FR3104755A1 - Electronic control unit of a motor vehicle, communication network of a motor vehicle and motor vehicle comprising a communication network - Google Patents
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Abstract
L’invention porte sur une unité de commande électronique d’un véhicule automobile, sur un réseau de communication (100) d’un véhicule automobile ainsi que sur un véhicule automobile comprenant un tel réseau de communication. Figure pour l’abrégé : 1The invention relates to an electronic control unit of a motor vehicle, to a communication network (100) of a motor vehicle as well as to a motor vehicle comprising such a communication network. Figure for the abstract: 1
Description
Domaine technique de l’inventionTechnical field of the invention
La présente invention concerne les réseaux de communication embarqués à bord de véhicule automobiles. L’invention porte en particulier sur une unité de commande électronique d’un véhicule automobile. L’invention concerne également un réseau de communication d’un véhicule automobile et un véhicule automobile muni d’un tel réseau de communication. L’invention s’applique à tout type de véhicule automobile.The present invention relates to communication networks on board motor vehicles. The invention relates in particular to an electronic control unit of a motor vehicle. The invention also relates to a communication network of a motor vehicle and a motor vehicle equipped with such a communication network. The invention applies to any type of motor vehicle.
État de la technique antérieureState of the prior art
On sait que la plupart des véhicules automobiles actuels embarquent des réseaux de communication qui connectent ensemble les unités de commande électroniques des véhicules, notamment au moyen de commutateurs réseau. On sait aussi que, dans le domaine des réseaux de communication, en particulier en relation avec le protocole IP, on segmente généralement les réseaux de taille importante en plusieurs sous-réseaux. Cette méthodologie peut ainsi être implémentés dans de nombreuses technologies de communication actuelles, comme Ethernet, USB, Wifi ainsi que dans les réseaux cellulaires. Par exemple, selon la norme IEEE 802.1Q, les trames Ethernet comprennent des étiquettes qui permettent de distinguer des sous-réseaux et, avec le protocole de communication USB, différents tunnels peuvent être définis tout en utilisant le réseau TCP/IP. De même, dans le domaine des communications sans fil, par exemple en Wifi, plusieurs SSID peuvent être utilisés pour distinguer des sous-réseaux, et, dans les réseaux cellulaires, différents identifiants de points d’accès peuvent être utilisés pour séparer le flux de données afin de se connecter à différents serveurs distants.It is known that most current motor vehicles carry communication networks which connect together the electronic control units of the vehicles, in particular by means of network switches. It is also known that, in the field of communication networks, in particular in relation to the IP protocol, large networks are generally segmented into several sub-networks. This methodology can thus be implemented in many current communication technologies, such as Ethernet, USB, Wifi as well as in cellular networks. For example, according to the IEEE 802.1Q standard, Ethernet frames include tags that distinguish between subnets, and with the USB communication protocol, different tunnels can be defined while using the TCP/IP network. Similarly, in the field of wireless communications, for example in Wifi, several SSIDs can be used to distinguish sub-networks, and, in cellular networks, different access point identifiers can be used to separate the flow of data in order to connect to different remote servers.
Cependant, dans le contexte de l’automobile, on ne peut pas, notamment compte tenu des exigences de sécurité, se limiter à une application habituelle des mécanismes de segmentation en sous-réseaux, en particulier lorsque l’on souhaite, par exemple, permettre à des outils externes ou des serveurs débarqués de communiquer avec des unités de commande électroniques embarquées à bord de véhicules. De plus, la fourniture de telles fonctionnalités de communication nécessite la mise en œuvre de mécanismes de configuration dynamique de sous-réseaux, c’est-à-dire des mécanismes qui permettent d’activer et désactiver des sous-réseaux en fonction des besoins, de gérer le «mirroring» (écriture miroir) d’un ou plusieurs sous-réseaux et/ou le réacheminement de ports, que les unités de commande électroniques pour véhicules automobiles connues à ce jour ne permettent pas.However, in the automotive context, it is not possible, particularly given the security requirements, to limit ourselves to a usual application of the mechanisms of segmentation into sub-networks, in particular when it is desired, for example, to allow external tools or off-board servers to communicate with electronic control units on board vehicles. In addition, the provision of such communication functionalities requires the implementation of dynamic subnet configuration mechanisms, i.e. mechanisms that allow activating and deactivating subnets according to need, to manage the “mirroring” (mirroring) of one or more subnets and/or the forwarding of ports, which the electronic control units for motor vehicles known to date do not allow.
L’invention vise à pallier ces inconvénients. L’invention a en particulier pour but de fournir une solution pour faciliter l’établissement de canaux de communication, par le biais de sous-réseaux, entre des unités de commande électroniques de véhicules automobiles et des appareils de communication mobile, des serveurs débarqués, des appareils externes connectés au moyen de câbles et/ou des supports de stockage de données amovibles. Par ce biais, l’invention a pour objectif de faciliter toute communication entre des unités de commande électroniques de véhicules automobiles et des entités communicantes connectées de manière habituelle à des réseaux de communication, privés ou publics, et ce notamment pour permettre une plus grande praticité lors de la mise en œuvre de tâches de configuration et/ou de mise à jour des unités de commande électroniques embarqués à bord de véhicules automobiles.The invention aims to overcome these drawbacks. The object of the invention is in particular to provide a solution for facilitating the establishment of communication channels, by means of sub-networks, between electronic control units of motor vehicles and mobile communication devices, off-board servers, external devices connected by means of cables and/or removable data storage media. By this means, the invention aims to facilitate any communication between electronic control units of motor vehicles and communicating entities connected in the usual way to communication networks, private or public, and this in particular to allow greater practicality. during the implementation of tasks for configuring and/or updating electronic control units on board motor vehicles.
Ces buts sont atteints, selon un premier objet de l’invention, au moyen d’une unité de commande électronique d’un véhicule automobile comprenant:These objects are achieved, according to a first object of the invention, by means of an electronic control unit of a motor vehicle comprising:
- une première interface pour communiquer par signaux radiofréquences avec un appareil de communication mobile et/ou un serveur débarqué ou une deuxième interface pour communiquer avec un commutateur réseau et/ou un appareil externe au moyen d’un câble et/ou avec un support de stockage de données amovible, la première et/ou la deuxième interface étant configurée de sorte qu’un lien de communication avec au moins un sous-réseau peut être établi; eta first interface for communicating by radio frequency signals with a mobile communication device and/or an off-board server or a second interface for communicating with a network switch and/or an external device by means of a cable and/or with a storage medium of removable data, the first and/or the second interface being configured so that a communication link with at least one sub-network can be established; And
- un gestionnaire de sous-réseau maître ou un gestionnaire de sous-réseau esclave, le gestionnaire de sous-réseau maître étant configuré pour vérifier la conformité d’une requête d’’activation et/ou de désactivation de sous-réseau transmise par l’appareil de communication mobile, le serveur débarqué, l’appareil externe et/ou le support de stockage de données amovible, et le gestionnaire de sous-réseau esclave étant configuré pour retransmettre au gestionnaire de sous-réseau maître une requête d’activation et/ou de désactivation de sous-réseau reçue de l’appareil de communication mobile, du serveur débarqué, de l’appareil externe et/ou du support de stockage de données amovible.a master subnet manager or a slave subnet manager, the master subnet manager being configured to check the conformity of a subnet activation and/or deactivation request transmitted by the mobile communication device, the off-board server, the external device and/or the removable data storage medium, and the slave subnet manager being configured to retransmit to the master subnet manager an activation request and/or or subnet deactivation received from the mobile communication device, off-board server, external device and/or removable data storage medium.
Selon une variante, le gestionnaire de sous-réseau maître peut être configuré pour vérifier la conformité d’une requête d’activation et/ou de désactivation de sous-réseau transmise par une deuxième unité de commande électronique du véhicule.According to a variant, the master sub-network manager can be configured to check the conformity of a sub-network activation and/or deactivation request transmitted by a second electronic control unit of the vehicle.
Selon une autre variante, le câble peut permettre la transmission de données formatées en conformité avec la pile TCP/IP.According to another variant, the cable can allow the transmission of data formatted in accordance with the TCP/IP stack.
Selon une autre variante, l’établissement d’un lien de communication peut être basé sur une table de routage enregistrée sur un support de stockage de données de ladite unité de commande électronique.According to another variant, the establishment of a communication link can be based on a routing table recorded on a data storage medium of said electronic control unit.
Par ailleurs, l’invention a aussi pour objet un réseau de communication d’un véhicule automobile comprenant une première unité de commande électronique telle que décrite ci-dessus et une deuxième unité de commande électronique telle que décrite ci-dessus, qui sont connectées ensemble par l’intermédiaire d’un commutateur réseau, la première unité de commande électronique comprenant un gestionnaire de sous-réseau maître et la deuxième unité de commande électronique comprenant un gestionnaire de sous-réseau esclave.Furthermore, the invention also relates to a communication network of a motor vehicle comprising a first electronic control unit as described above and a second electronic control unit as described above, which are connected together via a network switch, the first electronic control unit comprising a master sub-network manager and the second electronic control unit comprising a slave sub-network manager.
En outre, l’invention a aussi pour objet un véhicule automobile comprenant un réseau de communication tel que décrit ci-dessus.In addition, the invention also relates to a motor vehicle comprising a communication network as described above.
Brève description des figuresBrief description of figures
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à l'examen de la description détaillée ci-après, et du dessin annexé,
Description détaillée de l’inventionDetailed description of the invention
Un réseau de communication 100 d’un véhicule automobile selon l’invention est illustré sur la figure 1. Celui-ci comprend six unités de commande électroniques (UCE1, UCE2, UCE3, UCE4, UCE5, UCE6), interconnectées au moyen de liaisons Ethernet, de deux commutateurs réseau 101, 102, ainsi que de liaisons SPI (i.e.Serial Peripheral Interface) permettant de diagnostiquer et configurer les commutateurs réseau. Chaque unité de commande électronique du réseau de communication est munie d’une première interface 103, qui permet de communiquer par signaux radiofréquences avec un appareil de communication mobile 200 (e.g. smartphone) et/ou un serveur débarqué 300, ou d’une deuxième interface 104, qui permet de communiquer avec un commutateur réseau 101, 102 et/ou un appareil externe 400 au moyen d’un câble, et/ou de communiquer avec un support de stockage de données amovible (e.g. un support de stockage de données portable ou une clef USB). De plus, dans chaque unité de commande électronique, la première interface 103 et/ou la deuxième interface 104 est (sont) configurée(s) de sorte qu’un lien de communication avec un (ou plusieurs) sous-réseaux particulier(s) est(sont) établi(s), tel qu’illustré sur la figure 1 par les carrés numérotés de 1 à 5. Pour ce faire, selon un exemple, une ou plusieurs tables de routage paramétrables sont enregistrées sur un support de stockage de données de chaque unité de commande électronique. Ainsi, selon un exemple de réalisation qui correspond à l’illustration de la figure 1, les interfaces 103, 104 de la cinquième unité de commande électronique UCE5 sont configurées pour établir un lien de communication, d’un côté, entre une liaison Ethernet et les sous-réseaux 1 et 2, et, de l’autre côté, entre une liaison de communication USB (i.e. protocole USB via TCP/IP) et ces mêmes sous-réseaux. En suivant le même raisonnement, la première interface 103 de la quatrième unité de commande électronique UCE4 est configurée pour établir un lien de communication entre une interface physique permettant la communication en Wifi et les sous-réseaux 4 et 5, alors que sa deuxième interface 104 est configurée pour établir un lien de communication entre une liaison Ethernet et les sous-réseaux 2, 3, 4 et 5, si bien que l’appareil de communication mobile 200 peut, par exemple, communiquer avec la troisième unité de commande électronique UCE3 à travers les sous-réseaux 4 et 5. On entrevoit donc ici déjà la capacité de configuration à distance d’unités de commande électroniques de véhicules automobiles permise par les éléments de l’invention décrits ci-dessus.A communication network 100 of a motor vehicle according to the invention is illustrated in FIG. 1. This comprises six electronic control units (UCE1, UCE2, UCE3, UCE4, UCE5, UCE6), interconnected by means of Ethernet links , two network switches 101, 102, as well as SPI (ie Serial Peripheral Interface ) links making it possible to diagnose and configure the network switches. Each electronic control unit of the communication network is provided with a first interface 103, which makes it possible to communicate by radiofrequency signals with a mobile communication device 200 (eg smartphone) and/or an off-board server 300, or with a second interface 104, which makes it possible to communicate with a network switch 101, 102 and/or an external device 400 by means of a cable, and/or to communicate with a removable data storage medium (eg a portable data storage medium or a USB key). In addition, in each electronic control unit, the first interface 103 and/or the second interface 104 is (are) configured so that a communication link with one (or more) particular sub-network(s) is (are) established, as illustrated in FIG. 1 by the squares numbered from 1 to 5. To do this, according to an example, one or more configurable routing tables are recorded on a data storage medium of each electronic control unit. Thus, according to an exemplary embodiment which corresponds to the illustration of FIG. 1, the interfaces 103, 104 of the fifth electronic control unit UCE5 are configured to establish a communication link, on the one hand, between an Ethernet link and subnets 1 and 2, and, on the other side, between a USB communication link (ie USB protocol via TCP/IP) and these same subnets. Following the same reasoning, the first interface 103 of the fourth electronic control unit UCE4 is configured to establish a communication link between a physical interface allowing WiFi communication and the subnets 4 and 5, while its second interface 104 is configured to establish a communication link between an Ethernet link and the subnets 2, 3, 4 and 5, so that the mobile communication device 200 can, for example, communicate with the third electronic control unit UCE3 at through the sub-networks 4 and 5. We therefore already glimpse here the capacity for remote configuration of electronic control units of motor vehicles made possible by the elements of the invention described above.
Par ailleurs, selon l’invention, la première unité de commande électronique du réseau UCE1 comprend avantageusement un gestionnaire de sous-réseau maître 105, tandis que les autres unités de commande électroniques (i.e. UCE2, UCE3, UCE4, UCE5) comprennent chacune un gestionnaire de sous-réseau esclave 106. Or, les avantages de l’invention proviennent notamment du fait que le gestionnaire de sous-réseau maître 105 est configuré pour vérifier la conformité d’une requête d’’activation et/ou de désactivation de sous-réseau (i.e. une requête pour activer, désactiver et/ou répliquer un ou plusieurs sous-réseaux) transmise par l’appareil de communication mobile 200, le serveur débarqué 300, l’appareil externe 400, le support de stockage de données amovible et/ou, préférentiellement, une autre unité de commande électronique. Le gestionnaire de sous-réseau esclave 106 est configuré, quant à lui, pour retransmettre au gestionnaire de sous-réseau maître 105 une requête d’activation et/ou de désactivation de sous-réseau reçue d’une autre unité de commande électronique, de l’appareil de communication mobile 200, du serveur débarqué 300, de l’appareil externe 400 et/ou du support de stockage de données amovible.Furthermore, according to the invention, the first electronic control unit of the UCE1 network advantageously comprises a master sub-network manager 105, while the other electronic control units (i.e. UCE2, UCE3, UCE4, UCE5) each comprise a manager of slave sub-network 106. However, the advantages of the invention come in particular from the fact that the master sub-network manager 105 is configured to check the conformity of a request for activation and/or deactivation of sub- network (i.e. a request to activate, deactivate and/or replicate one or more sub-networks) transmitted by the mobile communication device 200, the off-board server 300, the external device 400, the removable data storage medium and/ or, preferably, another electronic control unit. The slave sub-network manager 106 is configured, for its part, to retransmit to the master sub-network manager 105 a sub-network activation and/or deactivation request received from another electronic control unit, from the mobile communication device 200, the off-board server 300, the external device 400 and/or the removable data storage medium.
En outre, le gestionnaire de réseau maître 105 et le gestionnaire de sous-réseau esclave 106 sont avantageusement configurés pour assumer plusieurs rôles. En particulier, le gestionnaire de sous-réseau maître 105 est en mesure de superviser tous les sous-réseaux au niveau du véhicule, de vérifier des conditions prédéfinies pour activer, désactiver ou mettre en miroir des sous-réseaux et de détecter des conditions insatisfaisantes pour activer, désactiver ou mettre en miroir des sous-réseaux. Le gestionnaire de réseau esclave 106, quant à lui, est capable de gérer les sous-réseaux embarqués, par exemple, les communications Ethernet, USB et Wifi, d’activer/désactiver un ou plusieurs sous-réseaux pour différents besoins fonctionnels, d'activer/désactiver et de configurer des schémas de réplication de sous-réseaux (i.e. de copier des trames de messages d'un ou plusieurs sous-réseaux vers un sous-réseau dédié en fonction des besoins fonctionnels), de superviser ses propres sous-réseaux, de rapporter/mettre à jour son propre statut de sous-réseau au gestionnaire de sous-réseau maître.Further, the master network manager 105 and the slave subnet manager 106 are advantageously configured to assume several roles. In particular, the master subnet manager 105 is able to supervise all subnets at the vehicle level, to check predefined conditions to activate, deactivate or mirror subnets and to detect unsatisfactory conditions for enable, disable, or mirror subnets. The slave network manager 106, on the other hand, is able to manage the onboard subnets, for example, Ethernet, USB and Wifi communications, to activate/deactivate one or more subnets for different functional needs, to enable/disable and configure subnet replication schemes (i.e. copy message frames from one or more subnets to a dedicated subnet depending on functional needs), monitor own subnets , to report/update its own subnet status to the master subnet manager.
Ainsi, lorsque, par exemple, la quatrième unité de commande électronique UCE4 reçoit, par exemple, une requête d’activation d’un sous-réseau transmise par l’appareil de communication mobile 200, son gestionnaire de sous-réseau esclave 106 initie une interaction avec le gestionnaire de sous-réseau maître 105 de la première unité de commande électronique, UCE1, en lui transmettant préférentiellement la requête d’activation et/ou de désactivation précédemment reçue. A réception, le gestionnaire de sous-réseau maître 105 de la première unité de commande électronique UCE1 vérifie la conformité de la requête reçue, en contrôlant par exemple les droits de l’appareil de communication 200 pour interagir avec les unités de commande du véhicule, cette étape de vérification étant mise en œuvre soit de manière purement locale, c’est-à-dire en utilisant des ressources uniquement des ressources disponibles au niveau du véhicule, ou en interagissant avec des ressources informatiques distantes, comme des serveurs distants faisant partie d’architectures informatiques en nuage (i.e. cloud). Ensuite, lorsqu’il établit que la requête reçue satisfait des conditions préalablement établies, visant notamment à assurer que les dispositions réglementaires qui s’appliquent en matière de cybersécurité en lien avec les véhicules automobiles sont satisfaites, le gestionnaire de sous-réseau maître 105 autorise l’activation du(des) sous-réseau(x) identifié(s) dans la requête. L’appareil de communication mobile 200 est alors en mesure de communiquer avec la troisième unité de commande électronique UCE3 à travers les sous-réseaux 4 et 5.Thus, when, for example, the fourth electronic control unit UCE4 receives, for example, a request for activation of a sub-network transmitted by the mobile communication device 200, its slave sub-network manager 106 initiates a interaction with the master sub-network manager 105 of the first electronic control unit, UCE1, by preferentially transmitting to it the activation and/or deactivation request previously received. Upon receipt, the master sub-network manager 105 of the first electronic control unit UCE1 checks the conformity of the request received, for example by checking the rights of the communication device 200 to interact with the vehicle control units, this verification step being implemented either in a purely local manner, that is to say by using resources only resources available at the level of the vehicle, or by interacting with remote computing resources, such as remote servers forming part of cloud computing architectures (i.e. cloud). Then, when it establishes that the request received satisfies the conditions established beforehand, aiming in particular to ensure that the regulatory provisions which apply in terms of cybersecurity in connection with motor vehicles are satisfied, the master sub-network manager 105 authorizes the activation of the subnet(s) identified in the request. The mobile communication device 200 is then able to communicate with the third electronic control unit UCE3 through subnets 4 and 5.
Par conséquent, grâce à l’invention, une solution est fournie pour faciliter l’établissement de canaux de communication, par le biais de sous-réseaux, entre des unités de commande électroniques de véhicules automobiles et des appareils de communication mobile, des serveurs débarqués, des appareils externes connectés au moyen de câbles et/ou des supports de stockage de données amovibles. Par ce bais, l’invention permet de faciliter toute communication entre des unités de commande électroniques de véhicules automobiles et des entités communicantes connectées à des réseaux de communication, privés ou publics, en particulier pour mettre en œuvre de manière plus pratique des tâches de configuration et/ou de mise à jour des unités de commande électroniques embarqués à bord de véhicules automobiles.Therefore, by means of the invention, a solution is provided to facilitate the establishment of communication channels, through sub-networks, between motor vehicle electronic control units and mobile communication devices, off-board servers , external devices connected by means of cables and/or removable data storage media. By this bais, the invention makes it possible to facilitate any communication between electronic control units of motor vehicles and communicating entities connected to communication networks, private or public, in particular to implement configuration tasks in a more practical manner. and/or updating electronic control units on board motor vehicles.
Claims (6)
- une première interface (103), pour communiquer par signaux radiofréquences avec un appareil de communication mobile (200) et/ou un serveur débarqué (300), ou une deuxième interface (104), pour communiquer avec un commutateur réseau (101, 102) et/ou un appareil externe (400) au moyen d’un câble et/ou avec un support de stockage de données amovible, la première et/ou la deuxième interface étant configurée de sorte qu’un lien de communication avec au moins un sous-réseau peut être établi; et
- un gestionnaire de sous-réseau maître (105) ou un gestionnaire de sous-réseau esclave (106), le gestionnaire de sous-réseau maître étant configuré pour vérifier la conformité d’une requête d’’activation et/ou de désactivation de sous-réseau transmise par l’appareil de communication mobile, le serveur débarqué, l’appareil externe et/ou le support de stockage de données amovible, le gestionnaire de sous-réseau esclave étant configuré pour retransmettre au gestionnaire de sous-réseau maître une requête d’activation et/ou de désactivation de sous-réseau reçue de l’appareil de communication mobile, du serveur débarqué, de l’appareil externe et/ou du support de stockage de données amovible.
- a first interface (103), for communicating by radiofrequency signals with a mobile communication device (200) and/or an off-board server (300), or a second interface (104), for communicating with a network switch (101, 102) and/or an external device (400) by means of a cable and/or with a removable data storage medium, the first and/or the second interface being configured so that a communication link with at least one sub -network can be established; And
- a master subnet manager (105) or a slave subnet manager (106), the master subnet manager being configured to verify the conformity of a subnet activation and/or deactivation request -network transmitted by the mobile communication device, the off-board server, the external device and/or the removable data storage medium, the slave subnet manager being configured to retransmit to the master subnet manager a request subnet activation and/or deactivation received from the mobile communication device, the off-board server, the external device and/or the removable data storage medium.
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2020
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- 2020-11-03 WO PCT/FR2020/051980 patent/WO2021116545A1/en unknown
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| "Packet Guide to Routing and Switching", 31 August 2011, O'REILLY MEDIA, INC., ISBN: 978-1-4493-0655-7, article BRUCE HARTPENCE: "Packet Guide to Routing and Switching", XP055718697 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP4073660A1 (en) | 2022-10-19 |
| FR3104755B1 (en) | 2022-07-22 |
| WO2021116545A1 (en) | 2021-06-17 |
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