傳輸循環(huán)的時間因為必須考慮根據(jù)標準固定預(yù)設(shè)的去激活時間和激活時間1，以便在數(shù)據(jù)傳輸中不得到失控的延遲。
[0055]在此，本發(fā)明現(xiàn)在開始于:本發(fā)明在需要節(jié)電時提出，即使在有持續(xù)的數(shù)據(jù)流時，通過調(diào)整發(fā)送頻率動態(tài)地改變作為數(shù)據(jù)流的如3要求的一部分的發(fā)送率，也使用靜止模式。通過1222 1722協(xié)議中的循環(huán)的數(shù)據(jù)交通，能夠在終端節(jié)點(發(fā)送器和接收器)與中間節(jié)點(交換器)之間的部分路徑上預(yù)知，何時應(yīng)期待數(shù)據(jù)包。因此，通過根據(jù)延緩數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊饬x動態(tài)地調(diào)整發(fā)送頻率，可能進入節(jié)能模式狀態(tài))，而在此對于數(shù)據(jù)流不加入額外的延遲時間或者抖動(在到達時間中的波動通過在正?；蛘哒f運行模式和節(jié)能模式之間的轉(zhuǎn)換的已知時間(激活時間，去激活時間)，能夠測定能選擇哪個發(fā)送頻率，以便不實現(xiàn)額外的延遲并且仍然附加地節(jié)電。
[0056]例如，對于節(jié)能的具體要求能夠是，在網(wǎng)絡(luò)層面上多節(jié)省10%的電，以便將電動車輛的有效距離提高了確定的距離。根據(jù)這種要求，通過應(yīng)用自身能夠調(diào)整根據(jù)12現(xiàn)1722協(xié)議發(fā)出的通訊數(shù)據(jù)的發(fā)送頻率。
[0057]但是，這僅直至達到極值之前是可能的且無質(zhì)量損失，極值通過最小循環(huán)時間來定義并且通過應(yīng)用對待傳輸?shù)臄?shù)據(jù)的質(zhì)量的要求來確定，因為在最小循環(huán)時間之內(nèi)必須傳輸確定的數(shù)據(jù)量，并且為此在活躍的運行模式中，需要傳輸時間的確定的持續(xù)時長。也就是說，在正常情況中不能夠任意緩慢地送出數(shù)據(jù)，因為接收器在確定的、之前定義的時間內(nèi)等待并繼續(xù)處理該數(shù)據(jù)。
[0058]然而，如果要省電，即數(shù)據(jù)的發(fā)送器和/或接收器在一定時間內(nèi)轉(zhuǎn)換成靜止模式，必然要超過發(fā)送循環(huán)的這種上限。為此，需要改變對數(shù)據(jù)質(zhì)量或者說數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆?wù)質(zhì)量(?)?的要求。根據(jù)本發(fā)明，這通過應(yīng)用自身來進行，即由此實現(xiàn):或者提高發(fā)送循環(huán)時間進而延長了接收器獲得數(shù)據(jù)的時間，并且/或者通過縮小有效的數(shù)據(jù)量來減小數(shù)據(jù)的內(nèi)容，這由于數(shù)據(jù)包更小了而使得發(fā)送更快結(jié)束。此時，所節(jié)省的時間能夠歸因于節(jié)能模式。
[0059]圖4示出了對于數(shù)據(jù)流的實例，數(shù)據(jù)流從機動車的發(fā)送節(jié)點八向機動車的接收節(jié)點？經(jīng)過中間節(jié)點和0 (交換器)運行。
[0060]這種數(shù)據(jù)流通常具有125 ^ 8的循環(huán)時間，該時間短得使得在連接…，⑶和0？上不能節(jié)能，因為在根據(jù)標準預(yù)設(shè)的循環(huán)時間的范疇中不能進入靜止模式。
[0061]如果現(xiàn)在存在對于通訊系統(tǒng)的要求，即仍然要省電，那么這被傳遞給應(yīng)用。應(yīng)用能夠提高數(shù)據(jù)流的循環(huán)時間，例如提高到等于300 μ S的Tct值。這意味著，僅每300 μ S使用一個數(shù)據(jù)包。因此，位傳輸層的PHY設(shè)備(發(fā)送器和/或接收器)能夠在此期間轉(zhuǎn)換到靜止模式中，并且總體上能夠減少對于數(shù)據(jù)連接AF的能量需求，這通過更長的循環(huán)時間來換取。但是，只要具體的應(yīng)用允許這種循環(huán)時間，其在可能的情況下能夠無質(zhì)量損失地實現(xiàn)。
[0062]對于節(jié)能的其他的、可能也是累加的可行性在于，系統(tǒng)在通訊中在要求節(jié)能時將該情況報告給傳輸數(shù)據(jù)的應(yīng)用。此時，應(yīng)用能夠檢驗是否能夠改變待傳輸?shù)臄?shù)據(jù)的內(nèi)容，這與數(shù)據(jù)流質(zhì)量的降低相關(guān)。
[0063]當以上是可行的時，例如對于視頻和音頻數(shù)據(jù)傳輸提供以下實施例。
[0064]例如，待傳輸?shù)臄?shù)據(jù)流的視頻質(zhì)量能夠通過使用其他的編譯碼器、每秒更少的幀和/或更小的分辨率來實現(xiàn)。由此，產(chǎn)生了更小的數(shù)據(jù)包，其能夠以更短的傳輸時間來傳輸。因此，也就是必須有效地傳輸更少的數(shù)據(jù)。因為幀的傳輸時間與其大小成正比，也就是說傳輸幀(Frame (幀))越小，就越快地完成現(xiàn)有數(shù)據(jù)的傳輸。
[0065]其他的應(yīng)用情況是，改變音頻數(shù)據(jù)流，其中還能夠使用其他的編譯碼器、更少的信道、更小的分辨率和/或具有兩個信道的虛擬環(huán)繞立體聲以代替具有六個信道的實際環(huán)繞立體聲。如果將傳輸多個信道(立體聲，多信道)，那么應(yīng)用能夠節(jié)省信道并且由此節(jié)省了數(shù)據(jù)，而不丟失核心內(nèi)容。
[0066]減少待傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量的作用是，如圖5的時間圖標中示意性示出的，能夠有利于LPI靜止狀態(tài)地縮短活躍運行模式的時間。在圖5中，在上方的橫條中示出了兩個依次連續(xù)的傳輸循環(huán)Tct之間的時間結(jié)算表，其中，靜止模式LPI明顯短于用于必然要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)的活躍的傳輸模式。
[0067]在減少了數(shù)據(jù)量之后，在更短的時間內(nèi)傳輸所述數(shù)據(jù)，從而能夠有利于靜止狀態(tài)地延長用于數(shù)據(jù)傳輸?shù)幕钴S的運行狀態(tài)，如下方的橫條中所示。
[0068]因此，通過根據(jù)本發(fā)明所提出的方法，本發(fā)明能夠完成有效的且通過應(yīng)用能靈活預(yù)設(shè)的對于節(jié)能的數(shù)值。
【權(quán)利要求】
1.一種用于利用以太網(wǎng)傳輸協(xié)議在機動車的節(jié)點之間傳輸來自應(yīng)用的所述機動車中的數(shù)據(jù)的方法，其中，通過所述應(yīng)用以循環(huán)的間隔經(jīng)由基于以太網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)發(fā)出數(shù)據(jù)，并且其中，節(jié)點的本地發(fā)送器和接收器(PHY)在沒有數(shù)據(jù)需要傳輸?shù)姆怯行е芷谥腥ゼせ睿⑶抑灰嬖诖齻鬏數(shù)臄?shù)據(jù)，再次激活所述本地發(fā)送器和接收器，其中，所述本地發(fā)送器和接收器(PHY)在去激活時間(Ts)內(nèi)從運行模式(活躍)轉(zhuǎn)換到靜止模式(LPI)中并且在激活時間(Tw)內(nèi)從所述靜止模式(LPI)轉(zhuǎn)換到所述運行模式(活躍)中，其特征在于，在有節(jié)能要求時，通過所述應(yīng)用使發(fā)送頻率至少降低直至達到預(yù)設(shè)的極值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，通過用于通過所述應(yīng)用在傳輸循環(huán)之內(nèi)要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)的傳輸時間(Tfem)、所述去激活時間(Ts)和所述激活時間(Tw)之和定義所述發(fā)送頻率的所述極值。
3.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其特征在于，根據(jù)當前對于所述傳輸所使用的能量對于所述應(yīng)用預(yù)設(shè)所述節(jié)能要求，其中由當前的所述運行模式(活躍)的持續(xù)時間、具有分別已知的能耗的所述激活時間(Tw)的持續(xù)時長和所述去激活時間(Ts)的持續(xù)時長、并且由具有已知的能耗的當前的所述靜止模式(LPI)的持續(xù)時間，測定所述靜止模式(LPI)的持續(xù)時間的必要延長。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其特征在于，所述應(yīng)用檢驗是否能減小所述應(yīng)用的對于所述最小傳輸循環(huán)和/所述待傳輸數(shù)據(jù)的內(nèi)容的要求。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，在視頻數(shù)據(jù)的情況時，降低待傳輸?shù)臄?shù)據(jù)流的視頻質(zhì)量。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的方法，其特征在于，在音頻數(shù)據(jù)的情況時，降低待傳輸?shù)臄?shù)據(jù)流的音頻質(zhì)量。
7.根據(jù)權(quán)利要求4至6中任一項所述的方法，其特征在于，當所述節(jié)能要求在不超過所述極值的情況下無法實現(xiàn)時，才減少所述待傳輸數(shù)據(jù)的所述內(nèi)容。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其特征在于，對所述發(fā)送頻率的調(diào)整循環(huán)地和/或在改變待傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量時自動地進行。
9.一種具有計算單元的控制設(shè)備，所述控制設(shè)備作為機動車中的網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點與另一個節(jié)點通訊并且因此傳輸應(yīng)用的數(shù)據(jù)，其中，所述計算單元設(shè)置用于通過程序編碼件利用以太網(wǎng)傳輸協(xié)議在機動車的節(jié)點間傳輸數(shù)據(jù)，其特征在于，所述計算單元通過程序編碼件設(shè)置用于執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項所述的方法。
10.一種具有程序編碼件的計算機程序產(chǎn)品，所述程序編碼件適用于，在計算單元上實施時，所述計算單元設(shè)置用于執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項所述的方法。
【文檔編號】H04L12/40GK104285409SQ201380024571
【公開日】2015年1月14日 申請日期:2013年5月8日 優(yōu)先權(quán)日:2012年5月11日
【發(fā)明者】諾貝特·巴爾比爾, 約瑟夫·內(nèi)鮑爾, 赫爾格·津納 申請人:大陸汽車有限責任公司