CN116599906A - 一种基于车载时间敏感网络的Chime设计方法及*** - Google Patents

一种基于车载时间敏感网络的Chime设计方法及*** Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种基于车载时间敏感网络的Chime设计方法及***，涉及汽车电子技术领域。通过以车载时间敏感网络作为音频数据传输载体，音频主机为主节点，音频链路控制器为中心节点，音频节点作为从节点以星型结构与音频链路控制器连接，音频主机提供音频数据基于仲裁机制确定优先级进行数据分类和管理以及将音频数据传输至各音频节点，音频节点对音频链路控制器传输的数据包进行解析获取音频数据，经过功放器驱动喇叭实现音频数据播放。解决现有技术中存在基于当前车载音频架构进行用户功能需求方向改进存在布线难度大、布线成本以及布线数量高的技术问题。达到简化车载音频架构，降低布线线束数量和音频架构改进成本的技术效果。

Description

一种基于车载时间敏感网络的Chime设计方法及***
技术领域
本发明涉及汽车电子技术领域，具体涉及一种基于车载时间敏感网络的Chime设计方法及***。
背景技术
随着汽车电子智能化的不断发展，车载音频架构越来越无法满足当前日益增多的功能需求，目前车载音频架构由音响娱乐主机控制，一般都是采用SOC/MCU+DSP+AMP的方式，然后由AMP通过模拟信号线路连接各个车身各个位置的喇叭，模拟信号线缆都是采用价格高昂的屏蔽电缆。
随着对音响体验和质量的提高、喇叭需求数量的增长，实现需求功能优化过程中车载音频架构的布线难度、线缆的数量和成本都呈几何式增加。
现有技术中存在基于当前车载音频架构进行用户功能需求方向改进存在布线难度大、布线成本以及布线数量高的技术问题。
发明内容
本申请提供了一种基于车载时间敏感网络的Chime设计方法及***，用于针对解决现有技术中存在基于当前车载音频架构进行用户功能需求方向改进存在布线难度大、布线成本以及布线数量高的技术问题。
鉴于上述问题，本申请提供了一种基于车载时间敏感网络的Chime设计方法及***。
本申请的第一个方面，提供了一种基于车载时间敏感网络的Chime设计方法，所述方法包括：基于车载时间敏感网络作为音频数据传输载体，将音频主机作为主节点，音频链路控制器作为中心节点，各音频节点作为从节点，所述各音频节点以星型结构与所述音频链路控制器连接；通过音频主机提供音频数据的数据源，基于Chime仲裁机制确定优先级，利用音频链路控制器按照优先级进行数据分类和管理，并负责将音频数据传输至各音频节点；所述各音频节点处于车载时间敏感网络的终端，对音频链路控制器传输的LLPC数据包进行解析，获取Chime音频数据，经过功放器驱动喇叭实现Chime音频数据播放。
本申请的第二个方面，提供了一种基于车载时间敏感网络的Chime设计***，所述***包括：音频节点构建模块，用于基于车载时间敏感网络作为音频数据传输载体，将音频主机作为主节点，音频链路控制器作为中心节点，各音频节点作为从节点，所述各音频节点以星型结构与所述音频链路控制器连接；音频传输执行模块，用于通过音频主机提供音频数据的数据源，基于Chime仲裁机制确定优先级，利用音频链路控制器按照优先级进行数据分类和管理，并负责将音频数据传输至各音频节点；音频数据播放模块，用于所述各音频节点处于车载时间敏感网络的终端，对音频链路控制器传输的LLPC数据包进行解析，获取Chime音频数据，经过功放器驱动喇叭实现Chime音频数据播放。
本申请中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
1.本实施例通过前后端音频链路控制器加音频节点的分布式星型结构连接方式，达到了简化音频主机直接连接众多喇叭的集中式布局，优化音频***的整体布局，提高增加和删减音频节点灵活性的技术效果。
2.本实施例通过构建采用数字信号传输音频数据的音频***，大大减少了模拟信号线缆的使用，达到了简化喇叭繁琐、冗余的布线方式，降低布线线束数量和音频架构改进成本的技术效果。
3.本实施例通过基于车载时间敏感网络进行音频数据同步控制和三级优先级管理，达到了实现Chime的低延时和高响应播放的技术效果。
附图说明
图1为本申请提供的一种基于车载时间敏感网络的Chime设计方法的流程示意图；
图2为本申请提供的一种基于车载时间敏感网络的Chime设计方法中进行数据传输优先级控制和管理的流程示意图；
图3为本申请提供的一种基于车载时间敏感网络的Chime设计***的结构示意图。
图4为本申请提供的一种基于车载时间敏感网络的Chime设计方法中音频***拓扑关系图；
图5为本申请提供的一种基于车载时间敏感网络的Chime设计方法中音频主机的Chime仲裁机制流程图；
图6为本申请提供的一种基于车载时间敏感网络的Chime设计方法中LLPC数据帧传输格式示意图；
图7为本申请提供的一种基于车载时间敏感网络的Chime设计方法中音频链路控制器的音频数据同步控制示意图。
附图标记说明：音频节点构建模块1，音频传输执行模块2，音频数据播放模块3。
具体实施方式
本申请提供了一种基于车载时间敏感网络的Chime设计方法及***，用于针对解决现有技术中存在基于当前车载音频架构进行用户功能需求方向改进存在布线难度大、布线成本以及布线数量高的技术问题。达到了简化车载音频架构，降低布线线束数量和音频架构改进成本的技术效果。
本发明技术方案中对数据的获取、存储、使用、处理等均符合国家法律法规的相关规定。
下面，将参考附图对本发明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的一部分实施例，而不是本发明的全部实施例，应理解，本发明不受这里描述的示例实施例的限制。基于本发明的实施例，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。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部。
实施例一
本申请提供了一种基于车载时间敏感网络的Chime设计方法，如图1所示，所述方法包括：
S100:基于车载时间敏感网络作为音频数据传输载体，将音频主机作为主节点，音频链路控制器作为中心节点，各音频节点作为从节点，所述各音频节点以星型结构与所述音频链路控制器连接；
在一个实施例中，本申请提供的方法步骤还包括：
S110:所述音频链路控制器包括前端音频链路控制器、后端音频链路控制器，所述前端音频链路控制器、后端音频链路控制器分别采用星型结构连接各自音频节点。
具体而言，在本实施例中，实现音频数据传输和控制的音频设备包括音频主机、音频链路控制器和音频节点，以车载时间敏感网络作为音频数据传输载体进行各个音频设备的连接以及控制各个音频设备实现音频数据传输和控制。
所述音频链路控制器的数量和位置根据实际需求而定，并且所述音频链路控制器数量可以根据具体需求扩展或删减，本实施例中所述音频链路控制器优选由前端音频链路控制器和后端音频链路控制器构成的两路音频链路控制器。
所述音频节点与音频链路控制器连接，所述音频节点优选六路音频节点，包括与前端音频链路控制器连接的前左音频节点、前右音频节点、中置音频节点，与后端音频链路控制器连接的后左音频节点、后右音频节点、后置音频节点，所述音频节点可以根据音频链路控制器的支持节点数进行扩展。
所述音频主机为提供音频数据的数据源，可以提供各种音频数据，如图4所示为音频***拓扑关系图，所述音频主机作为车载时间敏感网络中的主节点，连接所述前端音频链路控制器和所述后端音频链路控制器，前端音频链路控制器位于整车前端，采用星型结构分别连接前左音频节点、前右音频节点、中置音频节点三个从节点。后端音频链路控制器位于整车尾部，采用星型结构分别连接后左音频节点、后右音频节点、后置音频节点三个从节点。
在本实施例中，所述前端音频链路控制器作为前端前左音频节点、前右音频节点、中置音频节点三个从节点和音频主机主节点之间的中心节点，实现了整车前端部分音频数据的传输同步控制和传输优先级配置的技术效果。后端音频链路控制器作为尾部后左音频节点、后右音频节点、后置音频节点三个从节点和音频主机主节点之间的中心节点，实现了整车后半部分音频数据的传输同步控制和传输优先级配置的技术效果。同时，采用前后端音频链路控制器加音频节点的分布式星型结构连接方式，达到了简化音频主机直接连接众多喇叭的集中式布局，优化音频***的整体布局，提高增加和删减音频节点灵活性的技术效果。
S200:通过音频主机提供音频数据的数据源，基于Chime仲裁机制确定优先级，利用音频链路控制器按照优先级进行数据分类和管理，并负责将音频数据传输至各音频节点；
在一个实施例中，本申请提供的方法步骤还包括：
S210:所述Chime仲裁机制按照紧急程度和预警类型对Chime进行分类，获得Chime的三级优先级参数，其中，所述Chime的三级优先级参数包括Chime响应优先级、音频数据通道优先级、数据传输优先级；
S220:所述音频主机通过Chime仲裁机制进行所述Chime响应优先级管理；
S230:通过所述音频数据通道优先级进行数据通道分配；
S240:所述音频链路控制器基于自定义的LLPC协议进行数据传输优先级管理。
具体而言，应理解的，在音频***上，所述音频主机会处理各种音源，所以车载时间敏感网络上不仅存在着Chime数据，还存在着蓝牙音乐、收音机、电话等各类音频数据。因而所述音频主机作为提供音频数据的数据源，可以提供包括Chime数据在内的各种音频数据。
本实施例通过将各种音频数据分配在不同的通道上，并且进行通道优先级的定义，由主节点即所述音频主机设置和分配不同的音频数据通道，以使Chime音频数据相对于其他音频数据，拥有较高的通道优先级。
同时，在本实施例中，所述音频主机提供的Chime音频数据在数据传输过程中基于Chime仲裁机制进行三级优先级管理，所述音频主机的Chime仲裁机制的三级优选级管理包括Chime响应优先级、音频数据通道优先级、数据传输优先级。
所述音频主机的Chime仲裁机制按照紧急程度和预警类型对Chime进行分类，确定Chime的三级优先级参数，进行各类Chime和各类音源的优先级分配和管理，最终将音频数据通过车载时间敏感网络发送给前端音频链路控制器和后端音频链路控制器。
所述音频主机通过所述Chime仲裁机制进行Chime响应优先级管理，通过所述音频数据通道优先级进行数据通道分配，所述前端音频链路控制器和后端链路控制器则基于自定义的LLPC协议进行数据传输优先级管理，进行各类Chime和各类音源的优先级分配和管理，基于三级优选管理进行音频数据处理，实现将音频数据通过车载时间敏感网络发送给前后端音频链路控制器。
本实施例通过构建包括Chime响应优先级、音频数据通道优先级、数据传输优先级的三级优先级管理Chime仲裁机制进行音频数据处理，达到了保证Chime高优先级响应输出和低延时的技术效果。
S300:所述各音频节点处于车载时间敏感网络的终端，对音频链路控制器传输的LLPC数据包进行解析，获取Chime音频数据，经过功放器驱动喇叭实现Chime音频数据播放。
在一个实施例中，如图2所示，本申请提供的方法步骤还包括：
S310:所述LLPC数据包采用应答机制进行数据传输，包括传输帧和ACK帧，所述音频链路控制器传送给音频节点采用传输帧格式，包括主时间段、通道序列段、传输优先级段、音频数据段、数据校验段、从时间段以及帧校验段；
S320:所述音频节点向所述音频链路控制器的回复数据采用ACK帧格式，包括主时间段、通道序列段、传输优先级段、ACK段以及帧校验段，利用回复信息完成应答机制的传输；
S330:基于应答机制的传输帧和ACK帧，所述音频链路控制器优先解析每个音频数据通道中传输帧数据包的通道序列段和传输优先级，获取音频数据通道号和传输优先级；
S340:基于每个数据包的音频数据通道号和传输优先级，进行数据传输的优先级控制和管理。
具体而言，在本实施例中，所述音频节点与音频链路控制器连接，所述音频链路控制器在车载时间敏感网络上实现所述音频主机和各个音频节点的音频数据同步控制和传输优先级配置。
所述音频节点优选六路音频节点，包括与位于整车前端的前端音频链路控制器连接的三个从节点：前左音频节点、前右音频节点、中置音频节点，与位于整车尾部的后端音频链路控制器连接的三个从节点：后左音频节点、后右音频节点、后置音频节点，所述音频节点可以根据音频链路控制器的支持节点数进行扩展。
所述音频主机作为主节点，所述前端音频链路控制器作为前端三个从节点和主节点之间的中心节点，可以实现整车前端部分的音频数据的传输同步控制和传输优先级配置；所述后端音频链路控制器作为后端三个从节点和主节点之间的中心节点，可以实现整车后端部分的音频数据的传输同步控制和传输优先级配置。
应理解的，在车载时间敏感网络上，数据包采用自定义的LLPC数据帧传输格式，即在本实施例中，所述音频主机的Chime音频数据完成组包获得的Chime音频数据包为LLPC数据包。处于车载时间敏感网络终端的各个所述音频节点接收与之连接的所述音频链路控制器传输的LLPC数据包并进行解析，获取Chime音频数据，经过功放器驱动喇叭实现Chime音频数据播放。
具体的，如图6所示，音频链路控制器和各个音频节点的设备之间采用基于应答机制的自定义LLPC(Low Latency And Controllable Priority)数据帧格式进行传输，LLPC数据帧传输格式主要包括传输帧和ACK帧，本实施例中所述音频链路控制器采用传输帧格式将LLPC数据包传送给所述音频节点，主要包括主时间段、通道序列段、传输优先级段、音频数据段、数据校验段、从时间段以及帧校验段等。
其中，主时间段记录的是所述音频链路控制器发送LLPC数据包的时间点，通道序列段和传输优先级记录的是当前LLPC数据包所处的音频数据通道号和传输优先级，音频数据段和数据校验段记录的是LLPC数据包的Chime音频数据内容，从时间段记录的是所述音频链路控制器上一次接收到ACK帧的时间点，帧校验段记录的是对该帧进行的CRC校验值。
所述音频节点给对应连接的所述音频链路控制器的回复数据采用ACK帧格式，主要包括主时间段、通道序列段、传输优先级段、ACK段以及帧校验段等，ACK段主要是一段指定的空数据，作为回复消息，完成应答机制的传输，ACK帧中的其他数据段与传输帧中的数据段一致。
所述音频链路控制器的传输优先级管理基于LLPC数据传输方式实现，所述音频链路控制器优先解析每个Chime音频数据通道中传输帧数据包的通道序列段和传输优先级，获取Chime音频数据通道号和传输优先级，从而基于每个LLPC数据包的传输优先级进行数据传输的优先级控制和管理，传输优先级高的数据包享有高响应的数据传输，完成Chime的第三级优先级管理即传输优先级管理，达到了音频数据在各个音频节点传输的过程中音频数据同步控制的技术效果。
在一个实施例中，所述音频主机的Chime仲裁机制包括三个阶段：Chime响应阶段、Chime启动阶段和Chime生成阶段；其中，所述Chime响应阶段的方法步骤还包括：
S211-1:获得Chime响应请求，对所述Chime响应请求进行解析，获取Chime参数信息；
S211-2:对Chime响应请求进行识别，确认网络是否准确；
S211-3:当Chime响应请求通过网络确认时，对所述Chime参数信息进行合法性校验。
具体而言，在本实施例中，如图5所示，所述音频主机的Chime仲裁机制包括Chime响应阶段、Chime启动阶段和Chime生成阶段三个阶段，所述Chime响应阶段用于实现Chime仲裁机制的Chime响应过程，在所述Chime响应阶段主要进行Chime参数信息的获取和有效校验。
所述音频主机通过CAN(控制器局域网总线技术)接入整车网络和其他ECU(汽车控制单元)进行通信，CAN接收仪表等ECU发送的故障或者安全驾驶提醒的消息，通过CAN消息向所述音频主机发送Chime响应请求。
所述音频主机获得所述Chime响应请求，并通过对所述Chime响应请求进行解析获取Chime参数信息，所述音频主机对Chime响应请求进行识别，同时再次确认网络是否准确以判断所述Chime响应请求是真实请求还是误发，当Chime响应请求通过网络确认时，对所述Chime参数信息进行合法性校验。
本实施例通过在Chime响应阶段进行Chime响应请求的网络准确性效验以及Chime响应请求的合法性效验，达到了规避无效音频数据传输至音频***的技术效果。
在一个实施例中，所述Chime启动阶段的方法步骤还包括：
S212-1:当所述Chime参数信息通过校验时，所述音频主机会使能Chime任务模块；
S212-2:对接收的Chime信息根据紧急程度和预警类型进行分类，并进行响应优先级的预分配及根据Chime参数信息进行相关参数配置；
S212-3:根据响应优先级，将Chime信息加入播放序列表中。
具体而言，在本实施例中，所述音频主机的Chime仲裁机制包括Chime响应阶段、Chime启动阶段和Chime生成阶段三个阶段，所述Chime启动阶段用于实现Chime仲裁机制的Chime启动过程。
请参考图5所示Chime启动阶段的流程图，在所述Chime响应阶段完成Chime参数信息的有效校验之后，进入所述Chime启动阶段，在所述Chime启动阶段主要进行ECU间的信号交互和启动Chime相关任务。
当所述Chime参数信息在Chime响应阶段完成有效校验后，所述音频主机会使能Chime任务模块，对接收到的Chime信息进行处理和分析，所述音频主机的Chime仲裁机制按照紧急程度和预警类型对接收到的Chime信息进行分类，并进行响应优先级的预分配获得Chime信息的响应优先级，同时进行Chime信息相关的参数配置。
根据Chime信息的响应优先级来判断加入Chime播放序列表的对应位置，若Chime播放序列表有空闲，将Chime信息直接加入到Chime播放序列表中，若Chime播放序列表已满则等待Chime播放序列表有空闲后将需要播放的Chime信息加入到Chime播放序列表中，完成Chime启动相关的操作。
在所述Chime启动阶段中，所述音频主机同时和仪表等其他ECU进行信号交互，同步当前Chime的状态至其他ECU。
本实施例通过Chime仲裁机制获得Chime信息的响应优先级，以使Chime信息加入Chime播放序列表的对应位置，间接实现了Chime的低延时和高响应播放的技术效果。
在一个实施例中，所述Chime生成阶段的方法步骤还包括：
S213-1:根据接收的Chime参数信息，获得音频数据，按照自定义的LLPC协议进行数据组包；
S213-2:确定数据包的通道优先级并标记传输优先级至数据包；
S213-3:检测音频数据通道是否存在空闲通道；
S213-4:当存在时，向数据包分配音频数据通道，当不存在时，等待音频数据通道，并根据通道优先级判断是否抢占音频数据通道；
S213-5:分配音频数据通道后，通过时间敏感网络发送Chime音频数据包至音频链路控制器上。
具体而言，当在Chime启动阶段完成Chime信息加入播放序列表后，进入所述Chime生成阶段，具体过程请参考图5所示Chime生成阶段的流程图，所述Chime生成阶段主要实现音频数据的组包、数据通道的分配以及音频数据包的下发。
音频主机根据接收到的所述Chime参数信息提取或者生成音频数据，并按照自定义的LLPC协议进行音频数据的数据组包，获得Chime音频数据包。
在音频数据完成组包获得Chime音频数据包后，所述音频主机根据Chime信息的类型和参数信息进行数据传输优先级的定义，并通过所述传输优先级进行Chime音频数据包的标记。
所述音频主机根据Chime信息的类型和参数信息进行音频数据通道优先级的配置，在完成音频数据通道优先级的配置后，所述音频主机判断当前音频数据通道中是否有空闲通道。
若判断结果为当前音频数据通道无空闲通道，即当前音频数据通道被占满后，所述音频主机根据Chime信息的所述音频数据通道优先级判断等待音频数据通道有空闲还是抢占音频数据通道。
根据判断结果，所述音频主机采用等待音频数据通道有空闲或抢占音频数据通道的方式，将Chime音频数据包推送到对应的音频数据通道上，通过车载时间敏感网络将Chime音频数据包发送到所述前端音频链路控制器和所述后端音频链路控制器上。
所述前端音频链路控制器和后端音频链路控制器分别实现所述音频主机和各个音频节点的Chime音频数据包同步控制和传输优先级管理，所述音频主机的Chime音频数据包传输采用广播模式，通过车载时间敏感网络传输到前端音频链路控制器和后端音频链路控制器。
本实施例通过根据Chime信息的类型和参数信息进行数据传输优先级的定义和音频数据通道优先级的配置，将Chime音频数据包推送到对应的音频数据通道上，间接实现了Chime的低延时和高响应播放的技术效果。
在一个实施例中，本申请提供的方法步骤还包括：
S311:通过不少于2次的完整LLPC数据传输，至少获得第一传输帧、第一ACK帧、第二传输帧、第二ACK帧；
S312:根据所述第一传输帧、第一ACK帧、第二传输帧、第二ACK帧，获得主从时间段信息包括Tn+3、Tn+2、Tn+1、Tn；
S313:根据LLPC数据传输过程，获得第一关系式：Tn+1＝Tn+T OFFSET+TDELAY和第二关系式：Tn+3＝Tn+2-T OFFSET+TDELAY；
S314:基于所述第一关系式、第二关系式，经过计算可知T OFFSET＝1/2*((Tn+1-Tn)-(Tn+3-Tn+2))和T OFFSET＝1/2*((Tn+1-Tn)+(Tn+3-Tn+2))，获得音频链路控制器和音频节点之间的时间差TOFFSET和传输延时TDELAY；
S315:根据时间差TOFFSET和传输延时TDELAY对各个音频节点进行时差校对和传输时间补偿，完成音频数据在各个音频节点传输的过程中实现音频数据同步控制。
具体而言，在本实施例中，如图7所示，所述音频链路控制器实现音频数据同步控制是基于LLPC数据包传输的主从时间段和应答机制实现在各个音频节点间进行时差校对和传输时间补偿。
在Tn时间点所述音频链路控制器向所述音频节点发出第一传输帧，所述第一传输帧中包括主时间点Tn和从时间点Tn-1，在Tn+1时间点所述音频节点接收到第一传输帧，此时音频节点获取的时间点有Tn+1、Tn和Tn-1。
所述音频节点在Tn+2时间点向所述音频链路控制器发出第一ACK帧，此时音频节点获取的时间点有Tn+2、Tn+1、Tn和Tn-1。
在Tn+3时间点音频链路控制器接收到第一ACK帧，在Tn+4时间点音频链路控制器继续向音频节点发出第二传输帧，所述第二传输帧中包括主时间点Tn+4和从时间点Tn+3，在Tn+5时间点音频节点接收到第二传输帧，此时音频节点获取的时间点有Tn+5、Tn+4、Tn+3、Tn+2、Tn+1、Tn和Tn-1，然后音频节点在Tn+6时间点向音频链路控制器发出第一ACK帧，在Tn+7时间点音频链路控制器接收到第一ACK帧，从而完成两个LLPC数据包的传输。
当音频节点接收到第二传输帧时，计算音频链路控制器和音频节点之间的时间差T OFFSET和传输延时TDELAY，根据Tn+4、Tn+3、Tn+2、Tn+1、Tn四个时间点信息，得到Tn+1＝Tn+T OFFSET+TDELAY和Tn+3＝Tn+2-T OFFSET+TDELAY两个关系式，计算可知T OFFSET＝1/2*((Tn+1-Tn)-(Tn+3-Tn+2))和T OFFSET＝1/2*((Tn+1-Tn)+(Tn+3-Tn+2))，从而获取音频链路控制器和音频节点之间的时间差和传输延时，在不断的音频数据传输中所述音频链路控制器会对各个音频节点一直进行时差校对和传输时间补偿，从而达到了音频数据在各个音频节点传输的过程中实现音频数据同步控制的技术效果。
在一个实施例中，所述各音频节点包括LLPC解码模块、数转换模块、数字功放器、喇叭，本申请提供的方法步骤还包括：
S221:所述LLPC解码模块、数据转换模块和数字功放器集成在喇叭上，LLPC解码模块解析音频链路控制器传输的LLPC数据包，进行音频数据段的校验检查，提取音频数据段中的音频数据，数据转换模块将提取的音频数据进行数据格式转换，通过I2S或者TDM传输到数字功放器，数字功放器连接喇叭并实现功率放大，驱动喇叭播放Chime音频数据。
具体而言，在本实施例中，所述的音频节点处于车载时间敏感网络的终端，所述音频节点用于解析音频链路控制器传输过来的LLPC数据包，获取Chime音频数据，经过功放器驱动喇叭，实现Chime的播放。音频节点可以放置在整车的各个位置上，包括四个车门、前中置、后尾部等位置。
根据图4的音频***拓扑关系图可知，本实施例设置有六个音频节点，六个音频节点分别为前左音频节点、前右音频节点、中置音频节点、后左音频节点、后右音频节点和后置音频节点。
每个音频节点主要由LLPC解码模块、数据转换模块、数字功放器、喇叭等组成，在结构上可以将LLPC解码模块、数据转换模块和数字功放器集成在喇叭上，实现方便扩展音频节点和简化音频***布线。
音频节点的LLPC解码模块主要负责实现接收音频链路控制器的LLPC数据包，进行音频数据段的校验检查，提取音频数据段中的音频数据，数据转换模块将提取的音频数据进行数据格式转换，通过I2S或者TDM传输到数字功放器，数字功放器连接喇叭并实现功率放大，驱动喇叭播放Chime。
本实施例基于音频节点布设方式以及音频节点的功能模块集成，简化了原本喇叭繁琐、冗余的布线方式，以使布线难度不会随着音频节点的增加而增加，达到了降低线束数量和音频节点设置成本，方便扩展音频节点和简化音频***布线的技术效果。
实施例二
基于与前述实施例中一种基于车载时间敏感网络的Chime设计方法相同的发明构思，如图3所示，本申请提供了一种基于车载时间敏感网络的Chime设计***，其中，所述***包括：
音频节点构建模块1，用于基于车载时间敏感网络作为音频数据传输载体，将音频主机作为主节点，音频链路控制器作为中心节点，各音频节点作为从节点，所述各音频节点以星型结构与所述音频链路控制器连接；
音频传输执行模块2，用于通过音频主机提供音频数据的数据源，基于Chime仲裁机制确定优先级，利用音频链路控制器按照优先级进行数据分类和管理，并负责将音频数据传输至各音频节点；
音频数据播放模块3，用于所述各音频节点处于车载时间敏感网络的终端，对音频链路控制器传输的LLPC数据包进行解析，获取Chime音频数据，经过功放器驱动喇叭实现Chime音频数据播放。
在一个实施例中，所述音频节点构建模块1还包括：
音频***连接单元，用于所述音频链路控制器包括前端音频链路控制器、后端音频链路控制器，所述前端音频链路控制器、后端音频链路控制器分别采用星型结构连接各自音频节点。
在一个实施例中，所述音频传输执行模块2还包括：
优先级确定单元，用于所述Chime仲裁机制按照紧急程度和预警类型对Chime进行分类，获得Chime的三级优先级参数，其中，所述Chime的三级优先级参数包括Chime响应优先级、音频数据通道优先级、数据传输优先级；
优先级管理单元，用于所述音频主机通过Chime仲裁机制进行所述Chime响应优先级管理；
数据通道分配单元，用于通过所述音频数据通道优先级进行数据通道分配；
数据传输管理单元，用于所述音频链路控制器基于自定义的LLPC协议进行数据传输优先级管理。
在一个实施例中，所述音频传输执行模块2还包括：
参数信息获得单元，用于获得Chime响应请求，对所述Chime响应请求进行解析，获取Chime参数信息；
响应请求识别单元，用于对Chime响应请求进行识别，确认网络是否准确；
合法效验执行单元，用于当Chime响应请求通过网络确认时，对所述Chime参数信息进行合法性校验。
在一个实施例中，所述音频传输执行模块2还包括：
效验通过处理单元，用于当所述Chime参数信息通过校验时，所述音频主机会使能Chime任务模块；
接收信息分类单元，用于对接收的Chime信息根据紧急程度和预警类型进行分类，并进行响应优先级的预分配及根据Chime参数信息进行相关参数配置；
播放列表加入单元，用于根据响应优先级，将Chime信息加入播放序列表中。
在一个实施例中，所述音频传输执行模块2还包括：
数据组包执行单元，用于根据接收的Chime参数信息，获得音频数据，按照自定义的LLPC协议进行数据组包；
数据标记执行单元，用于确定数据包的通道优先级并标记传输优先级至数据包；
空闲通道检测单元，用于检测音频数据通道是否存在空闲通道；
通道应用判断单元，用于当存在时，向数据包分配音频数据通道，当不存在时，等待音频数据通道，并根据通道优先级判断是否抢占音频数据通道；
音频数据发送单元，用于分配音频数据通道后，通过时间敏感网络发送Chime音频数据包至音频链路控制器上。
在一个实施例中，所述音频数据播放模块3还包括：
数据传输执行单元，用于所述LLPC数据包采用应答机制进行数据传输，包括传输帧和ACK帧，所述音频链路控制器传送给音频节点采用传输帧格式，包括主时间段、通道序列段、传输优先级段、音频数据段、数据校验段、从时间段以及帧校验段；
传输信息处理单元，用于所述音频节点向所述音频链路控制器的回复数据采用ACK帧格式，包括主时间段、通道序列段、传输优先级段、ACK段以及帧校验段，利用回复信息完成应答机制的传输；
数据解析执行单元，用于基于应答机制的传输帧和ACK帧，所述音频链路控制器优先解析每个音频数据通道中传输帧数据包的通道序列段和传输优先级，获取音频数据通道号和传输优先级；
传输优先级控制单元，用于基于每个数据包的音频数据通道号和传输优先级，进行数据传输的优先级控制和管理。
在一个实施例中，所述数据传输执行单元还包括：
数据传输处理单元，用于通过不少于2次的完整LLPC数据传输，至少获得第一传输帧、第一ACK帧、第二传输帧、第二ACK帧；
时间段信息获得单元，用于根据所述第一传输帧、第一ACK帧、第二传输帧、第二ACK帧，获得主从时间段信息包括Tn+3、Tn+2、Tn+1、Tn；
关系式构建单元，用于根据LLPC数据传输过程，获得第一关系式：Tn+1＝Tn+T OFFSET+TDELAY和第二关系式：Tn+3＝Tn+2-T OFFSET+TDELAY；
关系式应用单元，用于基于所述第一关系式、第二关系式，经过计算可知T OFFSET＝1/2*((Tn+1-Tn)-(Tn+3-Tn+2))和T OFFSET＝1/2*((Tn+1-Tn)+(Tn+3-Tn+2))，获得音频链路控制器和音频节点之间的时间差TOFFSET和传输延时TDELAY；
同步控制执行单元，用于根据时间差TOFFSET和传输延时TDELAY对各个音频节点进行时差校对和传输时间补偿，完成音频数据在各个音频节点传输的过程中实现音频数据同步控制。
在一个实施例中，所述音频传输执行模块2还包括：
设备集成执行单元，用于所述LLPC解码模块、数据转换模块和数字功放器集成在喇叭上，LLPC解码模块解析音频链路控制器传输的LLPC数据包，进行音频数据段的校验检查，提取音频数据段中的音频数据，数据转换模块将提取的音频数据进行数据格式转换，通过I2S或者TDM传输到数字功放器，数字功放器连接喇叭并实现功率放大，驱动喇叭播放Chime音频数据。
综上所述的任意一项方法或者步骤可作为计算机指令或程序存储在各种不限类型的计算机存储器中，通过各种不限类型的计算机处理器识别计算机指令或程序，进而实现上述任一项方法或者步骤。
基于本发明的上述具体实施例，本技术领域的技术人员在不脱离本发明原理的前提下，对本发明所作的任何改进和修饰，皆应落入本发明的专利保护范围。

Claims (10)

1.一种基于车载时间敏感网络的Chime设计方法，其特征在于，所述方法包括：
基于车载时间敏感网络作为音频数据传输载体，将音频主机作为主节点，音频链路控制器作为中心节点，各音频节点作为从节点，所述各音频节点以星型结构与所述音频链路控制器连接；
通过音频主机提供音频数据的数据源，基于Chime仲裁机制确定优先级，利用音频链路控制器按照优先级进行数据分类和管理，并负责将音频数据传输至各音频节点；
所述各音频节点处于车载时间敏感网络的终端，对音频链路控制器传输的LLPC数据包进行解析，获取Chime音频数据，经过功放器驱动喇叭实现Chime音频数据播放。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述音频链路控制器包括前端音频链路控制器、后端音频链路控制器，所述前端音频链路控制器、后端音频链路控制器分别采用星型结构连接各自音频节点。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法包括：
所述Chime仲裁机制按照紧急程度和预警类型对Chime进行分类，获得Chime的三级优先级参数，其中，所述Chime的三级优先级参数包括Chime响应优先级、音频数据通道优先级、数据传输优先级；
所述音频主机通过Chime仲裁机制进行所述Chime响应优先级管理；
通过所述音频数据通道优先级进行数据通道分配；
所述音频链路控制器基于自定义的LLPC协议进行数据传输优先级管理。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述音频主机的Chime仲裁机制包括三个阶段：Chime响应阶段、Chime启动阶段和Chime生成阶段；其中，所述Chime响应阶段包括：
获得Chime响应请求，对所述Chime响应请求进行解析，获取Chime参数信息；
对Chime响应请求进行识别，确认网络是否准确；
当Chime响应请求通过网络确认时，对所述Chime参数信息进行合法性校验。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述Chime启动阶段包括：
当所述Chime参数信息通过校验时，所述音频主机会使能Chime任务模块；
对接收的Chime信息根据紧急程度和预警类型进行分类，并进行响应优先级的预分配及根据Chime参数信息进行相关参数配置；
根据响应优先级，将Chime信息加入播放序列表中。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述Chime生成阶段包括：
根据接收的Chime参数信息，获得音频数据，按照自定义的LLPC协议进行数据组包；
确定数据包的通道优先级并标记传输优先级至数据包；
检测音频数据通道是否存在空闲通道；
当存在时，向数据包分配音频数据通道，当不存在时，等待音频数据通道，并根据通道优先级判断是否抢占音频数据通道；
分配音频数据通道后，通过时间敏感网络发送Chime音频数据包至音频链路控制器上。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法包括：
所述LLPC数据包采用应答机制进行数据传输，包括传输帧和ACK帧，所述音频链路控制器传送给音频节点采用传输帧格式，包括主时间段、通道序列段、传输优先级段、音频数据段、数据校验段、从时间段以及帧校验段；
所述音频节点向所述音频链路控制器的回复数据采用ACK帧格式，包括主时间段、通道序列段、传输优先级段、ACK段以及帧校验段，利用回复信息完成应答机制的传输；
基于应答机制的传输帧和ACK帧，所述音频链路控制器优先解析每个音频数据通道中传输帧数据包的通道序列段和传输优先级，获取音频数据通道号和传输优先级；
基于每个数据包的音频数据通道号和传输优先级，进行数据传输的优先级控制和管理。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
通过不少于2次的完整LLPC数据传输，至少获得第一传输帧、第一ACK帧、第二传输帧、第二ACK帧；
根据所述第一传输帧、第一ACK帧、第二传输帧、第二ACK帧，获得主从时间段信息包括Tn+3、Tn+2、Tn+1、Tn；
根据LLPC数据传输过程，获得第一关系式：Tn+1＝Tn+TOFFSET+TDELAY和第二关系式：Tn+3＝Tn+2-T OFFSET+TDELAY；
基于所述第一关系式、第二关系式，经过计算可知TOFFSET＝1/2*((Tn+1-Tn)-(Tn+3-Tn+2))和T OFFSET＝1/2*((Tn+1-Tn)+(Tn+3-Tn+2))，获得音频链路控制器和音频节点之间的时间差TOFFSET和传输延时TDELAY；
根据时间差TOFFSET和传输延时TDELAY对各个音频节点进行时差校对和传输时间补偿，完成音频数据在各个音频节点传输的过程中实现音频数据同步控制。
9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述各音频节点包括LLPC解码模块、数据转换模块、数字功放器、喇叭，其中，所述LLPC解码模块、数据转换模块和数字功放器集成在喇叭上，LLPC解码模块解析音频链路控制器传输的LLPC数据包，进行音频数据段的校验检查，提取音频数据段中的音频数据，数据转换模块将提取的音频数据进行数据格式转换，通过I2S或者TDM传输到数字功放器，数字功放器连接喇叭并实现功率放大，驱动喇叭播放Chime音频数据。
10.一种基于车载时间敏感网络的Chime设计***，其特征在于，所述***包括：
音频节点构建模块，用于基于车载时间敏感网络作为音频数据传输载体，将音频主机作为主节点，音频链路控制器作为中心节点，各音频节点作为从节点，所述各音频节点以星型结构与所述音频链路控制器连接；
音频传输执行模块，用于通过音频主机提供音频数据的数据源，基于Chime仲裁机制确定优先级，利用音频链路控制器按照优先级进行数据分类和管理，并负责将音频数据传输至各音频节点；
音频数据播放模块，用于所述各音频节点处于车载时间敏感网络的终端，对音频链路控制器传输的LLPC数据包进行解析，获取Chime音频数据，经过功放器驱动喇叭实现Chime音频数据播放。
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