车载终端数据传输控制方法、装置、设备及可读存储介质与流程

1.本技术涉及锁相环倍频技术领域，特别涉及一种车载终端数据传输控制方法、装置、设备及可读存储介质。


背景技术：

2.晶振为车载mcu(micro controller unit，微控制单元)提供其执行命令时所需的时钟信号，而晶振的标称频率则是用来专门描述这种周期性的输出频率。其中，晶振的标称频率与石英晶片的厚度、面积以及切割方式等有关，且晶片越薄则标称频率越高。不过，由于生产工艺的限制，晶片不能无限的薄，否则会存在破裂的风险。因此，当前如果车载mcu需要更高且更稳定的频率信号，通常会通过锁相环(phase locked loop，pll)对晶振的标称频率进行倍频。其中，锁相环用于统一整合时钟信号，使高频器件正常工作，如内存的存取资料等，故利用锁相环路就可以实现稳定且高频的时钟信号。
3.相关技术中，在对车载设备mcu芯片使用锁相环技术倍频时，通常是先切换到外部时钟，然后超频到高频，再逐渐稳定到设定值，进而实现对车载mcu时钟的倍频目的。不过，该技术的前提是要求所有的车载mcu芯片的耐温性能是一致的，即其是在理想情况下的一种技术应用。但是，不同的车载mcu芯片往往会采用不同的制造工艺，且不同的制造工艺会造成车载mcu芯片的耐温范围不同，而耐温不同将会导致芯片内部时钟的极限频率不同；因此若在采用现有的锁相环技术做倍频处理时，一旦内部时钟的极限偏频率超出芯片极限，将会导致程序跑飞、mcu宕机以及设备停止工作，进而直接影响整车的网联功能，造成车辆失联和数据传输中断等故障。


技术实现要素：

4.本技术提供一种车载终端数据传输控制方法、装置、设备及可读存储介质，以解决相关技术中采用传统锁相环技术实现对耐温性能不一致的车载mcu芯片倍频而导致的宕机，进而造成数据传输中断等故障的问题。
5.第一方面，提供了一种车载终端数据传输控制方法，包括以下步骤：
6.当检测到锁相环处于初始化阶段时，获取锁相环晶体震荡能量实时释放时长；
7.根据所述晶体震荡能量实时释放时长和预设能量释放时长判定外部时钟是否处于稳定状态；
8.若外部时钟处于稳定状态，将车载mcu中应用程序的时钟信号切换至外部时钟，以供所述应用程序基于所述外部时钟进行数据传输；
9.若外部时钟处于不稳定状态，执行所述获取锁相环晶体震荡能量实时释放时长的步骤。
10.一些实施例中，在所述当检测到锁相环处于初始化阶段时的步骤之前，还包括：
11.当车载mcu上电后，将引导程序的时钟信号切换至内部时钟，并将所述应用程序的时钟信号切换至内部时钟；
12.对所述锁相环进行初始化处理。
13.一些实施例中，在所述若外部时钟处于稳定状态的步骤之后，还包括：
14.将所述引导程序的时钟信号切换至外部时钟，以供所述引导程序基于所述外部时钟进行数据传输。
15.一些实施例中，所述根据所述晶体震荡能量实时释放时长和预设的能量释放时长判定外部时钟是否处于稳定状态，包括：
16.若晶体震荡能量实时释放时长大于或等于预设能量释放时长，则判定外部时钟处于稳定状态；
17.若晶体震荡能量实时释放时长小于预设能量释放时长，则判定外部时钟处于不稳定状态。
18.一些实施例中，所述预设能量释放时长根据车载mcu芯片的极限工作频率与温度之间的关系确定。
19.第二方面，提供了一种车载终端数据传输控制装置，包括：
20.获取单元，其用于当检测到锁相环处于初始化阶段时，获取锁相环晶体震荡能量实时释放时长；
21.判断单元，其用于根据所述晶体震荡能量实时释放时长和预设能量释放时长判定外部时钟是否处于稳定状态；
22.切换单元，其用于若外部时钟处于稳定状态，将车载mcu中应用程序的时钟信号切换至外部时钟，以供所述应用程序基于所述外部时钟进行数据传输；若外部时钟处于不稳定状态，使所述获取单元执行所述获取锁相环晶体震荡能量实时释放时长的步骤。
23.一些实施例中，所述装置还包括初始化单元；
24.所述切换单元还用于当车载mcu上电后，将引导程序的时钟信号切换至内部时钟，并将所述应用程序的时钟信号切换至内部时钟；
25.所述初始化单元用于对所述锁相环进行初始化处理。
26.一些实施例中，所述切换单元还用于：
27.当外部时钟处于稳定状态时，将所述引导程序的时钟信号切换至外部时钟，以供所述引导程序基于所述外部时钟进行数据传输。
28.第三方面，提供了一种车载终端数据传输控制设备，包括：存储器和处理器，所述存储器中存储有至少一条指令，所述至少一条指令由所述处理器加载并执行，以实现前述的车载终端数据传输控制方法。
29.第四方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机存储介质存储有计算机程序，当所述计算机程序被处理器执行时，以实现前述的车载终端数据传输控制方法。
30.本技术提供了一种车载终端数据传输控制方法、装置、设备及可读存储介质，包括当检测到锁相环处于初始化阶段时，获取锁相环晶体震荡能量实时释放时长；根据所述晶体震荡能量实时释放时长和预设能量释放时长判定外部时钟是否处于稳定状态；若外部时钟处于稳定状态，将车载mcu中应用程序的时钟信号切换至外部时钟，以供所述应用程序基于所述外部时钟进行数据传输；若外部时钟处于不稳定状态，执行所述获取锁相环晶体震荡能量实时释放时长的步骤。本技术在采用锁相环进行倍频时，通过增加锁相环晶体震荡能量释放的等待时间，来确保锁相环晶体震荡能量可充分释放，以避免能量叠加后带来的
峰值冲击，进而保证车载mcu芯片的时钟频率不会超过允许频率且外部时钟处于稳定状态，从而避免出现程序跑飞、mcu宕机的问题，并在外部时钟处于稳定状态后，再将应用程序的时钟信号切换至外部时钟进行数据传输，可避免因频率不匹配而造成的死机，进而有效提高数据传输的稳定性。
附图说明
31.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，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。
32.图1为本技术实施例提供的一种车载终端数据传输控制方法的流程示意图；
33.图2为本技术实施例提供的一种车载终端数据传输控制装置的结构示意图；
34.图3为本技术实施例提供的一种车载终端数据传输控制设备的结构示意图。
具体实施方式
35.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
36.本技术实施例提供了一种车载终端数据传输控制方法、装置、设备及可读存储介质，其能解决相关技术中采用传统锁相环技术实现对耐温性能不一致的车载mcu芯片倍频而导致的宕机，进而造成数据传输中断等故障的问题。
37.为解决上述问题，本技术的总体思路如下：
38.一种车载终端数据传输控制方法，包括以下步骤：
39.步骤s10：当检测到锁相环处于初始化阶段时，获取锁相环晶体震荡能量实时释放时长；
40.步骤s20：根据所述晶体震荡能量实时释放时长和预设能量释放时长判定外部时钟是否处于稳定状态；
41.步骤s30：若外部时钟处于稳定状态，将车载mcu中应用程序的时钟信号切换至外部时钟，以供所述应用程序基于所述外部时钟进行数据传输；
42.步骤s40：若外部时钟处于不稳定状态，执行所述获取锁相环晶体震荡能量实时释放时长的步骤。
43.参见图1所示，本技术实施例提供一种车载终端数据传输控制方法，该方法包括以下步骤：
44.步骤s10：当检测到锁相环处于初始化阶段时，获取锁相环晶体震荡能量实时释放时长；
45.示范性的，不同级别的mcu芯片的工作温度通常有一个合理的范围，比如，民用级芯片的工作温度范围一般为0～70℃，工业级芯片的工作温度范围一般为-40～85℃，而军用级芯片的工作温度范围则一般为-55～128℃。其中，温度升高会影响mcu芯片的速度和性
能，对于mcu内部包含的数百万甚至上千万个晶体管，随着温度升高，其内部晶体管开关的打开和关闭的反应速度均呈指数级下降，这是因为温度与半导体的导电能力、极限电压、极限电流以及开关特性等有比较显著的负相关性。温度每升高10℃，icq(即集电极电流)将增加一倍，进而会造成晶体管放大器的工作点发生漂移、晶体管电流放大系数发生变化、特性曲线发生变化以及动态范围变小，以致电路延时增加。
46.而由于mcu芯片的极限工作频率随温度升高而降低的特性，将使得mcu芯片无法满足时钟时序要求。特别是在使用锁相环进行超频时，如果使用不当，将会因温度升高而导致mcu芯片自身极限工作频率降低，进而造成死机现象。因此，当锁相环初始化时，晶体震荡峰值未完全释放，还处于较高的频率，如果过早切换到外部时钟，存在该器件在高温下所能承受的极限频率已经降低到当前时钟频率以下的可能性，从而造成死机。
47.而本实施例则充分考虑mcu芯片的耐温性能存在不一致性，即不同mcu芯片随着温度升高造成极限频率降低的程度存在差异，提出能量释放保护机制。具体的，将给予适当的晶体震荡的能量释放时间，即增加锁相环晶体震荡能量释放的等待时间，使其与mcu芯片的极限工作频率相匹配。因此，本实施例在检测到锁相环处于初始化阶段时，将会获取锁相环晶体震荡能量实时释放时长，该晶体震荡能量实时释放时长能够用于判断外部时钟是否处于稳定状态，以使得mcu芯片时钟频率不会超过最大允许频率。
48.步骤s20：根据所述晶体震荡能量实时释放时长和预设能量释放时长判定外部时钟是否处于稳定状态；其中，所述预设能量释放时长根据车载mcu芯片的极限工作频率与温度之间的关系确定。
49.示范性的，在本实施例中，预设能量释放时长即为锁相环晶体震荡能量释放的等待时间；由于不同制造商提供的mcu芯片的温变曲线是不同的，因此可以通过测试并根据车载mcu芯片对应的温变曲线上所呈现的车载mcu芯片的极限工作频率与温度之间的关系，来确定出每个车载mcu芯片对应的预设能量释放时长。
50.根据晶体震荡能量实时释放时长和预设能量释放时长之间的大小关系来判定外部时钟是否处于稳定状态，即车载mcu芯片的时钟频率是否超过最大允许频率。
51.进一步的，所述根据所述晶体震荡能量实时释放时长和预设的能量释放时长判定外部时钟是否处于稳定状态，包括：
52.若晶体震荡能量实时释放时长大于或等于预设能量释放时长，则判定外部时钟处于稳定状态；
53.若晶体震荡能量实时释放时长小于预设能量释放时长，则判定外部时钟处于不稳定状态。
54.示范性的，在本实施例中，将晶体震荡能量实时释放时长和预设能量释放时长进行比较，当晶体震荡能量实时释放时长大于或等于预设能量释放时长，说明晶体震荡能量已充分释放，其可避免能量叠加后带来的峰值冲击，使得车载mcu芯片的时钟频率不会超过最大允许频率，则判定外部时钟处于稳定状态；当晶体震荡能量实时释放时长小于预设能量释放时长，说明晶体震荡能量还未充分释放，其无法避免能量叠加后带来的峰值冲击，以致车载mcu芯片的时钟频率有可能会超过最大允许频率，则判定外部时钟处于不稳定状态。
55.步骤s30：若外部时钟处于稳定状态，将车载mcu中应用程序的时钟信号切换至外部时钟，以供所述应用程序基于所述外部时钟进行数据传输；
56.示范性的，在本实施例中，当外部时钟处于稳定状态时，说明晶体震荡能量已充分释放，即车载mcu芯片的时钟频率未超过最大允许频率，以使得晶振频率与车载mcu芯片的极限工作频率相匹配，此时将车载mcu中应用程序的时钟信号切换至外部时钟，不会出现因频率不匹配而造成的死机，所以应用程序基于该稳定的外部时钟进行数据传输时，不会出现数据传输中断的故障，进而可有效提高数据传输的稳定性。由此可见，本实施例为耐温性能一致性不稳定的车载mcu进行防错的冗余设计。
57.步骤s40：若外部时钟处于不稳定状态，执行所述获取锁相环晶体震荡能量实时释放时长的步骤。
58.示范性的，在本实施例中，当外部时钟处于未稳定状态时，说明晶体震荡能量未充分释放，即车载mcu芯片的时钟频率有可能超过最大允许频率，以致晶振频率无法与车载mcu芯片的极限工作频率相匹配，而如果此时将车载mcu中应用程序的时钟信号切换至外部时钟，将可能出现因频率不匹配而造成的死机。因此，为了避免因频率不匹配而造成的死机，需要继续获取新的晶体震荡能量实时释放时长，并根据新的晶体震荡能量实时释放时长继续判断外部时钟是否处于稳定状态。
59.进一步的，在所述当检测到锁相环处于初始化阶段时的步骤之前，还包括：
60.当车载mcu上电后，将引导程序的时钟信号切换至内部时钟，并将所述应用程序的时钟信号切换至内部时钟；
61.对所述锁相环进行初始化处理。
62.示范性的，车载mcu的正常工作需要外部时钟提供时钟信号，而外部时钟的频率可能偏低，为了使系统更加快速稳定运行，需要提升系统所需要的时钟频率。比如车载mcu用的外部晶振是16m的无源晶振，则可以通过锁相环把系统时钟倍频到24m，从而给系统提供更高的时钟信号，提高程序的运行速度。因此，大多数车载mcu芯片内部均集成了锁相环电路，其系统时钟既可由外部晶振直接提供，也可以通过锁相环倍频后提供。在系统上电初始阶段，车载mcu默认使用的是内部时钟，引导程序运行完之后，可通过软件代码来配置成外部时钟，即通常会在这部分引导工作完成后，立即切换到外部时钟模式。
63.现有技术中在实现对车载mcu时钟的倍频目的时，往往需先切换到外部时钟，然后超频到高频，再逐渐稳定到设定值。但是，由于车载mcu芯片耐温不同，极有可能在车载mcu极限频率已经下降时，石英晶体震荡能量还未完全释放，此时晶振频率尚处在较高值，未稳定到设定值时，此时晶振频率还未与车载mcu芯片的极限工作频率相匹配，因此若过早切换到外部时钟，将会因频率不匹配而造成死机。
64.而在本实施例中，为了避免因频率不匹配而造成死机，提出时钟切换保护机制，即在晶振频率未稳定之前，即外部时钟未稳定之前，先将boot(即引导程序)及app(即应用程序)的时钟源持续保持在内部低频时钟工作模式。具体的，当车载mcu上电后，先将引导程序的时钟信号切换至内部时钟，然后立即将应用程序的时钟信号切换至内部时钟；待引导程序和应用程序切换至内部时钟后，再对锁相环进行初始化处理，其中，初始化锁相环的内容包括但不限于禁止总中断、寄存器设置、禁止锁相环以及时钟频率寄存器设置等；等外部时钟稳定后(即车载mcu芯片的时钟频率＜最大允许频率)，再配置寄存器进入外部时钟模式，即在锁相环完成初始化后，再将应用程序从内部时钟切换至外部时钟。
65.进一步的，在所述若外部时钟处于稳定状态的步骤之后，还包括：
66.将所述引导程序的时钟信号切换至外部时钟，以供所述引导程序基于所述外部时钟进行数据传输。
67.示范性的，本实施例中，在外部时钟处于稳定状态之后，还会将引导程序的时钟信号从内部时钟切换至外部时钟，以使得当需要通过引导程序进行外部数据交互时，引导程序可基于外部时钟进行数据传输，进而提高数据传输的稳定性。
68.由此可见，本实施例在初始化锁相环之前，先将boot及app时钟源切换为内部低频时钟；并在初始化app之前，先进行延时处理，等待锁相环晶体震荡能量释放完成，即晶振频率稳定后，再将app时钟切换为外部时钟模式，进而保证车载mcu能够正常工作，并提升数据传输的稳定性。
69.本实施例针对某一款制造工艺不太稳定的车载mcu在采用传统的锁相环倍频后，出现了频繁死机的现象，但是在采取本实施例所提供的方法后，死机现象消失，该款车载mcu芯片可以稳定正常工作，具体的：
70.在进行锁相环倍频中，增加pll晶体震荡能量释放的等待时间，按照多次测试论证后，可将该款车载mcu芯片的能量释放时间设置为5ms，等其能量充分释放后，可避免能量叠加后带来的峰值冲击，进而避免车载mcu芯片的时钟频率超过最大允许频率120m；且在初始化pll之前，先将boot及app时钟源切换为内部低频时钟，等pll稳定后(即车载mcu芯片的时钟频率＜最大允许频率120m)，再设置为外部时钟模式，使app和/或boot进入pll时钟模式；然后将实施了本实施例所提供的改进措施后的车载mcu放入高温箱并频繁开关后，发现无宕机现象发生，证明本实施例已找到问题根本原因，即本实施例所提供的应对措施有效。
71.参见图2所示，本技术实施例还提供一种车载终端数据传输控制装置，包括：
72.获取单元，其用于当检测到锁相环处于初始化阶段时，获取锁相环晶体震荡能量实时释放时长；
73.判断单元，其用于根据所述晶体震荡能量实时释放时长和预设能量释放时长判定外部时钟是否处于稳定状态；
74.切换单元，其用于若外部时钟处于稳定状态，将车载mcu中应用程序的时钟信号切换至外部时钟，以供所述应用程序基于所述外部时钟进行数据传输；若外部时钟处于不稳定状态，使所述获取单元执行所述获取锁相环晶体震荡能量实时释放时长的步骤。
75.进一步的，所述装置还包括初始化单元；
76.所述切换单元还用于当车载mcu上电后，将引导程序的时钟信号切换至内部时钟，并将所述应用程序的时钟信号切换至内部时钟；
77.所述初始化单元用于对所述锁相环进行初始化处理。
78.进一步的，所述切换单元还用于：
79.当外部时钟处于稳定状态时，将所述引导程序的时钟信号切换至外部时钟，以供所述引导程序基于所述外部时钟进行数据传输。
80.进一步的，所述判断单元具体用于：
81.若晶体震荡能量实时释放时长大于或等于预设能量释放时长，则判定外部时钟处于稳定状态；
82.若晶体震荡能量实时释放时长小于预设能量释放时长，则判定外部时钟处于不稳定状态。
83.进一步的，所述预设能量释放时长根据车载mcu芯片的极限工作频率与温度之间的关系确定。
84.需要说明的是，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，上述描述的装置和各单元的具体工作过程，可以参考前述车载终端数据传输控制方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
85.上述实施例提供的车载终端数据传输控制装置可以实现为一种计算机程序的形式，该计算机程序可以在如图3所示的车载终端数据传输控制设备上运行。
86.本技术实施例还提供了一种车载终端数据传输控制设备，包括：通过系统总线连接的存储器、处理器和网络接口，存储器中存储有至少一条指令，至少一条指令由处理器加载并执行，以实现前述的车载终端数据传输控制方法的全部步骤或部分步骤。
87.其中，网络接口用于进行网络通信，如发送分配的任务等。本领域技术人员可以理解，图3中示出的结构，仅仅是与本技术方案相关的部分结构的框图，并不构成对本技术方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。
88.处理器可以是cpu，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(digital signal processor，dsp)、专用集成电路(application specific integrated circuit，asic)、现场可编程逻辑门阵列(field programmable gate array，fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器，或者该处理器也可以是任何常规的处理器等，处理器是计算机装置的控制中心，利用各种接口和线路连接整个计算机装置的各个部分。
89.存储器可用于存储计算机程序和/或模块，处理器通过运行或执行存储在存储器内的计算机程序和/或模块，以及调用存储在存储器内的数据，实现计算机装置的各种功能。存储器可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序(比如视频播放功能、图像播放功能等)等；存储数据区可存储根据手机的使用所创建的数据(比如视频数据、图像数据等)等。此外，存储器可以包括高速随存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如硬盘、内存、插接式硬盘、智能存储卡(smart media card，smc)、安全数字(secure digital，sd)卡、闪存卡(flash card)、至少一个磁盘存储器件、闪存器件或其他易失性固态存储器件。
90.本技术实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时，实现前述的车载终端数据传输控制方法的全部步骤或部分步骤。
91.本技术实施例实现前述的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法的步骤。其中，计算机程序包括计算机程序代码，计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。计算机可读介质可以包括：能够携带计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、u盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(read-only memory，rom)、随机存取存储器(random access memory，ram)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。
92.本领域内的技术人员应明白，本技术的实施例可提供为方法、系统、服务器或计算机程序产品。因此，本技术可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本技术可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器和光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
93.需要说明的是，在本文中，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、物品或者系统不仅包括那些要素，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、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。
94.本技术是参照根据本技术实施例的方法、设备(系统)和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
95.以上所述仅是本技术的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本技术。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技术的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本技术将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。