一种车辆总线控制电路及车辆的制作方法

1.本公开涉及车辆技术领域，尤其涉及一种车辆总线控制电路及车辆。


背景技术：

2.汽车的车机(head unit，hu)集成了多种产品功能，在视频图像方面性能优异，为节约线束成本以及提高线束传输速率，汽车的车机可以通过总线进行图像数据的串行和解串处理，完成对车辆中诸如中控屏、摄像头和抬头显示设备(head up display，hud)的控制。
3.但是，由于传输速率过高，总线在一定概率上会出现异常或死锁等情况，导致总线无法进行正常的数据通信，此时无法通过总线进行对端设备的控制，也无法及时处理图像系统，例如抬头显示设备的异常情况。


技术实现要素：

4.为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题，本公开提供了一种车辆总线控制电路及车辆，实现了车机对对端设备的硬线复位操作，有利于在总线存在异常或死锁等情况导致无法正常通信时迅速响应，完成整个通信链路的重启，提升用户体验。
5.第一方面，本公开实施例提供了一种车辆总线控制电路，包括：
6.复位控制电路、控制器、总线、感性电路和对端复位电路，所述复位控制电路与所述控制器连接并通过所述总线与所述对端复位电路连接，所述总线上串联有所述感性电路；
7.所述复位控制电路为根据所述控制器输出的控制信号调节其自身输出的直流复位控制信号的电路，所述感性电路为将所述直流复位控制信号耦合至用于传输交流信号的所述总线上的电路，所述对端复位电路为根据所述直流复位控制信号控制对端设备进行复位的电路。
8.可选地，所述感性电路包括第一感性元件、第二感性元件、第三感性元件和第四感性元件，所述第一感性元件至所述第四感性元件依次串联于所述总线上，所述第一感性元件和所述第二感性元件中的一个感性元件为高频高阻感性元件，另一个感性元件为低频高阻感性元件，所述第三感性元件和所述第四感性元件中的一个感性元件为高频高阻感性元件，另一个感性元件为低频高阻感性元件。
9.可选地，所述复位控制电路包括：
10.第一开关和第二开关，所述第一开关的控制端连接所述控制器，所述第一开关的第一端接地，所述第一开关的第二端与所述第二开关的控制端连接，所述第二开关的第一端接入电源信号，所述第二开关的第二端与所述总线连接并输出所述直流复位控制信号。
11.可选地，所述复位控制电路还包括：
12.第一电容，所述第一电容的第一端与所述第二开关的第一端连接，所述第一电容的第二端接地；
13.第二电容，所述第二电容的第一端与所述第二开关的第二端连接，所述第二电容的第二端接地。
14.可选地，还包括：
15.第一电源和单向导通部件，所述第一电源的负极接地，所述第一电源的正极与所述单向导通部件的阳极连接，所述单向导通部件的阴极与所述第二开关的第一端连接。
16.可选地，所述对端复位电路包括：
17.第三开关和第二电源，所述第三开关的控制端与所述总线连接并输入所述直流复位控制信号，所述第三开关的第一端接地，所述第三开关的第二端输出复位信号并与所述第二电源的正极连接，所述第二电源的负极接地。
18.可选地，还包括：
19.接入故障检测电路，所述接入故障检测电路与所述复位控制电路和总线的连接点连接，所述接入故障检测电路为检测所述对端设备是否接入所述复位控制电路以及检测所述总线是否存在故障的电路。
20.可选地，所述接入故障检测电路包括：
21.第四开关和第三电源，所述第四开关的控制端与所述复位控制电路与所述总线的连接点连接，所述第四开关的第一端接地，所述第四开关的第二端输出接入故障检测信号并与所述第三电源的正极连接，所述第三电源的负极接地。
22.第二方面，本公开实施例还提供了一种车辆，包括如第一方面所述的车辆总线控制电路；
23.所述车辆包括车机和对端设备，所述车机包括所述复位控制电路和所述控制器，所述对端设备包括所述对端复位电路。
24.可选地，所述感性电路包括第一感性元件、第二感性元件、第三感性元件和第四感性元件，所述第一感性元件至所述第四感性元件依次串联于所述总线上，所述第一感性元件和所述第二感性元件中的一个感性元件为高频高阻感性元件，另一个感性元件为低频高阻感性元件，所述第三感性元件和所述第四感性元件中的一个感性元件为高频高阻感性元件，另一个感性元件为低频高阻感性元件；
25.所述车机包括所述第一感性元件和所述第二感性元件，所述对端设备包括所述第三感性元件和所述第四感性元件。
26.本公开实施例提供的技术方案与现有技术相比具有如下优点：
27.本公开实施例设置车辆总线控制电路包括复位控制电路、控制器、总线、感性电路和对端复位电路，复位控制电路与控制器连接并通过总线与对端复位电路连接，总线上串联有感性电路，复位控制电路用于根据控制器输出的控制信号调节其自身输出的直流复位控制信号，感性电路用于将复位控制电路输出的直流复位控制信号耦合至用于传输交流信号的总线上，对端复位电路用于根据直流复位控制信号控制对端设备进行复位。由此，本公开实施例基于poc(power over coaxia，同轴线耦合电源)原理，无需通过总线进行供电，将复位控制电路输出的直流复位控制信号耦合至用于传输交流信号的高速总线上，实现了车机对对端设备的硬线复位操作，有利于在总线存在异常或死锁等情况导致无法正常通信时迅速响应，完成整个通信链路的重启，提升用户体验。另外，车辆总线控制电路采用分立元件的设计，设计灵活，节约了硬件实现成本。
附图说明
28.此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。
29.为了更清楚地说明本公开实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
30.图1为本公开实施例提供的一种车辆总线控制电路的结构示意图；
31.图2为本公开实施例提供的一种车辆总线控制电路的具体电路结构示意图。
具体实施方式
32.为了能够更清楚地理解本公开的上述目的、特征和优点，下面将对本公开的方案进行进一步描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
33.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本公开，但本公开还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施；显然，说明书中的实施例只是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。
34.图1为本公开实施例提供的一种车辆总线控制电路的结构示意图。如图1所示，车辆总线控制电路包括复位控制电路1、控制器6、总线2、感性电路3和对端复位电路4，复位控制电路1与控制器6连接并通过总线2与对端复位电路4连接，总线2上串联有感性电路3。复位控制电路1为根据控制器6输出的控制信号调节其自身输出的直流复位控制信号的电路，感性电路3为将复位控制电路1输出的直流复位控制信号耦合至用于传输交流信号的总线2上的电路，对端复位电路4为根据直流复位控制信号控制对端设备进行复位的电路。
35.示例性地，总线2例如可以为千兆多媒体串行连接(gigabit multimedia serial link，gmsl)总线或者视频串行通讯(flat panel display link，fpd
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link)总线，这两种总线的传输速率高达6gbps，可以传输大量图像数据。示例性地，可以设置车辆包括车机和对端设备，对端设备例如可以为车辆中的中控屏、摄像头或者抬头显示设备，可以设置车机包括复位控制电路1和控制器6，对端设备包括对端复位电路4，车机与对端设备之间通过总线2连接，即复位控制电路1与对端复位电路4之间通过总线2连接。
36.具体地，复位控制电路1用于根据控制器6输出的控制信号调节其自身输出的直流复位控制信号，总线2上串联有感性电路3，感性电路3用于将复位控制电路1输出的直流复位控制信号耦合至用于传输交流信号的总线2上，总线2上实际传输的是交流图像信号，利用感性电路3的直流耦合作用，使得总线2可以透传复位控制电路1生成的直流复位控制信号至对端复位电路4，即总线2的线缆部分连接车机中的复位控制电路1和对端设备中的对端复位电路4，车机与对端设备之间既能够进行高速图像数据的传输，又能够透传直流复位控制信号。对端复位电路4通过总线2接收到透传过来的直流复位控制信号后，控制对端设备进行复位。由此，本公开实施例基于poc(power over coaxia，同轴线耦合电源)原理，无需通过总线2进行供电，将复位控制电路1输出的直流复位控制信号耦合至用于传输交流信号的高速总线2上，实现了车机对对端设备的硬线复位操作，有利于在总线2存在异常或死锁等情况导致无法正常通信时迅速响应，完成整个通信链路的重启，提升用户体验。另外，
车辆总线2控制电路采用分立元件的设计，设计灵活，节约了硬件实现成本。
37.需要说明的是，控制对端设备进行复位，可以是在总线2传输数据异常时控制对端设备进行复位，也可以是在总线2本身存在物理异常时控制对端设备进行复位，本公开实施例对控制对端设备进行复位的情况不作具体限定。
38.图2为本公开实施例提供的一种车辆总线控制电路的具体电路结构示意图。结合图1和图2，感性电路3包括第一感性元件l1、第二感性元件l2、第三感性元件l3和第四感性元件l4，第一感性元件l1至第四感性元件l4依次串联于总线2上，第一感性元件l1和第二感性元件l2中的一个感性元件为高频高阻感性元件，另一个感性元件为低频高阻感性元件，第三感性元件l3和第四感性元件l4中的一个感性元件为高频高阻感性元件，另一个感性元件为低频高阻感性元件。
39.具体地，可以设置车机100包括第一感性元件l1和第二感性元件l2，对端设备200包括第三感性元件l3和第四感性元件l4，即第一感性元件l1和第二感性元件l2集成在车机100内，第三感性元件l3和第四感性元件l4集成在对端设备200内，示例性地，可以利用磁珠或电感实现第一感性元件l1至第四感性元件l4。设置第一感性元件l1和第二感性元件l2中的一个感性元件为高频高阻感性元件，另一个感性元件为低频高阻感性元件，第三感性元件l3和第四感性元件l4中的一个感性元件为高频高阻感性元件，另一个感性元件为低频高阻感性元件，高频高阻感性元件具有高频段的高阻性，低频高阻感性元件具有低频段的高阻性，对于耦合至总线2上的直流复位控制信号来说，噪声信号均属于高频信号，利用第一感性元件l1至第四感性元件l4在实现了对直流复位控制信号的耦合作用的同时，有效隔离了总线2中的高频噪声，提高了复位控制过程的准确性。
40.可选地，结合图1和图2，可以设置复位控制电路1包括第一开关q1和第二开关q2，第一开关q1的控制端连接控制器6，第一开关q1的第一端接地，第一开关q1的第二端与第二开关q2的控制端连接，第二开关q2的第一端接入电源信号，第二开关q2的第二端与总线2连接并输出直流复位控制信号。示例性地，控制器6例如可以为车机100的mcu(microcontroller unit，微控制单元)，控制器6可以输出1.8v域的高电平控制信号或者低电平控制信号，以用于使能或禁能复位控制电路1，根据对第一开关q1和第二开关q2过流能力的要求，可以设置第一开关q1或第二开关q2为三极管或者mos管，若对第一开关q1或第二开关q2的过流能力要求不高，可以设置第一开关q1或第二开关q2为三极管，若对第一开关q1或第二开关q2的过流能力要求较高，可以设置第一开关q1或第二开关q2为mos管。
41.示例性地，复位控制电路1还可以包括第一电阻r1、第二电阻r2、第三电阻r3和第四电阻r4，第一电阻r1和第四电阻r4完成分压，保证第一开关q1稳定地打开或关断，第二电阻r2和第三电阻r3完成分压，保证第二开关q2稳定地打开或关断。
42.可选地，结合图1和图2，可以设置复位控制电路1还包括第一电容c1和第二电容c2，第一电容c1的第一端与第二开关q2的第一端连接，第一电容c1的第二端接地，第二电容c2的第一端与第二开关q2的第二端连接，第二电容c2的第二端接地。具体地，第一电容c1和第二电容c2为滤波电容，用于信号防抖，即可以提高第二开关q2第一端和第二端传输电信号的稳定性。
43.可选地，结合图1和图2，可以设置车辆总线控制电路还包括第一电源v1和单向导通部件d1，第一电源v1的负极接地，第一电源v1的正极与单向导通部件d1的阳极连接，单向
导通部件d1的阴极与第二开关q2的第一端连接。具体地，第一电源v1例如可以为车机100内的3.3v电源，可以提供稳定的高电平电源信号，单向导通部件d1例如可以为肖特基二极管，可以设置单向导通部件d1的压降小且反向电压大于40v，单向导通部件d1的设置有利于防止总线2线缆与整车电源短路，避免电流反灌损坏第一电源v1，即损坏3.3v电源，形成了防止反接的保护机制。
44.可选地，结合图1和图2，可以设置对端复位电路4包括第三开关q3和第二电源v2，第三开关q3的控制端与总线2连接并输入直流复位控制信号，第三开关q3的第一端接地，第三开关q3的第二端输出复位信号rst并与第二电源v2的正极连接，第二电源v2的负极接地。具体地，第二电源v2例如可以为对端设备200内的3.3v电源，可以提供稳定的高电平电源信号，对端复位电路4还可以包括第七电阻r7，第二电源v2和第七电阻r7形成复位信号rst的3.3v上拉源，使得复位信号rst的默认初始状态为稳定的高电平信号。第三开关q3根据总线2耦合过来的直流复位控制信号控制其自身的第一端和第二端之间导通或关断，进而调节第三开关q3的第二端输出的复位信号rst电平的高低，复位信号rst例如可以传输至对端设备200中的mcu，以控制是否对对端设备200进行复位控制。同样地，可以根据对第三开关q3过流能力的要求，设置第三开关q3为三极管或者mos管。
45.示例性地，对端复位电路4还可以包括第十一电阻r11，第十一电阻r11用于限流并防止第三开关q3钳位总线2上的直流电压，若不设置第十一电阻r11，第三开关q3的控制端，例如栅极电位会被钳位在0.7v，无法受复位控制信号的控制，第十一电阻r11能够防止第三开关q3的控制端，例如栅极电位钳位在0.7v。
46.可选地，结合图1和图2，可以设置车辆总线2控制电路还包括接入故障检测电路5，接入故障检测电路5与复位控制电路1和总线2的连接点m连接，接入故障检测电路5为检测对端设备200是否接入复位控制电路1以及检测总线2是否存在故障的电路。具体地，可以设置接入故障检测电路5包括第四开关q4和第三电源v3，第四开关q4的控制端与复位控制电路1与总线2的连接点m连接，第四开关q4的第一端接地，第四开关q4的第二端输出接入故障检测信号dec并与第三电源v3的正极连接，第三电源v3的负极接地。
47.具体地，第三电源v3例如可以为车机100内的1.8v电源，可以提供稳定的高电平电源信号，接入故障检测电路5还可以包括第十电阻r10，第三电源v3和第十电阻r10形成接入故障检测信号dec的1.8v上拉源，使得接入故障检测信号dec的默认初始状态为稳定的高电平信号。同样地，可以根据对第四开关q4过流能力的要求，设置第四开关q4为三极管或者mos管。
48.可以设置对端设备200是否接入复位控制电路1，对应的第四开关q4的开关状态不同，第四开关q4输出的接入故障检测信号dec的电平高低不同，接入故障检测信号dec可以输出至车100机内的控制器6，即mcu，车机内的控制器6根据接收到的接入故障检测信号dec的电平高低，即可判断对端设备200是否接入复位控制电路1。另外，同样可以设置总线2是否存在故障，对应的第四开关q4的开关状态不同，第四开关q4输出的接入故障检测信号dec的电平高低不同，接入故障检测信号dec可以输出至车机100内的控制器6，车机100内的控制器6根据接收到的接入故障检测信号dec的电平高低，即可判断总线2是否存在故障。另外，总线2本身也可以通过软件协议进行故障检测，但是这种检测方式软件程序容易跑飞，稳定性较差，本公开实施例实现了硬线层面的复位控制以及接入和故障检测，相对于利用
软件协议的检测，实时性高，稳定性好。
49.示例性地，车辆总线控制电路还可以包括第五电阻r5、第六电阻r6、第八电阻r8和第九电阻r9，第五电阻r5、第六电阻r6、第八电阻r8和第九电阻r9为分压电阻，配合完成检测对端设备200是否接入复位控制电路1以及检测总线2是否存在故障。
50.一般来讲，车辆中的gmsl总线或者fpd
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link总线的一端连接有串行器，另一端连接有解串器，串行器可以通过多种方式获取图像数据，例如可以通过车机中的控制器，例如mcu获取图像数据，串行器进而输出压缩的图像数据，压缩的图像数据通过总线传输至解串器，解串器对压缩的图像数据进行解压缩，解压所后的图像数据再传输至对端设备的控制芯片中以控制对端设备，例如hud等实现显示功能。目前，可以通过软件协议对连接串行器和解串器的总线进行故障的检测，例如通过软件协议可以判断到当总线存在故障时，对端设备无法接收到相应的图像数据，但是这种检测方式软件程序容易跑飞，稳定性较差。为解决该问题，本公开实施例设置了如图2所示的硬件连接关系，即设置了如图2所示的硬件电路，将需要进行检测的总线的一端连接车机中的复位控制电路以及接入故障检测电路，另一端连接对端设备中的对端复位电路，在硬线层面上实现了对对端设备的复位控制以及总线的接入和故障检测，相对于利用软件协议的检测，实时性高，稳定性好。
51.下面结合图1和图2，对车辆总线控制电路的工作原理进行详细说明：
52.当对端设备200未接入复位控制电路1时，总线2的线缆断开。示例性地，可以设置第一开关q1、第三开关q3和第四开关q4为npn型三极管、第二开关q2为pnp型三极管。若车机100中的控制器6输出低电平控制信号，第一开关q1的基极为低电平而关断，第二开关q2的基极为高电平而关断，第四开关q4的基极为低电平同样关断，第四开关q4输出高电平的接入故障检测信号dec，即车机100中的控制器6可检测到高电平的接入故障检测信号dec，若车机100中的控制器6检测到低电平的接入故障检测信号dec，则可以判断总线2短路至系统电源。若车机100中的控制器6输出高电平控制信号，第一开关q1的基极为高电平而打开，第二开关q2的基极为低电平而打开，第四开关q4的基极为高电平同样打开，第四开关q4输出低电平的接入故障检测信号dec，即车机100中的控制器6可检测到低电平的接入故障检测信号dec，若车机100中的控制器6检测到高电平的接入故障检测信号dec，则可以判断总线2短路至系统地。
53.当对端设备200接入复位控制电路1时，总线2的线缆连接。若车机100中的控制器6输出低电平控制信号，第一开关q1的基极为低电平而关断，第二开关q2的基极为高电平而关断，第四开关q4的基极为低电平同样关断，第四开关q4输出高电平的接入故障检测信号dec，即车机100中的控制器6可检测到高电平的接入故障检测信号dec，若车机100中的控制器6检测到低电平的接入故障检测信号dec，则可以判断总线2短路至系统电源。同时，第三开关q3的基极为低电平而关断，第三开关q3输出高电平的复位信号rst，即对端设备200中的mcu检测到高电平的复位信号rst，此时不对对端设备200进行复位操作。
54.若车机100中的控制器6输出高电平控制信号，第一开关q1的基极为高电平而打开，第二开关q2的基极为低电平而打开，此时，由于第五电阻r5和第六电阻r6的直流链路，第五电阻r5和第六电阻r6分压后使得第四开关q4的基极为低电平而关断，第四开关q4输出高电平的接入故障检测信号dec，即车机100中的控制器6可检测到高电平的接入故障检测信号dec，若车机100中的控制器6检测到低电平的接入故障检测信号dec，则可以判断总线2
短路至系统电源。同时，第三开关q3的基极为高电平而打开，第三开关q3输出低电平的复位信号rst，即对端设备200中的mcu检测到低电平的复位信号rst，此时对对端设备200进行复位操作。
55.示例性地，接入故障检测电路5用于检测总线2是否存在故障，总线2的故障例如可以为总线2短路至系统电源或者总线2短路至系统地。由此，对端设备200是否接入复位控制电路1，根据车机100中控制器6输出的控制信号的电平高低不同，第四开关q4输出的接入故障检测信号dec的电平高低不同，第三开关q3输出的复位信号rst的电平高低不同，使得接入故障检测电路5能够对对端设备200是否接入复位控制电路1进行检测。同样地，总线2是否存在故障，根据车机100中控制器6输出的控制信号的电平高低不同，第四开关q4输出的接入故障检测信号dec的电平高低不同，使得接入故障检测电路5能够对总线2是否存在故障进行检测。
56.本公开实施例还提供了一种车辆，车辆包括如上述实施例的车辆总线控制电路，结合图1至图2，车辆包括车机100和对端设备200，车机100包括复位控制电路1和控制器6，对端设备200包括对端复位电路4。示例性地，本公开实施例的车辆可以为燃油汽车、纯电动车辆或者油电混合动力车辆等，本公开实施例对此不作具体限定。
57.可选地，结合图1和图2，可以设置感性电路3包括第一感性元件l1、第二感性元件l2、第三感性元件l3和第四感性元件l4，第一感性元件l1至第四感性元件l4依次串联于总线2上，第一感性元件l1和第二感性元件l2中的一个感性元件为高频感性元件，另一个感性元件为低频感性元件，第三感性元件l3和第四感性元件l4中的一个感性元件为高频感性元件，另一个感性元件为低频感性元件，车机100包括第一感性元件l1和第二感性元件l2，对端设备200包括第三感性元件l3和第四感性元件l4。
58.本公开实施例基于poc原理，无需通过总线进行供电，将复位控制电路输出的直流复位控制信号耦合至用于传输交流信号的高速总线上，通过开关管进行组合逻辑控制，实现了车机对对端设备的硬线复位操作，有利于在总线存在异常或死锁等情况导致无法正常通信时迅速响应，完成整个通信链路的重启，提升用户体验，同时实现了硬线接入检测和故障检测，相对于利用软件协议的检测，实时性高，稳定性好。另外，车辆总线控制电路采用分立元件的设计，设计灵活，节约了硬件实现成本。
59.需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
60.以上仅是本公开的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本公开。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本公开的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本公开将不会被限制于本文的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。