CN114598752A - 报文处理方法、装置以及相关设备 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种报文处理方法，该方法可以获取优先级相同的多条第一格式的第一报文，然后将多条第一报文转换为第二格式的第二报文，其中第二报文的优先级与第一报文的优先级相同，然后通过第二报文进行通信，由此可以提高报文中的数据量，并且可以降低总线的负载率。
Description
技术领域
本申请涉及车辆技术领域，尤其涉及一种报文处理方法、装置、设备、计算机可读存储介质以及计算机程序产品。
背景技术
控制器局域网络(controller area network，CAN)串行通信协议是一种在汽车***中具有广泛的应用的网络标准协议，随着无线通信技术的不断发展，对于CAN串行通信协议(CAN协议)的传输速度也提出了新的要求。
可变速率控制器局域网络(CAN with Flexible Data-Rate，CANFD)是在CAN总线的基础上使用改动较小的物理层，通过标准的J1939协议可以对传输的带宽和数据长度进行优化，提高数据传输效率。但是J1939协议是基于传统的CAN制定的，并没有增加总线的负载率，因此对于数据传输效率提升有限。
因此，亟需一种报文处理方法以提升数据传输效率。
发明内容
本申请提供了一种报文处理方法。该方法能够对于第一格式的报文进行处理，通过处理后的报文进行通信能够提升数据传输的效率。本申请还提供了该方法对应的装置、设备、计算机可读存储介质、计算机程序产品。
第一方面，本申请提供了一种报文处理方法，该方法包括：
获取优先级相同的多条第一报文，所述第一报文为第一格式的报文；
将所述多条第一报文转换为一条第二报文，所述第二报文为第二格式的报文，所述第二报文的优先级与所述多条第一报文的优先级相同，所述一条第二报文包括所述多条第一报文中所包括的全部信息；
通过所述第二报文进行通信。
在一些可能的实现方式中，
所述将多条第一报文转换为一条第二报文，包括：
从所述多条第一报文中确定周期最小的最小第一报文；
将所述最小第一报文的周期确定为第二报文的周期。
在一些可能的实现方式中，所述将所述第一报文转换为第二报文，包括：
通过重构第二报文扩展帧地址的结构，将所述第一报文转换为第二报文。
在一些可能的实现方式中，所述第二报文中包括所述第一报文的参数组编号PGN的异或值。
在一些可能的实现方式中，所述第一格式为符合控制器局域网络CAN协议的格式。
在一些可能的实现方式中，所述第一格式为可变速率控制器局域网络CANFD格式。
第二方面，本申请提供一种报文处理装置，该装置包括：
获取模块，用于获取优先级相同的多条第一报文，所述第一报文为第一格式的报文；
转换模块，用于将所述多条第一报文转换为一条第二报文，所述第二报文为第二格式的报文，所述第二报文的优先级与所述多条第一报文的优先级相同，所述一条第二报文包括所述多条第一报文中所包括的全部信息；
通信模块，用于通过所述第二报文进行通信。
在一些可能的实现方式中，
所述转换模块具体用于：
从所述多条第一报文中确定周期最小的最小第一报文；
将所述最小第一报文的周期确定为第二报文的周期。
在一些可能的实现方式中，所述转换模块具体用于：
通过重构第二报文扩展帧地址的结构，将所述第一报文转换为第二报文。
在一些可能的实现方式中，所述第二报文中包括所述第一报文的参数组编号PGN的异或值。
在一些可能的实现方式中，所述第一格式为符合控制器局域网络CAN协议的格式。
在一些可能的实现方式中，所述第一格式为可变速率控制器局域网络CANFD格式。
第三方面，本申请提供一种设备，设备包括处理器和存储器。处理器、存储器进行相互的通信。处理器用于执行存储器中存储的指令，以使得设备执行如第一方面或第一方面的任一种实现方式中的方法。
第四方面，本申请提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质中存储有指令，指令指示设备执行上述第一方面或第一方面的任一种实现方式所述的方法。
第五方面，本申请提供了一种包含指令的计算机程序产品，当其在设备上运行时，使得设备执行上述第一方面或第一方面的任一种实现方式所述的方法。
本申请在上述各方面提供的实现方式的基础上，还可以进行进一步组合以提供更多实现方式。
从以上技术方案可以看出，本申请实施例具有以下优点：
本申请实施例提供了一种报文处理方法，该方法可以获取优先级相同的多条第一格式的第一报文，然后将多条第一报文转换为第二格式的第二报文，其中第二报文的优先级与第一报文的优先级相同，然后通过第二报文进行通信，将多条第一报文所承载的信息通过一条第二报文进行发送，有效提高了报文中的数据量，降低了总线的负载率。
本申请在上述各方面提供的实现方式的基础上，还可以进行进一步组合以提供更多实现方式。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方法，下面将对实施例中所需使用的附图作以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，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为本申请实施例提供的一种报文处理方法的流程示意图；
图2为本申请实施例提供的一种报文处理装置的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请中的附图，对本申请提供的实施例中的方案进行描述。
本申请实施例中的术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。
首先对本申请实施例中所涉及到的一些技术术语进行介绍。
CANFD在继承CAN总线主要特性的基础上，使用改动更小的物理层，双线串行通信协议，对于带宽和数据长度均进行了优化。CANFD协议的扩展帧帧结构如表1所示，该协议分为数据段和仲裁段，其中仲裁段最大波特率为1Mbps，数据段最大波特率为8Mbps，数据段最大长度为64字节。因此，CANFD可以提升数据的传输效率。
表1CANFD协议的扩展帧帧结构
表1
但是，CANFD通常基于标准的J1939协议，该协议是基于传统的CAN协议制定的。如果应用到CANFD协议中，数据段中的8个字节不变。数据段的波特率，通常在网络拓扑结构中汽车的通讯CAN的波特率是250kbps，按照CANFD的使用规律，数据段可以提升到仲裁段的2倍或4倍，即500kpbs或1Mbps。但是仅提升了数据段的速率，而没有增加总线的负载率。
有鉴于此，本申请提供了一种报文处理方法，该方法可以由电子控制单元(electronic control unit，ECU)执行。电子控制单元是指由集成电路组成的用于实现对数据的分析处理发送等一系列功能的控制装置，通常包括输入电路、A/D(模/数)转换器、微型计算器和输出电路等多个组成部分。
具体地，电子控制单元获取优先级相同的多条的格式为第一格式的第一报文，然后将多条第一报文转化为第二报文，其中第二报文的优先级与第一报文的优先级相同，从而能够通过第二报文进行通信。
为了使得本公开的技术方案更加清楚、易于理解，下面以ECU为例，如图1所示，对本公开实施例提供的报文处理方法进行介绍。
S102：ECU获取优先级相同的多条第一报文。
其中，第一报文为第一格式的报文。在一些可能的实现方式中，第一格式可以为符合CAN协议的格式。每条报文的数据段包括8个字节，每一条标准的包括一个参数组编号(Parameter Group Number，PGN)。
本方法用于将多条第一格式的报文转换为一条第二格式的报文，由于多条第一格式的第一报文优先级相同，因此转换格式后的第二格式的第二报文优先级与多条第一格式的第一报文相同。并且，第二报文的周期为第一报文中多个报文中周期最小的周期。
以多条优先级相同的第一报文分别为优先级为6，周期分别为10ms、10ms、20ms以及50ms的四条第一报文为例进行介绍。这4条子报文的PGN分别为：0xF004(二进制：1111000000000100)、0xF005(二进制：1111000000000101)、0xFFE1(二进制：1111111111100001)以及0xFF03(1111111100000011)。
S104：ECU将多条第一报文转换为一条第二报文。
其中第二报文为第二格式的报文。在本实施例中，第二格式为CANFD协议定义的格式。一条第二报文中包括多条第一报文所包括的全部信息。
ECU可以将多条第一格式的报文使用29bits的扩展帧地址进行重构。
其中，在CANFD的帧结构中，仲裁段的标准帧为19bits，扩展帧为29bits。具体地，如表2所示，将bit0至bit7确定为源地址的8个bits，用于表示该报文是由哪个控制器所发出的。将bit8至bit25设置为多条第一报文的信息，其中bit8至bit22表示多条第一报文PGN的异或值，bit23至bit25表示第一报文的个数。将bit26至bit28设置为优先级，其中优先级与第一报文的优先级相同。
表2扩展帧地址重构
表2
其中，报文的优先级表示在总线上仲裁的优先级，从0至7依次降低，0(28bit、27bit和26bit依次为：000)表示优先级最高，7表示优先级最低(28bit、27bit和26bit依次为：111)。通常情况下报文的优先级为3(28bit、27bit和26bit依次为：011)或者6(28bit、27bit和26bit依次为：110)。当报文表示控制发动机的转速时，其优先级通常为3。
bit23至bit25共3bits标识用于表示包括标准J1939报文PGN的个数，因此一个第二报文中最多可以包括7个第一报文。多个第一报文的PGN可以通过异或值在第二报文中进行共同表示。bit8至bit22一共15bits为包括标准J1939标准报文的所有PGN的异或值。
示例性地，若4条第一格式的报文的优先级为6，4条报文的PGN分别为：0xF004(二进制：1111000000000100)、0xF005(二进制：1111000000000101)、0xFFE1(二进制：1111111111100001)以及0xFF03(1111111100000011)，那么对应的第二报文即CANFD报文的地址的bit28至bit8为：110100000000011100011。
在CANFD协议中，仲裁段和数据段的波特率比值可以为1:2或者1:4，不仅可以提升数据段的波特率，还可以增加数据段的长度，增加一条报文的数据加载量。
表3 CANFD数据域格式
表3
在CANFD报文的数据域(data field)的64个字节中，一条标准报文占用12个字节，包括PGN、周期、数据段等。如表3所示，2个字节为PGN、2个字节为周期，8个字节为数据段。CANFD数据段可以为8字节、16字节、32字节、48字节或者64字节等，其中一条数据段是64字节的报文可以包括5条12个字节的标准报文。
周期表示后面数据段8个字节内容更新的周期，例如可以为10ms、20ms或者50ms等。多个不同周期的报文可以组合为一条CANFD报文，该CANFD报文的周期中包括多条报文中的最小值，其他周期为该最小值的倍数。例如，多条第一报文中包括周期为10ms、20ms或者50ms的第一报文，第二报文的周期为10ms。小于100ms的报文可以组合为一条10ms周期的CANFD报文，大于或等于100ms的可以组合为一条100ms的CANFD报文。
例如，一条CANFD报文包括：2条10ms周期的报文，1条20ms周期的报文，1条50ms周期的报文。则该CANFD的报文的周期为10ms。如下表所示，第1条和第2条均为周期为10ms的报文，第3条为周期为20ms的报文，每间隔一个周期更新一次数据，第4条50ms的报文间隔4个周期更新一次数据。
数据段是指仲裁段PGN中所包括的信号。
表4 CANFD报文仲裁段地址布局
表4
以一条CANFD报文中包括上述4条J1939报文为例，如表4所示，仲裁段4条J1939报文的优先级均为6，源地址为0x00，表示从发动机控制器发出的广播发送至总线上，PGN分别为0xF004(二进制：1111000000000100)、0xF005(二进制：1111000000000101)、0xFFE1(二进制：1111111111100001)以及0xFF03(1111111100000011)，则第二报文中PGN个数为4(bit25至bit23为：0100)，N个PGN的异或值(bit22至bit8为)0000000011100011。
表5 CANFD数据段的地址
表5
数据段如表5所示，其中第1报文的PGN为0xF004，周期为0x0A(10ms)，数据段为0x0102030405060708，第2报文的PGN为0xF005，周期为0x0A(10ms)，数据段为0x0102030405060708，第3报文的PGN为0xFFE1，周期为0x14(20ms)，数据段为0x0102030405060708，第4报文的PGN为0xFF03，周期为0x32(50ms)，数据段为0x0102030405060708。
在一些可能的实现方式中，可以根据表4所示的CANFD的仲裁段地址、表5所示的CANFD的数据段的地址，获取第一报文。具体地可以解析获得，第一子报文：地址为0x18F00400,周期为10ms，数据内容为0x0102030405060708；第二子报文：地址为0x18F00500,周期为10ms，数据内容为0x0102030405060708；第三子报文：地址为0x18FFE100,周期为20ms，数据内容为0x0102030405060708；第四子报文：地址为0x18FF0300,周期为50ms，数据内容为0x0102030405060708。因此可以根据第二报文获取多条第一报文所承载的所有信息，不会造成数据丢失。
S106：ECU通过第二报文进行通信。
由于一条第二报文中可以包括多条第一报文所包括的信息，因此ECU通过第二报文进行通信可以传输更多数据，降低总线的负载率。
示例性地，如果以仲裁段波特率为250kbps，数据段波特率为1Mbps的方式传输以上4条报文，其中4条报文更新的周期分别为10ms、10ms、20ms以及50ms。按照传统的负载率计算获得传输10ms的两条报文的负载率为6％，传输20ms的一条报文的负载率为3％，传输50ms的一条报文的负载率为1.2％，总线的负载率为16.2％。
而通过第二报文传输以上4条第一报文所包括的信息，其中仲裁段共45bits，每个bit需要4us，数据段共415bits，每个bit需要1us，因此传输一条第二报文所需要的时间为595us，那么负载率为5.95％。
本实施例中，可以利用CANFD协议的特性，扩展仲裁段，然后按照固定的仲裁段与数据段的比例进行配置，增加数据段的比率，增加一条报文的数据加载量。
基于CANFD协议的数据段的波特率可以增强，并且可以结合标准的J1939报文的特点，使CANFD报文中包括多条第一报文的信息，多条第一报文仅需要一条第二报文即可以实现，因此可以有效提升传输速度，降低负载率。
通过以上内容的描述，本申请提供了一种报文处理方法，具体地，ECU获取优先级相同的多条第一报文，其中第一报文为第一格式的报文，然后将多条第一报文转换为一条第二格式的第二报文，其中第二报文的优先级与多条第一报文的优先级相同，然后通过第二报文进行通信。其中第二报文包括第一报文中包括的全部信息，因此可以将多条格式的第一报文转换为一条格式的第一报文进行通信，提高了报文传输的数据量，降低了总线的负载率。
与上述方法实施例相对应的，本申请还提供了一种报文处理装置，参见图2，该装置200包括：获取模块202、转换模块204以及通信模块206。
获取模块，用于获取优先级相同的多条第一报文，所述第一报文为第一格式的报文；
转换模块，用于将所述多条第一报文转换为一条第二报文，所述第二报文为第二格式的报文，所述第二报文的优先级与所述多条第一报文的优先级相同，所述一条第二报文包括所述多条第一报文中所包括的全部信息；
通信模块，用于通过所述第二报文进行通信。
在一些可能的实现方式中，
所述转换模块具体用于：
从所述多条第一报文中确定周期最小的最小第一报文；
将所述最小第一报文的周期确定为第二报文的周期。
在一些可能的实现方式中，所述转换模块具体用于：
通过重构第二报文扩展帧地址的结构，将所述第一报文转换为第二报文。
在一些可能的实现方式中，所述第二报文中包括所述第一报文的参数组编号PGN的异或值。
在一些可能的实现方式中，所述第一格式为符合控制器局域网络CAN协议的格式。
在一些可能的实现方式中，所述第一格式为可变速率控制器局域网络CANFD格式。
本申请提供一种设备，用于实现报文处理方法。该设备包括处理器和存储器。处理器、存储器进行相互的通信。该处理器用于执行存储器中存储的指令，以使得设备执行报文处理方法。
本申请提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质中存储有指令，当其在设备上运行时，使得设备执行上述报文处理方法。
本申请提供了一种包含指令的计算机程序产品，当其在设备上运行时，使得设备执行上述报文处理方法。
另外需说明的是，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。另外，本申请提供的装置实施例附图中，模块之间的连接关系表示它们之间具有通信连接，具体可以实现为一条或多条通信总线或信号线。
通过以上的实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到本申请可借助软件加必需的通用硬件的方式来实现，当然也可以通过专用硬件包括专用集成电路、专用CPU、专用存储器、专用元器件等来实现。一般情况下，凡由计算机程序完成的功能都可以很容易地用相应的硬件来实现，而且，用来实现同一功能的具体硬件结构也可以是多种多样的，例如模拟电路、数字电路或专用电路等。但是，对本申请而言更多情况下软件程序实现是更佳的实施方式。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在可读取的存储介质中，如计算机的软盘、U盘、移动硬盘、ROM、RAM、磁碟或者光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，训练设备，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述的方法。
在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。
所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行所述计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本申请实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、训练设备或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(DSL))或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、训练设备或数据中心进行传输。所述计算机可读存储介质可以是计算机能够存储的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的训练设备、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质，(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如，DVD)、或者半导体介质(例如固态硬盘(Solid State Disk，SSD))等。
Claims (10)
1.一种报文处理方法，其特征在于，所述方法包括：
获取优先级相同的多条第一报文，所述第一报文为第一格式的报文；
将所述多条第一报文转换为一条第二报文，所述第二报文为第二格式的报文，所述第二报文的优先级与所述多条第一报文的优先级相同，所述一条第二报文包括所述多条第一报文中所包括的全部信息；
通过所述第二报文进行通信。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述将多条第一报文转换为一条第二报文，包括：
从所述多条第一报文中确定周期最小的最小第一报文；
将所述最小第一报文的周期确定为第二报文的周期。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其特征在于，所述将所述第一报文转换为第二报文，包括：
通过重构第二报文扩展帧地址的结构，将所述第一报文转换为第二报文。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二报文中包括所述第一报文的参数组编号PGN的异或值。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一格式为符合控制器局域网络CAN协议的格式。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一格式为可变速率控制器局域网络CANFD格式。
7.一种报文处理装置，其特征在于，所述装置包括：
获取模块，用于获取优先级相同的多条第一报文，所述第一报文为第一格式的报文；
转换模块，用于将所述多条第一报文转换为一条第二报文，所述第二报文为第二格式的报文，所述第二报文的优先级与所述多条第一报文的优先级相同，所述一条第二报文包括所述多条第一报文中所包括的全部信息；
通信模块，用于通过所述第二报文进行通信。
8.一种设备，其特征在于，所述设备包括处理器和存储器；
所述处理器用于执行所述存储器中存储的指令，以使得所述设备执行如权利要求1至6中任一项所述的方法。
9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，包括指令，所述指令指示设备执行如权利要求1至6中任一项所述的方法。
10.一种计算机程序产品，其特征在于，当所述计算机程序产品在计算机上运行时，使得计算机执行如权利要求1至6中任一项所述的方法。
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