CN113904882B - 一种多mcu单元的通信控制***及通信控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种多MCU单元的通信控制***及通信控制方法，该***包括：两个或两个以上的MCU单元、以太网控制单元和对外硬件通信接口单元，以太网控制单元与各个MCU单元通信连接，对外硬件通信接口单元分别与以太网控制单元、外部设备通信连接，其中，以太网控制单元用于实现MCU单元与外部设备之间的数据转发；通过把多个MCU单元连接到一个以太网控制单元上，实现多个MCU单元共享一个网口资源，降低硬件接口的设计复杂程度，降低硬件成本。

Description

一种多MCU单元的通信控制***及通信控制方法

技术领域

本申请涉及通信技术领域，尤其涉及一种多MCU单元的通信控制***及通信控制方法。

背景技术

随着多余度架构的广泛应用，无人机和车载***等也越来越多的在硬件控制板上集成多个MCU模块，实现冗余备份，提高***安全。

如图1所示，目前市面上常见的一种硬件控制板集成MCU单元1至MCU单元N共N个MCU单元，其中，每一个MCU单元的网口都单独引出，配置相应的器件和接口，实现独自连接外部设备。如在图1中，MCU单元1连接对应的以太网转换器1，再经网口隔离变压器1和RJ451接口与外部设备完成连接通信，MCU单元N通过连接对应的以太网转换器N，再经网口隔离变压器N和RJ45 N接口与外部设备完成连接通信，使得每个MCU单元独享一个网口资源。但是，由于每一个MCU单元都需要配置相应的网口器件和接口，会增加控制板硬件和接口的复杂度，增加硬件成本。

发明内容

本发明实施例公开了一种多MCU单元的通信控制***及通信控制方法，用于降低硬件接口的设计复杂度，降低硬件成本。

本发明实施例第一方面公开了一种多MCU单元的通信控制***，可包括：

两个或两个以上的MCU单元；

以太网控制单元，所述以太网控制单元与各个所述MCU单元通信连接；

对外硬件通信接口单元，所述对外硬件通信接口单元分别与所述以太网控制单元、外部设备通信连接；

其中，所述以太网控制单元用于实现所述MCU单元与所述外部设备之间的数据转发。

作为一种可选的实施方式，在本发明实施例第一方面中，每个所述MCU单元通过对应的第一数据接口与所述以太网控制单元通信连接。

作为一种可选的实施方式，在本发明实施例第一方面中，所述以太网控制单元，还用于在初始化过程中，接收第一源主机发送的第一数据帧，将所述第一数据帧转发给第一目标主机，以及接收所述第一目标主机针对所述第一数据帧发送的第二数据帧，将所述第二数据帧转发给所述第一源主机，从所述第一数据帧获取所述第一源主机的媒体访问控制(Media Access Control，MAC)地址以及从所述第二数据帧获取所述第一目标主机的MAC地址，在建立的MAC地址表中将所述第一源主机的MAC地址与所述第一源主机的端口建立映射关系以及所述第一目标主机的MAC地址与所述第一目标主机的端口建立映射关系，当所述第一源主机为所述MCU单元时，所述第一目标主机为所述外部设备，当所述第一源主机为所述外部设备时，所述第一目标主机为所述MCU单元。

作为一种可选的实施方式，在本发明实施例第一方面中，所述以太网控制单元用于实现所述MCU单元与所述外部设备之间的数据转发的方式具体为：

在所述以太网控制单元完成初始化后的通信过程中，接收第二源主机发送的第三数据帧，从所述第三数据帧获取第二目标主机的MAC地址，根据所述MAC地址表中MAC地址与端口的映射关系，查找所述第二目标主机的MAC地址匹配的第一端口，通过所述第一端口将所述第三数据帧转发给所述第二目标主机，当所述第二源主机为所述MCU单元时，所述第二目标主机为所述外部设备，当所述第二源主机为所述外部设备时，所述第二目标主机为所述MCU单元。

作为一种可选的实施方式，在本发明实施例第一方面中，所述以太网控制单元还用于通过所述第一端口将所述第三数据帧转发给所述第二目标主机之后，当接收到所述第二目标主机针对所述第三数据帧发送的第四数据帧时，从所述第四数据帧中获取所述第二源主机的MAC地址，根据所述MAC地址表中MAC地址与端口的映射关系，查找所述第二源主机的MAC地址匹配的第二端口，通过所述第二端口将所述第四数据帧转发给所述第二源主机。

作为一种可选的实施方式，在本发明实施例第一方面中，所述以太网控制单元还用于在所述接收第二源主机发送的第三数据帧之后，将所述第三数据帧缓存到本地的数据储存单元中，当检测到已经转发完其它待转发数据帧时，执行所述从所述第三数据帧获取第二目标主机的MAC地址的步骤，所述其它待转发数据帧为所述以太网控制单元在所述第三数据帧的接收时间之前接收到的且缓存到所述数据储存单元中的数据帧。

作为一种可选的实施方式，在本发明实施例第一方面中，所述以太网控制单元用于实现所述MCU单元与所述外部设备之间的数据转发的方式具体为：

在所述以太网控制单元完成初始化后的通信过程中，接收第三源主机发送的升级文件包，依序从所述升级文件包中获取第五数据帧，从所述第五数据帧获取第三目标主机的MAC地址，根据所述MAC地址表中MAC地址与端口的映射关系，查找所述第三目标主机的MAC地址匹配的第三端口，通过所述第三端口将所述第五数据帧发送给对应的所述第三目标主机，所述第三源主机为所述外部设备，所述第三目标主机为所述MCU单元，所述升级文件包包括至少一个第五数据帧，一个所述第五数据帧指示一个所述第三目标主机，任意两个所述第五数据帧所指示的所述第三目标主机不同。

作为一种可选的实施方式，在本发明实施例第一方面中，当所述第二源主机为所述MCU单元时，所述第二目标主机为除去所述第二源主机之外的其它MCU单元；

所述以太网控制单元，还用于实现所述MCU单元之间的数据转发。

作为一种可选的实施方式，在本发明实施例第一方面中，所述对外硬件通信接口单元包括网口隔离变压器和网络接口；

所述网口隔离变压器连接所述以太网控制单元和所述网络接口；

所述网络接口还与所述外部设备连接。

本发明实施例第二方面公开了一种多MCU单元的通信控制方法，应用于多MCU单元的通信控制***，所述多MCU单元的通信控制***包括两个或两个以上的MCU单元、以太网控制单元和对外硬件通信接口单元，所述以太网控制单元与各个所述MCU单元通信连接，所述对外硬件通信接口单元分别与所述以太网控制单元、外部设备通信连接；所述方法包括：

所述以太网控制单元接收源主机发送的数据帧，所述数据帧指示目标主机；

所述以太网控制单元将所述数据帧转发给所述目标主机；

当所述源主机为所述MCU单元时，所述目标主机为所述外部设备，当所述源主机为所述外部设备时，所述目标主机为所述MCU单元。

本发明实施例第三方面公开了一种车辆，可包括：

存储有可执行程序代码的存储器；

与所述存储器耦合的处理器；

所述处理器调用所述存储器中存储的所述可执行程序代码，执行本发明实施例第二方面公开的一种多MCU单元的通信控制方法。

本发明实施例第四方面公开了一种飞行设备，可包括：

存储有可执行程序代码的存储器；

与所述存储器耦合的处理器；

所述处理器调用所述存储器中存储的所述可执行程序代码，执行本发明实施例第二方面公开的一种多MCU单元的通信控制方法。

本发明实施例第五方面公开一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现本发明实施例第二方面的任意一种方法的步骤。

本发明实施例第六方面公开一种计算机程序产品，当所述计算机程序产品在计算机上运行时，使得所述计算机执行第二方面的任意一种方法的部分或全部步骤。

本发明实施例第七方面公开一种应用发布平台，所述应用发布平台用于发布计算机程序产品，其中，当所述计算机程序产品在计算机上运行时，使得所述计算机执行第二方面的任意一种方法的部分或全部步骤。

与现有技术相比，本发明实施例具有以下有益效果：

本发明实施例提供的多MCU单元的通信控制***包括以太网控制单元、对外硬件通信接口单元和两个或两个以上的MCU单元，其中，各个MCU单元与以太网控制单元通信连接，以太网控制单元还与对外硬件通信接口单元连接，对外硬件通信接口单元与外部设备通信连接，以太网控制单元可以实现MCU单元与外部设备之间的数据转发；可见，通过实施本发明实施例，通过把多个MCU单元连接到一个以太网控制单元上，即将多个MCU单元连接到一个网口上，能够在保证每一个MCU单元对外通信保持为网口的前提下，降低硬件接口的设计复杂程度，从而降低硬件成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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。

图1为现有技术公开的多MCU单元的通信控制***示意图；

图2为本发明实施例一公开的多MCU单元的通信控制***的结构示意图；

图3为本发明实施例二公开的多MCU单元的通信控制***的结构示意图；

图4为本发明实施例三公开的多MCU单元的通信控制***的结构示意图；

图5为本发明实施例一公开的多MCU单元的通信控制方法的流程示意图；

图6为本发明实施例二公开的多MCU单元的通信控制方法的流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”、“第三”及“第四”等是用于区别不同的对象，而不是用于描述特定顺序。本发明实施例的术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、***、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

本发明实施例公开了一种多MCU单元的通信控制***及通信控制方法，用于减少网络接口数量，降低硬件接口的设计复杂度，降低硬件成本。

请参阅图2至图4，其中，图2为本发明实施例一公开的多MCU单元的通信控制***的结构示意图，图3为本发明实施例二公开的多MCU单元的通信控制***的结构示意图，图4为本发明实施例三公开的多MCU单元的通信控制***的结构示意图；结合图2至图4，该多MCU单元的通信控制***可包括：

两个或两个以上的MCU单元11；

以太网控制单元12，该以太网控制单元12与各个MCU单元11通信连接；

对外硬件通信接口单元13，该对外硬件通信接口单元13分别与以太网控制单元12、外部设备通信连接；

其中，以太网控制单元12用于实现MCU单元11与外部设备之间的数据转发。

在本发明实施例中，硬件控制板集成多个MCU单元11，其中，MCU单元11的主要作用是处理和分析从以太网控制单元12处接收的数据帧，或者处理和分析从硬件控制板上其他接口接收到的环境和状态数据，完成处理之后，还可以对外部设备返回数据帧(可能包含控制指令)或内部受控设备等发出相应的控制指令。另外，在***中设计多个MCU单元11，主要是为了做冗余备份，以提高***安全性。

本发明实施例公开的以太网控制单元12也可以叫做以太网开关单元，其在***中相当于起到交换机的作用，实现多个MCU单元11与外部设备之间的数据转发或者MCU单元之间的数据转发。可选的，当外部设备向MCU单元11发送数据，该数据内容可以包括外部设备采集的环境和状态数据，示例性的，该***应用于车辆上，外部设备为摄像头，摄像头通过实时采集环境图像信息并发送给车辆的MCU单元，以便车辆通过MCU单元11分析环境图像信息，以为车辆提供可靠的行车路线，辅助车辆驾驶。另外可选的，当MCU单元11向外部设备发送数据，该数据内容可以包括控制指令，示例性的，该***应用于车辆上，外部设备为车灯，通过MCU单元11向车灯发送控制指令，以控制车灯根据控制指令执行相应的灯光效果。当然，该***也可以应用于车载无人机上，外部设备为摄像头，车载无人机中MCU单元11发送控制指令，摄像头根据该控制指令拍摄环境图像信息，然后将环境图像信息反馈给MCU单元11，MCU单元11向摄像头发送下一条控制指令，实现MCU单元与摄像头之间的交互。

可见，通过实施上述实施例，通过把硬件控制板上的多个MCU单元11连接到一个以太网控制单元12上，经一个外硬件通信接口单元13连接外部设备，即将多个MCU单元11连接到一个网口上，能够在保证每一个MCU单元11对外通信保持为网口的前提下，降低硬件接口的设计复杂程度，从而降低硬件成本。

在一些可实施的方式中，结合图3，上述每一个MCU单元11都通过各自对应的第一数据接口连接到以太网控制单元12上，使得每一个MCU单元11与以太网控制单元12之间都形成其独立的数据通道。可选的，第一数据接口可以是介质无关接口或媒体独立接口(Media Independent Interface，MII)、精简MII接口(Reduced Media IndependantInterface，RMII)、千兆MII接口(Gigabit Media Independant Interface，GMII)、吉比特介质独立接口(Reduced Gigabit Media Independent Interface，RGMII)中的一种，为一种数字接口，其中，MII和RMII是100Mbps的数字接口，GMII和RGMII是1000Mbps的数字接口，在MCU单元11与以太网控制单元12之间通过数据接口通信连接，能够提高数据传输效率，实现大数据传输。

其中，MCU单元11通过上述任意一种数字接口把以太网的数据发送到以太网控制单元12，以太网控制单元12将数据经对外硬件通信接口单元13转发给相应的外部设备；同样的，以太网控制单元12也可以通过外硬件通信接口单元13接收到外部设备的数据，然后经数据接口转发给相应的MCU单元11，通过在以太网控制单元12与MCU单元11之间采用上述数字接口进行对接，能够实现大数据传输，也能提高传输效率。

另外可选的，以太网控制单元12还可以用于实现MCU单元11之间的数据转发，即，MCU单元11之间可以经以太网控制单元12实现数据传输或数据共享，示例性的，图2中的MCU单元1和MCU单元N之间需要共享数据1，MCU单元1通过将需要共享的数据1发送给以太网控制单元12，然后再经由以太网控制单元12转发给MCU单元N，以利用以太网控制单元12和MCU单元11之间的数据接口，提高MCU单元11之间的数据传输效率，以实现MCU单元之间的大数据传输或数据共享。

当然，MCU单元11之间还可以通过其它的通信接口连接，如通用异步收发传输器(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter，UART)接口、串行外设接口(SerialPeripheral Interface，SPI)等，在MCU单元之间传输或共享的数据量较小时，可以选择通过这类接口传输，以释放MCU单元11与以太网控制单元12之间的数据接口，提高整体工作效率。

进一步的，结合图2至图4，上述以太网控制单元12，还用于在初始化过程中，接收第一源主机发送的第一数据帧，将第一数据帧转发给第一目标主机，以及接收第一目标主机针对第一数据帧发送的第二数据帧，将第二数据帧转发给第一源主机，从第一数据帧获取第一源主机的MAC地址以及从第二数据帧获取第一目标主机的MAC地址，在建立的MAC地址表中将第一源主机的MAC地址与第一源主机的端口建立映射关系以及第一目标主机的MAC地址与第一目标主机的端口建立映射关系，当第一源主机为MCU单元时，该第一目标主机为外部设备，当第一源主机为外部设备时，第一目标主机为MCU单元。

其中，在以太网控制单元12初始化时，以太网控制单元12在本地创建MAC地址表，通过MAC地址表保存MAC地址与端口的映射关系。具体的，通过源主机发送第一数据帧，以太网控制单元12将第一数据帧转发给目标主机，目标主机然后针对第一数据帧返回第二数据帧，以太网控制单元12将第二数据帧转发给源主机，以太网控制单元12在此过程中从第一数据帧获取到源主机的MAC地址和从第二数据帧获取到目标主机的MAC地址，进一步获取源主机的端口和目标主机的端口，在MAC地址表中保存源主机的MAC地址与对应端口的映射关系，以及保存目标主机的MAC地址与对应端口的映射关系，多次执行上述步骤以将硬件控制板上的所有MCU单元11的MAC地址和外部设备的MAC地址学习完成，得到学习完成的MAC地址表，从而以太网控制单元12可以基于MAC地址表快速定位到主机端口，实现数据快速传输。

可选的，在上述实施方式中，当第一源主机为MCU单元11时，第一目标主机可以是外部设备，或者是除去该第一源主机之外的其它MCU单元11，当第一源主机为外部设备时，第一目标主机为MCU单元。

在一些可实施的方式中，在以太网控制单元12完成初始化后，在进行正常通信过程中，接收第二源主机发送的第三数据帧，从第三数据帧获取第二目标主机的MAC地址，根据MAC地址表中MAC地址与端口的映射关系，查找第二目标主机的MAC地址匹配的第一端口，通过第一端口将第三数据帧转发给第二目标主机，当第二源主机为MCU单元时，第二目标主机为外部设备，当第二源主机为外部设备时，第二目标主机为MCU单元。

在上述实施方式中，以太网控制单元12在完成初始化后，进入正常通信流程，以太网控制单元12在接收到第三数据帧，第三数据帧包括第二源主机的MAC地址和第二目标主机的MAC地址，先从第三数据帧中读取第二目标主机的MAC地址，在MAC地址表中根据MAC地址和端口的映射关系，找到第二目标主机的第一端口，经第一端口向第二目标主机转发该第三数据帧，以基于以太网控制单元12所建立的MAC地址表实现MCU单元与外部设备，将多个MCU单元连接到一个网口，经一个网口与外部设备通信，简化硬件接口的设计复杂度。

具体的，当第二源主机为外部设备时，第二目标主机为MCU单元11，以太网控制单元12经对外硬件通信接口单元13从外部设备接收到第三数据帧，然后从第三数据帧中获取到第二目标主机的MAC地址，经所建立的MAC地址表中MAC地址与端口的映射关系可查找出第二目标主机的第一端口，然后经第一数字接口将第三数据帧从该第一端口转发给对应的MCU单元11。反之，当第二源主机为MCU单元11时，第二目标主机为外部设备，MCU单元11经其对应端口后通过第一数字接口将第三数据帧发送给以太网控制单元12，以太网控制单元12从第三数据帧中获取到第二目标主机的MAC地址，并查表得到第二目标主机的第一端口，以太网控制单元12经对外硬件通信接口单元13将第三数据帧发送给第二目标主机。

进一步的，当第二源主机为MCU单元11时，第二目标主机可以为外部设备，或者为除去第二源主机之外的其它MCU单元11，当第二目标主机为除去第二源主机之外的其它MCU单元11时，以太网控制单元12从第二源主机接收到第三数据帧后，查找第二目标主机的MAC地址对应的第一端口后，通过第一数字接口再经该第一端口转发给相应的MCU单元11。通过该实施方式，可以利用MCU单元11与以太网控制单元12之间的数字接口，提高MCU单元11之间的传输速率，从而实现MCU单元之间的大数据传输或共享。

进一步的，以太网控制单元12，还用于在通过第一端口将第三数据帧转发给第二目标主机之后，当接收到第二目标主机针对第三数据帧发送的第四数据帧时，从第四数据帧中获取第二源主机的MAC地址，根据MAC地址表中MAC地址与端口的映射关系，查找第二源主机的MAC地址匹配的第二端口，通过第二端口将第四数据帧转发给第二源主机。

在上述实施方式中，第二源主机向第二目标主机发送第三数据帧后，若第二目标主机需要针对第三数据帧反馈第四数据帧，以太网控制单元12再将第四数据帧发送给第二源主机，以实现第二源主机和第二目标主机之间的来回通信交互。

在一种可选的实施方式中，以太网控制单元12在接收第二源主机发送的第三数据帧之后，将第三数据帧缓存到本地的数据储存单元中，当检测到已经转发完其它待转发数据帧时，执行从第三数据帧获取第二目标主机的MAC地址的步骤，该其它待转发数据帧为所述以太网控制单元在所述第三数据帧的接收时间之前接收到的且缓存到所述数据储存单元中的数据帧。

在上述实施方式中，以太网控制单元12相当于交换机的功能，所有MCU单元11的数据需要经过以太网控制单元12进行转发，为了确保数据收发的有序性和防止数据丢失，以太网控制单元12在本地设置数据储存单元，用于缓存接收到的需要转发的数据帧，因此，对于从第二源主机接收到的第三数据帧，以太网控制单元12先将第三数据帧缓存到该数据储存单元中，进一步确定在前接收到的其它待转发数据帧是否完成转发，如果存在其它待转发数据帧未转发完，先按照接收数据帧的时间顺序转发完其它待转发数据帧后，再转发第三数据帧，如果确定没有需要转发的其它待转发数据帧，直接进行第三数据帧的转发。

可选的，其它待转发数据帧为以太网控制单元12在第三数据帧的接收时间之前接收到的且缓存到数据储存单元中的数据帧，是指数据帧是按照时间顺序依次接收到的，也将按照接收顺序进行数据帧的转发。

进一步可选的，对于已经完成转发的数据帧，可以将其从数据储存单元中删除，或者，对于已经完成转发的数据帧，可以先在数据储存单元中进行已转发的标记，并同时计时，在满足预设时长后将其从数据储存单元中删除，通过该实施方式，以能够及时释放数据储存单元的存储空间，保证有足够空间存储新接收到的数据帧。

进一步的，以太网控制单元12可以在本地建立消息队列，将陆续接收到的数据帧按照先进先出的时间顺序放入消息队列，然后依次从消息队列中读取需要转发的数据帧进行转发。在以太网控制单元12接收到第三数据帧并放入消息队列后，先检测消息队列前面是否还存在其它待转发数据帧，如果存在，先依序将消息队列前面的数据帧转发出去后，再读取第三数据帧进行转发，以提高数据转发的有序性和准确性，更能有效的防止数据丢失。

可选的，在正常通信过程中，若以太网控制单元12有接收到新的外部设备的数据帧，需要学习新的外部设备的MAC地址，并完成MAC地址表的更新。当然，以太网控制单元12也可以定期进行MAC地址表维护，对于超过预设时长都没有进行过通信的外部设备的MAC地址，可以将其从MAC地址表中删除，以及时更新MAC地址表，减小MAC地址表所占的缓存，同时，MAC地址表中MAC地址维持在一定数量内，也有助于提高查找效率。

在一些可选的实施方式中，以太网控制单元12在完成初始化后的通信过程中，接收第三源主机发送的升级文件包，依序从升级文件包中获取第五数据帧，从第五数据帧获取第三目标主机的MAC地址，根据MAC地址表中MAC地址与端口的映射关系，查找第三目标主机的MAC地址匹配的第三端口，通过第三端口将第五数据帧发送给对应的第三目标主机，该第三源主机为外部设备，第三目标主机为MCU单元，该升级文件包包括至少一个第五数据帧，一个第五数据帧指示一个第三目标主机，任意两个第五数据帧所指示的第三目标主机不同。

在上述实施方式中，在对所有MCU单元11进行升级时，可以通过外部设备向以太网控制单元12发送一个升级文件包，以完成所有MCU单元11的升级，此时，第三源主机可以只有一个，第三目标主机可以同时有多个，升级文件包中可以包括多个第五数据帧，每一个第五数据帧用于完成对应的一个MCU单元11的升级。以太网控制单元12依序先读取第一个第五数据帧，从第一个第五数据帧中获取对应MCU单元11的MAC地址，然后查找对应的端口，将第一个第五数据帧转发给对应的MCU单元11，然后再读取第二个第五数据帧，从第二个第五数据帧中获取对应的MCU单元11的MAC地址，然后查找对应的端口，将第二个第五数据帧转发给对应的MCU单元11，直至将升级文件包中的最后一个第五数据帧转发给相应的MCU单元11为止，完成升级文件包中所有MCU单元11的升级，实现外部设备对所有MCU单元11的快速升级，操作简单。

示例性的，若外部设备为测试设备/控制设备，通过外硬件通信接口单元13和以太网控制单元12，可以实现对所有MCU单元11的一键升级，外部设备通过将包括所有MCU单元11的MAC地址的升级文件包经统一的网口发送给所有MCU单元11，控制所有MCU单元根据升级文件包完成升级。

结合图4，本发明实施例公开的对外硬件通信接口单元13包括网口隔离变压器和网络接口；其中，网口隔离变压器连接以太网控制单元12，还连接网络接口，而网络接口还用于连接外部设备，以实现所有MCU单元11经一个网口对接外部设备，降低硬件接口的设计复杂程度，降低硬件的成本。

具体的，MCU单元11通过第一数字接口把数据帧发送到以太网控制单元12，以太网控制单元12通过目标主机的MAC地址识别对应端口，然后把数字形式的数据帧转化成模拟数据(差分对输出形式)，然后在网口隔离变压器中经过1:1的转换处理之后，以网线的形式对外输出，实现数据传输。

示例性的，网络接口可以是RJ45。

请参阅图5，图5为本发明实施例一公开的多MCU单元的通信控制方法的流程示意图；如图5所示，该多MCU单元的通信控制方法应用于图2至图4任一所示的多MCU单元的通信控制***，该方法可包括：

501、以太网控制单元接收源主机发送的数据帧，该数据帧指示目标主机。

具体的，数据帧包括源主机的MAC地址和目标主机的MAC地址。

502、以太网控制单元将数据帧转发给目标主机。

其中，当源主机为MCU单元时，目标主机为外部设备，当源主机为外部设备时，目标主机为MCU单元。

具体的，以太网控制单元可以根据目标主机的MAC地址，将数据帧转发给目标主机。

本发明实施例提供的多MCU单元的通信控制方法应用于图2或图3或图4所示的***，该***包括以太网控制单元、对外硬件通信接口单元和两个或两个以上的MCU单元，其中，各个MCU单元与以太网控制单元通信连接，以太网控制单元还与对外硬件通信接口单元连接，对外硬件通信接口单元与外部设备通信连接，以太网控制单元可以实现MCU单元与外部设备之间的数据转发；可见，通过实施本发明实施例，通过把多个MCU单元连接到一个以太网控制单元上，即将多个MCU单元连接到一个网口上，能够在保证每一个MCU单元对外通信保持为网口的前提下，利用一个以太网控制单元实现MCU单元与外部设备或者MCU单元之间的数据转发，减少网口数量，降低硬件接口的设计复杂程度，从而降低硬件成本。

请参阅图6，图6为本发明实施例二公开的多MCU单元的通信控制方法的流程示意图；在图6中，该方法可以包括以下步骤：

601、以太网控制单元在初始化过程中，接收第一源主机发送的第一数据帧，将第一数据帧转发给第一目标主机，以及接收第一目标主机针对第一数据帧发送的第二数据帧，将第二数据帧转发给第一源主机，从第一数据帧获取第一源主机的MAC地址以及从第二数据帧获取第一目标主机的MAC地址。

以太网控制单元在初始化过程中，结合第一源主机发送的第一数据帧和第一目标主机发送的第二数据帧，获取第一源主机的MAC地址和第一目标主机的MAC地址，来进行MAC地址学习。

602、以太网控制单元在建立的MAC地址表中将第一源主机的MAC地址与第一源主机的端口建立映射关系以及第一目标主机的MAC地址与第一目标主机的端口建立映射关系。

在初始化时，以太网控制单元12在本地创建MAC地址表，通过MAC地址表保存MAC地址与端口的映射关系。在本发明实施例中，以太网控制单元12在初始化过程中进行MCU单元11的MAC地址和外部设备的MAC地址的学习，具体的，在初始化过程中，以太网控制单元12在接收到第一源主机发送的第一数据帧时，从第一数据帧获取第一源主机的MAC地址，然后从第一目标主机针对第一数据帧发送的第二数据帧中获取第一目标主机的MAC地址，每个主机都会有对应端口(也就是数据端口)，然后在MAC地址表中保存主机的MAC地址与端口的映射关系，以完成MAC地址的学习，以在正常通信时，以太网控制单元12能够根据数据帧携带的目标主机的MAC地址，快速定位到端口，实现数据快速传输。

603、以太网控制单元在完成初始化后的通信过程中，接收第二源主机发送的第三数据帧。

604、以太网控制单元将第三数据帧缓存到本地的数据储存单元中。

605、以太网控制单元检测数据储存单元中的其它待转发数据帧是否已经转发完，该其它待转发数据帧为以太网控制单元在第三数据帧的接收时间之前接收到的且缓存到数据储存单元中的数据帧；其中，在确定其它待转发数据帧已经转发完后，转向步骤606；在存在未转发的其它待转发数据帧时，则等待转发其它数据帧，直至转发完所有其它待转发数据帧，执行步骤606。

对于从第二源主机接收到的第三数据帧，以太网控制单元12先将第三数据帧缓存到该数据储存单元中，进一步检测是否存在在前接收到的其它待转发数据帧还未转发完，如果存在其它待转发数据帧未转发完，先按照接收数据帧的时间顺序处理完其它待转发数据帧后，再处理第三数据帧，通过该实施方式，确保数据收发的有序性和防止数据丢失。

606、以太网控制单元从第三数据帧获取第二目标主机的MAC地址。

607、以太网控制单元根据MAC地址表中MAC地址与端口的映射关系，查找第二目标主机的MAC地址匹配的第一端口。

608、以太网控制单元通过第一端口将第三数据帧转发给第二目标主机。

其中，图5所示步骤501和502的方案具体可以包括本发明实施例的实现步骤603-608，以太网控制单元12在完成初始化后，进入正常通信流程，以太网控制单元12在接收到第三数据帧，从第三数据帧中读取第二目标主机的MAC地址，在MAC地址表中根据MAC地址和端口的映射关系，找到第二目标主机的第一端口，以向第一目标主机转发该第一数据帧。

可见，实施上述实施例，利用以太网控制单元12和对外硬件通信接口单元13的配合，实现所有MCU单元11连接到一个网口上，同时，以太网控制单元12能够完成MAC地址的学习，以利用学习后的MAC地址表实现MCU单元11和外部设备之间的数据的转发，从而实现所有MCU单元通过一个网口完成与外部设备的通信，可以减少硬件接口的数量，从而降低硬件接口的设计复杂度，降低了硬件成本。

进一步的，以太网控制单元还用于在通过第一端口将第三数据帧转发给第二目标主机之后，当接收到第二目标主机针对第三数据帧发送的第四数据帧时，从第四数据帧中获取第二源主机的MAC地址，根据MAC地址表中MAC地址与端口的映射关系，查找第二源主机的MAC地址匹配的第二端口，通过第二端口将第四数据帧转发给第二源主机。

在上述实施方式中，第二源主机向第二目标主机发送第三数据帧后，若第二目标主机需要针对第三数据帧反馈第四数据帧，以太网控制单元12再将第四数据帧发送给第二源主机，以实现第二源主机和第二目标主机之间的来回通信交互。

本发明实施例所公开的多MCU单元的通信控制***可以应用于车辆或者飞行设备(无人机等)，即本发明实施例公开一种车辆，可以包括如上述介绍的多MCU单元的通信控制***，本发明实施例还公开一种飞行设备，可包括如上述介绍的多MCU单元的通信控制***。

进一步的，本发明实施例还公开一种车辆，可包括：

存储有可执行程序代码的存储器；

与存储器耦合的处理器；

其中，处理器调用存储器中存储的可执行程序代码，执行图4所示的一种多MCU单元的通信控制方法的部分步骤或者全部步骤。

进一步的，本发明实施例还公开一种飞行设备，可包括：

存储有可执行程序代码的存储器；

与存储器耦合的处理器；

其中，处理器调用存储器中存储的可执行程序代码，执行图5或图6的一种多MCU单元的通信控制方法的部分步骤或者全部步骤。

本发明实施例还公开一种计算机可读存储介质，其存储计算机程序，其中，所述计算机程序使得计算机执行图5或图6公开的一种多MCU单元的通信控制方法。

本发明实施例还公开一种计算机程序产品，当所述计算机程序产品在计算机上运行时，使得所述计算机执行图5或图6公开的任意一种方法的部分或全部步骤。

本发明实施例还公开一种应用发布平台，所述应用发布平台用于发布计算机程序产品，其中，当所述计算机程序产品在计算机上运行时，使得所述计算机执行图5或图6公开的任意一种方法的部分或全部步骤。

本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质包括只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存储器(Random Access Memory，RAM)、可编程只读存储器(Programmable Read-only Memory，PROM)、可擦除可编程只读存储器(Erasable Programmable Read Only Memory，EPROM)、一次可编程只读存储器(One-time Programmable Read-Only Memory，OTPROM)、电子抹除式可复写只读存储器(Electrically-Erasable Programmable Read-Only Memory，EEPROM)、只读光盘(CompactDisc Read-Only Memory，CD-ROM)或其他光盘存储器、磁盘存储器、磁带存储器、或者能够用于携带或存储数据的计算机可读的任何其他介质。

以上对本发明实施例公开的一种多MCU单元的通信控制***及通信控制方法进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种多MCU单元的通信控制***，其特征在于，包括：

两个或两个以上的MCU单元；

以太网控制单元，所述以太网控制单元与各个所述MCU单元通信连接；

对外硬件通信接口单元，所述对外硬件通信接口单元分别与所述以太网控制单元、外部设备通信连接；

其中，所述以太网控制单元用于根据建立的MAC地址表实现所述MCU单元与所述外部设备之间的数据转发，所述MAC地址表保存着源主机的MAC地址与所述源主机的端口的映射关系、以及目标主机的MAC地址与所述目标主机的端口的映射关系，其中，当所述源主机为所述MCU单元时，所述目标主机为所述外部设备，当所述源主机为所述外部设备时，所述目标主机为所述MCU单元。

2.根据权利要求1所述的通信控制***，其特征在于，每个所述MCU单元通过对应的第一数据接口与所述以太网控制单元通信连接。

3.根据权利要求1或2所述的通信控制***，其特征在于：

所述以太网控制单元，还用于在初始化过程中，接收第一源主机发送的第一数据帧，将所述第一数据帧转发给第一目标主机，以及接收所述第一目标主机针对所述第一数据帧发送的第二数据帧，将所述第二数据帧转发给所述第一源主机，从所述第一数据帧获取所述第一源主机的媒体访问控制MAC地址以及从所述第二数据帧获取所述第一目标主机的MAC地址，在建立的MAC地址表中将所述第一源主机的MAC地址与所述第一源主机的端口建立映射关系以及所述第一目标主机的MAC地址与所述第一目标主机的端口建立映射关系，当所述第一源主机为所述MCU单元时，所述第一目标主机为所述外部设备，当所述第一源主机为所述外部设备时，所述第一目标主机为所述MCU单元。

4.根据权利要求3所述的通信控制***，其特征在于，所述以太网控制单元用于实现所述MCU单元与所述外部设备之间的数据转发的方式具体为：

在所述以太网控制单元完成初始化后的通信过程中，接收第二源主机发送的第三数据帧，从所述第三数据帧获取第二目标主机的MAC地址，根据所述MAC地址表中MAC地址与端口的映射关系，查找所述第二目标主机的MAC地址匹配的第一端口，通过所述第一端口将所述第三数据帧转发给所述第二目标主机，当所述第二源主机为所述MCU单元时，所述第二目标主机为所述外部设备，当所述第二源主机为所述外部设备时，所述第二目标主机为所述MCU单元。

5.根据权利要求4所述的通信控制***，其特征在于：

所述以太网控制单元，还用于通过所述第一端口将所述第三数据帧转发给所述第二目标主机之后，当接收到所述第二目标主机针对所述第三数据帧发送的第四数据帧时，从所述第四数据帧中获取所述第二源主机的MAC地址，根据所述MAC地址表中MAC地址与端口的映射关系，查找所述第二源主机的MAC地址匹配的第二端口，通过所述第二端口将所述第四数据帧转发给所述第二源主机。

6.根据权利要求4所述的通信控制***，其特征在于：

所述以太网控制单元，还用于在所述接收第二源主机发送的第三数据帧之后，将所述第三数据帧缓存到本地的数据储存单元中，当检测到已经转发完其它待转发数据帧时，执行所述从所述第三数据帧获取第二目标主机的MAC地址的步骤，所述其它待转发数据帧为所述以太网控制单元在所述第三数据帧的接收时间之前接收到的且缓存到所述数据储存单元中的数据帧。

7.根据权利要求3所述的通信控制***，其特征在于，所述以太网控制单元用于实现所述MCU单元与所述外部设备之间的方式具体为：

在所述以太网控制单元完成初始化后的通信过程中，接收第三源主机发送的升级文件包，依序从所述升级文件包中获取第五数据帧，从所述第五数据帧获取第三目标主机的MAC地址，根据所述MAC地址表中MAC地址与端口的映射关系，查找所述第三目标主机的MAC地址匹配的第三端口，通过所述第三端口将所述第五数据帧发送给对应的所述第三目标主机，所述第三源主机为所述外部设备，所述第三目标主机为所述MCU单元，所述升级文件包包括至少一个第五数据帧，一个所述第五数据帧指示一个所述第三目标主机，任意两个所述第五数据帧所指示的所述第三目标主机不同。

8.根据权利要求4所述的通信控制***，其特征在于：

当所述第二源主机为所述MCU单元时，所述第二目标主机为除去所述第二源主机之外的其它MCU单元；

所述以太网控制单元，还用于实现所述MCU单元之间的数据转发。

9.根据权利要求1所述的通信控制***，其特征在于，所述对外硬件通信接口单元包括网口隔离变压器和网络接口；

所述网口隔离变压器连接所述以太网控制单元和所述网络接口；

所述网络接口还与所述外部设备连接。

10.一种多MCU单元的通信控制方法，其特征在于，应用于多MCU单元的通信控制***，所述多MCU单元的通信控制***包括两个或两个以上的MCU单元、以太网控制单元和对外硬件通信接口单元，所述以太网控制单元与各个所述MCU单元通信连接，所述对外硬件通信接口单元分别与所述以太网控制单元、外部设备通信连接；所述方法包括：

所述以太网控制单元接收源主机发送的数据帧，所述数据帧指示目标主机；

所述以太网控制单元根据建立的MAC地址表将所述数据帧转发给所述目标主机，所述MAC地址表保存着所述源主机的MAC地址与所述源主机的端口的映射关系、以及所述目标主机的MAC地址与所述目标主机的端口的映射关系；

当所述源主机为所述MCU单元时，所述目标主机为所述外部设备，当所述源主机为所述外部设备时，所述目标主机为所述MCU单元。