(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210427744.6 (22)申请日 2022.04.22 (71)申请人 北京斯年智驾科技有限公司 地址 100085 北京市海淀区安宁庄东路16 号院1号楼1层1 18 (72)发明人 刘勇　陆金更　刘羿　张岩　 刘鹤云　何贝　 (74)专利代理 机构 杭州裕阳联合专利代理有限 公司 33289 专利代理师 高明翠 (51)Int.Cl. G06F 9/50(2006.01) H04L 12/40(2006.01) (54)发明名称 一种自动驾驶领域的智能网关控制器及其 多核划分策略 (57)摘要 本发明为一种 自动驾驶领域的智能网关控 制器， 包括具有多处理器内核的单片机、 GPS模 块、 RTC模块、 网口模块、 CAN模块和数据记录模 块， 其中GPS 模块和RTC模 块配合单片机内部的定 时器用于维护UTC时间， 网口模块用于和自动驾 驶系统通 讯， CAN模块用于和底 盘通讯， 数据记录 模块用于 数据记录。 同时提供了一种自动驾驶领 域的智能网关控制器多核划分策略多核划分策 略。 本发明提出的基于Aurix  TC397的多核智能 网关控制器根据功能对不同内核执行的程序进 行划分， 功能模块间以共享内存的方式进行通 信。 权利要求书2页 说明书4页 附图1页 CN 114840335 A 2022.08.02 CN 114840335 A 1.一种自动驾驶领域的智能网关控制器， 其特征在于， 包括具有多处理器内核的单片 机、 GPS模块、 RTC模块、 网口模块、 CAN模块和数据记录模块， 其中GPS模块和RTC模块配合单 片机内部的定时器用于维护UTC时间， 网口模块用于和自动驾驶系统通讯， CAN模块用于和 底盘通讯， 数据记录模块用于数据记录 。 2.根据权利要求1所述的一种自动驾驶领域的智能网关控制器， 其特征在于， 所述单片 机为具有6处 理器内核的Aurix  TC397， 所述数据记录模块 为TF卡。 3.一种自动驾驶领域的智能网关控制器多核划分策略多核划分策略， 其特征在于， 包 括具有多处理器内核的单片机、 GPS模块、 RTC模块、 网口模块、 CAN模块和数据记录模块， 其 中GPS模块和RTC模块配合单片机内部的定时器用于维护UTC时间， 网口模块用于和自动驾 驶系统通讯， CAN模块用于和底盘通讯， 数据记录模块用于数据 记录， 其中单片 机至少拥有6 个独立的处 理器内核， 根据不同的功能处 理不同的事物逻辑。 4.根据权利要求3所述的一种自动驾驶领域的智能网关控制器多核划分策略， 其特征 在于， 所述Aurix  TC397拥有6个独立的处理器内核CPU0、 CUP1、 CUP2、 CUP3、 CUP4以及CUP5， 所述CPU0控制有FreeRTOS实时操作系统， 该系统移植LWIP轻量型TCP/IP协议栈， 用于处理 与自动驾驶系统间的网络数据包的交互； CPU1处理CAN总线数据的收发中断并用于给后续 其他内核进行数据记录提供数据源， CPU2移植一套FATFS文件系统， 用于处理数据的记录； CPU3用于维系一套基于UTC时间的时间系统； CPU4用作安全冗余内核， 在该内核上， TC397中 运行的整 套程序中的全局状态量进行监控。 5.根据权利要求4所述的一种自动驾驶领域的智能网关控制器多核划分策略， 其特征 在于， 所述状态量包括当前TC397与底盘间的通信 是否正常， 当前TC397与自动驾驶系统间 的通信是否正常， 当前底盘的转向、 动力、 制动模块是否处于正常工作状态， 当前自动驾驶 系统下发的指令数值是否为有效数据， 所有的非正常状态会被编码为一组错误码； 当发生 不同的错误时， CPU4会根据错误码进行分级处理， 并执行声光报警、 缓慢刹车或者紧急刹车 不同的安全操作， 同时将错 误码作为报警数据通过CPU2 记录到TF卡中。 6.根据权利要求5所述的一种自动驾驶领域的智能网关控制器多核划分策略， 其特征 在于， 所述FreeRTOS系统上新建两个网口相关 的任务分别用于网络数据的发送与接收， 在 网络数据的接收任务中， 除了正常的解析控制命令数据用于填充CA N数据包外， 还会将该控 制命令数据送入一个基于生产者消费者模型的buffer1， 该buffer1遵循先进先出的原则， 当收到数据时， 生产出一组待处理数据， 并存入buffer1， 当CPU2存储buffer1头部数据到TF 卡时， 则消耗一组控制 命令数据， 随后此数据被bu ffer1弹出， 每一组控制 命令数据包括原 始控制命令数据与系统 时间， 该系统时间从CPU3核维护的UTC时间处调用， 另外在FreeRTOS 内新建定时任务用于处 理CAN总线数据发送， 保障与底盘通信的实时性。 7.根据权利要求6所述的一种自动驾驶领域的智能网关控制器多核划分策略， 其特征 在于， CPU1内部维护 一个基于生产者消费者模型的buffer2， 该buffer2遵循先进先出的原 则， 当发生一个中断时， 则产生一组CAN数据， 并存入buffer2， 当其他CPU2存储CAN数据到TF 卡时， 则消耗一组CAN数据， 随后 此数据被buffer2弹出， 每一组CAN数据包括原始的CAN  id 部分、 CAN data部分与系统时间， 该系统时间从CPU3核维护的U TC时间处调用。 8.根据权利要求7所述的一种自动驾驶领域的智能网关控制器多核划分策略， 其特征 在于， 其中数据的记录包括对控制 命令数据、 CAN数据与错误报警数据的记录， 其中CPU2作权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114840335 A 2为消费者去消耗包含控制命令数据与CAN数据的buffer1与buffer2中的数据， 错误报警数 据是一种冗余 安全报警数据， 在发生时会被立刻记录 。 9.根据权利要求8所述的一种自动驾驶领域的智能网关控制器多核划分策略， 其特征 在于， 为保证数据的实时性， 当存储空间不足时， TF卡中的旧数据会被新数据覆盖， 以此实 现循环数据记录 。 10.根据权利要求9所述的一种自动驾驶领域的智能网关控制器多核划分策略， 其特征 在于， 正常情况下， TC397内部为初始UTC时间， 其由RTC提供， 秒内更精确的时间由CPU3的 TIM3定时模块提供， 当外接GPS模块接收到稳定的GPRMC信息与PPS信号后， CPU3从GPRMC中 解析秒级别的UTC时间， 并通过PPS信号进行秒内时间的对齐， 当从该GPS模块获取的UTC时 间稳定运行后， 则 此后整个TC397的系统时间以此为准， 同时CPU3会操作RTC硬件 时间向此 基于GPS模块的U TC时间对齐。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114840335 A 3