阅读说明：本技术 利用反向信道传输的降低复杂度的车辆仪表控制 (Reduced complexity vehicle instrument control using backchannel transmissions ) 是由 K·巴科斯 于 2019-06-03 设计创作，主要内容包括：一种仪表控制系统和方法,用于利用显示信道的反向信道带宽向仪表传输数据和命令。该系统和方法可以相对于设置在车辆内的多个仪表来实现。反向信道带宽可以由形成仪表集群的多个仪表利用。显示数据和仪表数据的传输可以利用处理器,该处理器被配置为解串化以符合已知数字协议的串行化格式提供的数据。(A meter control system and method for transmitting data and commands to a meter using a back channel bandwidth of a display channel. The system and method may be implemented with respect to a plurality of meters disposed within a vehicle. The back channel bandwidth may be utilized by a plurality of meters forming a cluster of meters. The transmission of the display data and the meter data may utilize a processor configured to deserialize data provided in a serialized format consistent with known digital protocols.)

利用反向信道传输的降低复杂度的车辆仪表控制

技术领域

本公开涉及人机接口的控制，并且特别是设置在车辆控制台内的人机接口。

背景技术

车辆中的仪表为用户提供用以控制车辆功能的接口。仪表可以在仪表集群的组中操作，所述仪表集群连接到可操作来协调车辆功能的中央控制器总线。个体仪表集群可以由为每个仪表或仪表集群保留的专用控制器控制。控制器可以包括电路或处理器。仪表集群可以针对涉及驾驶的车辆功能，但其他仪表集群可以针对非驾驶功能，诸如加热/冷却、多媒体功能、内部照明。在仪表与它们相应的控制器之间传输的控制信号可以包括相对小的带宽，并且可以利用双向传输信道。

发明内容

针对每个仪表或仪表集群利用专用控制器增加车辆仪表集群的成本和复杂度。针对多个仪表或仪表集群利用单个控制器可以有利地降低车辆控制的成本和复杂度。仪表或仪表集群可能需要相对有限的传输带宽。因此，控制器与设备之间的现有信道可以展现足够高的带宽，以容纳现有信道的侧信道或反向信道内的附加传输。这样的实现可以有利地准许利用较小数量的控制器控制多个仪表，从而降低车辆控制器系统的成本和复杂度。一些实施例可以有利地包括可编程控制器处理器，其可以附加地使用软件或固件更新来修改。

本公开的一个方面针对至少部分设置在车辆内的数据处理系统。数据处理系统可以包括数据存储部、与数据存储部和车辆的控制器总线进行数据通信的处理器、经由具有最大传输带宽的显示信道与处理器进行数据通信的显示器、以及与处理器进行数据通信的多个仪表。所述多个仪表可以使用显示信道实现与处理器的数据通信。显示器可能需要少于最大传输带宽的带宽，并且所述多个仪表可以经由反向信道利用显示信道中剩余的任何带宽。

本公开的另一方面针对一种包括机器可读数据的非暂时性机器可读介质，所述机器可读数据当由处理器执行时，使得处理器执行包括以下各项的步骤：跨具有最大带宽的数据信道向显示器传输图像数据，从仪表集群接收操作数据，以及向仪表集群传输命令数据。操作数据和命令数据可以用于控制仪表集群的功能。操作数据和命令数据可以利用对于图像数据传输所不需要的带宽而跨数据信道传输。

本公开的另外方面针对一种方法，所述方法包括包含以下各项的步骤：使用传输信道在数据处理器与显示器之间建立主数据连接。传输信道可以附加地利用对于主数据连接所不需要的带宽来容纳数据处理器与多个仪表之间的传输。

下面将参考附图更详细地解释本公开的以上方面和其他方面。

附图说明

图1是利用显示传输信道的反向信道的控制系统的框图。

图2是描述利用显示传输信道作为反向信道以供在控制系统中使用的流程图。

具体实施方式

参考附图公开了图示的实施例。然而，将理解，所公开的实施例意图仅仅是可以以各种形式和替代形式体现的示例。各图不一定是按比例的，并且一些特征可能被放大或最小化以示出特定组件的细节。所公开的具体结构和功能细节不应被解释为限制性的，而是作为用于教导本领域技术人员如何实践所公开构思的代表性基础。

图1示出了根据本文公开的本发明实施例的仪表控制系统100的框图。在所描绘的实施例中，仪表控制系统100可以与车辆的操作相关联，但是在不偏离本文公开的教导的情况下其他实施例可以包括其他配置。仪表控制系统100包括使用显示信道104与显示器103进行数据通信的处理器101。显示信道104可以包括具有最大潜在带宽的数字传输信道，但是在不偏离本文公开的教导的情况下其他实施例可以包括显示信道104的其他实现。在一些实施例中，在不偏离本文公开的教导的情况下，显示信道104的最大潜在带宽可以取而代之地被表征为处理器101的最大处理能力。在不偏离本文公开的教导的情况下，显示信道104可以包括高带宽传输协议，诸如FPD-Link、OpenLDI、嵌入式显示端口、降低摆幅差分信令（RSDS）协议或者对本领域普通技术人员而言已知的适合于传输显示数据的任何其他传输协议。在不偏离本文公开的教导的情况下，显示器103可以是彩色的、非彩色的（例如，灰度），或者两者的组合。在不偏离本文公开的教导的情况下，显示器103可以实现为任何类型的显示器，包括LCD、LED、VGA、OLED、SVGA、CRT或对本领域普通技术人员而言已知的任何其他替代配置。在不偏离本文公开的教导的情况下，显示器103可以提供触摸屏功能性。

显示信道104可以包括足够高的带宽，使处理器101与显示器103之间的数据传输少于显示信道104的最大潜在带宽。在所描绘的实施例中，显示信道104的未使用带宽可以用于与包括多个仪表107的仪表集群105交换控制数据。显示信道104的未使用带宽的利用可以在处理器101与仪表集群105之间形成反向信道109。反向信道109可以提供处理器101与仪表集群105之间的双向通信。利用反向信道109的通信可以符合数字通信标准。在所描绘的实施例中，反向信道109可以利用集成电路间（I²C）协议，但是在不偏离本文公开的教导的情况下，其他实施例可以利用其他标准。在不偏离本文公开的教导的情况下，其他实施例可以包括除了反向信道109之外的其他反向信道。在任何实施例中，反向信道的共同带宽要求少于显示信道104的最大潜在带宽与显示器103所利用的带宽之间的差。

仪表集群105可以包括多个仪表107。共同使用反向信道109的仪表107的组合带宽要求可以有利地不多于显示信道104的最大潜在带宽与对于显示器103操作所需的带宽之间的差。在一些实施例中，显示器103所需的带宽可以是相对于时间固定的带宽，这可以有利地留下一致量的带宽供反向信道109利用。在一些这样的实施例中，显示器103所需的数据可以包括具有固定比特率并且描述与车辆的人机接口的显示（诸如车辆的头部单元的菜单系统）的视频数据。在一些实施例中，显示器103可以包括触摸屏显示器，使得显示信道104可以包括处理器101与显示器103之间的双向通信，但是在不偏离本文公开的教导的情况下其他实施例可以包括仅在一个方向上的通信。在一些这样的实施例中，显示器103的触摸屏组件可以可操作用于与屏幕上图形（诸如由显示器103呈现的人机接口的菜单系统）的人类交互。

在所描绘的实施例中，仪表集群105包括三个仪表107a、107b和107c，但是在不偏离本文公开的教导的情况下其他实施例可以包括不同数量的仪表。在所描绘的实施例中，仪表107a可以包括通用输入/输出（GPIO）扩展器，仪表107b可以包括发光二极管（LED）驱动器，并且仪表107c可以包括步进电机驱动器。在不偏离本文公开的教导的情况下，其他实施例可以包括不同的仪表，诸如LED显示器、液晶显示器（LCD）、速度计、转速表、发动机温度计、燃油计量表、鸣响生成器或对本领域普通技术人员而言已知的任何其他仪表。仪表107可以包括人机接口的组件，或者在不偏离本文公开的教导的情况下可以包括可用于监视或控制仪表控制系统100、相关联的车辆、另一设备或对本领域普通技术人员而言已知的任何其他设备的功能的其他仪表。在任何实施例中，利用反向信道109的仪表105的共同带宽要求将少于显示信道104的最大潜在带宽与显示器103使用的带宽之间的差。在所描绘的实施例中，显示信道104和反向信道109包括与处理器101的单个接口，但是在不偏离本文公开的教导的情况下其他实施例可以包括具有用于显示信道104和反向信道109的单独数据通信信道的配置。

在一些实施例中，仪表107可以被配置为符合特定的操作标准，诸如汽车安全完整性等级（ASIL）的协议。在所描绘的实施例中，仪表107b可以包括符合ASIL-B依从性要求的LED驱动器，但是在不偏离本文公开的教导的情况下其他实施例可以包括其他配置。作为举例而非限制，仪表107的其他配置可以包括符合ASIL-B依从性的LCD图像显示器，或者符合ASIL-A依从性的鸣响生成器。在不偏离本文公开的教导的情况下，其他实施例可以包括符合其他标准的仪表107的配置，所述其他标准诸如是由国际标准化组织（ISO）设计的标准，由国际电工委员会（IEC）设计的标准，或者由本地、区域、国家或国际法律或法规确定的标准。在不偏离本文公开的教导的情况下，多个仪表107中的一些可以符合一个或多个操作标准。

处理器101可以被配置为经由反向信道109与仪表107高效地通信。在一些实施例中，处理器101可以包括解串器，该解串器被配置为接收以特定格式的数据并解串化该数据以用于与仪表107之一通信，使得数据内的特定命令可以由处理器101界定并且被传输到仪表107中的适当一个。处理器101可以从车辆控制总线111、数据存储部113或与处理器101进行数据通信的外部数据源115接收数据。作为举例而非限制，处理器101可以从车辆控制总线111接收串行化数据，该车辆控制总线111可操作来控制仪表107中的一个或多个。处理器101可以解串化接收的数据，并且作为响应，将控制数据提供给仪表107中适当的一个或多个。

在所描绘的实施例中，在不偏离本文公开的教导的情况下，车辆控制总线111可以符合特定的协议，诸如是控制器局域网（CAN）标准，或者对本领域普通技术人员而言已知的足以控制设备的任何其他协议。处理器101可以包括解串器，该解串器可操作来将从车辆控制总线111接收的数据解串化成一系列命令，所述命令被格式化为符合与仪表107一起使用的I²C格式。在不偏离本文公开的教导的情况下，其他实施例可以包括其他限制。

数据存储部113可以包括对于处理器101、显示器103的操作有用的数据，数据存储部113可以体现为非暂时性计算机可读存储介质或机器可读介质，用于承载或具有存储在其上的计算机可执行指令或数据结构。这样的非暂时性计算机可读存储介质或机器可读介质可以是可以由通用或专用计算机访问的以硬件或物理形式体现的任何可用介质。作为举例而非限制，这样的非暂时性计算机可读存储介质或机器可读介质可以包括随机存取存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、电可擦除可编程只读存储器（EEPROM）、光盘存储装置、磁盘存储装置、线性磁数据存储装置、磁存储设备、闪速存储器或可以用于以计算机可执行指令或数据结构的形式承载或存储期望的程序代码构件的任何其他介质。以上的组合也应该包括在非暂时性计算机可读存储介质或机器可读介质的范围内。

在一些实施例中，数据存储部113可以包括处理器101可用于其操作的指令。在不偏离本文公开的教导的情况下，数据存储部113可以包括对于显示器103（诸如人机接口的图形组件）的控制有用的图形数据，或者描述车辆操作的分析数据，或者本领域普通技术人员认为对于呈现给车辆用户有用的其他数据。在所描绘的实施例中，处理器101可以从车辆控制总线111接收附加的分析数据。

在所描绘的实施例中，处理器101还与外部数据源115进行数据通信，在不偏离本文公开的教导的情况下，外部数据源115可以可操作来提供对仪表控制系统100、显示器103、仪表107中的一个或多个、相关联的车辆的操作有用的其他数据，或者本领域普通技术人员认为有用的任何其他替代数据。在不偏离本文公开的教导的情况下，外部数据源115可以与处理器101进行有线或无线连接。外部数据源115可以包括可与处理器101、显示器103、仪表107中的一个或多个或车辆控制总线111之一一起操作的命令数据。在一些实施例中，处理器101可以被配置为解串化来自车辆控制总线111、数据存储部113或外部数据源115的数据和命令，以用于沿着显示信道104传输。在一些实施例中，处理器101可以被配置为作为串行器操作。在一些这样的实施例中，在不偏离本文公开的教导的情况下，处理器101可以被配置为串行化来自车辆控制总线111、数据存储部113或外部数据源115的数据和命令，以用于沿着显示信道104传输。在一些实施例中，在不偏离本文公开的教导的情况下，处理器101可以被配置为串行化来自显示器103、仪表107、车辆控制总线111、数据存储部113或外部数据源115中的一个或多个的数据和命令，以用于到车辆控制总线111、数据存储部113或外部数据源115中的一个或多个的传输。

图2是根据本文公开教导的实施例在车辆控制系统的显示信道内建立控制反向信道的方法的流程图。在步骤200处，处理器建立到显示器的主数据连接。主数据连接包括潜在最大带宽。

在步骤202处，利用主数据连接、利用少于主数据连接潜在最大带宽的总带宽，将显示数据从处理器传输到显示器。

前进到步骤204，处理器在处理器与车辆除显示器之外的其他仪表之间建立替代数据连接。在不偏离本文公开的教导的情况下，仪表可以包括人机接口组件，或者在操作车辆中有用的分析仪表，诸如LED显示器、LCD、速度计、转速表、发动机温度计、燃油计量表、鸣响生成器、GPIO模块、步进电机驱动器、LED驱动器，或对本领域普通技术人员而言已知的对于车辆操作有用的任何其他仪表。仪表的总带宽要求可能少于主数据连接的最大潜在带宽与显示器利用的带宽之间的差。显示器未使用的主数据连接的带宽可以形成对于其他传输可用的带宽的反向信道。因此，在步骤206处，利用反向信道带宽在处理器与仪表之间传输仪表数据。

在不偏离本文公开的教导的情况下，一些实施例可以包括不同数量的利用反向信道的仪表。在具有多个仪表的一些实施例中，可以单独建立与每个不同仪表的数据连接，或者可以与共同地作为仪表集群部分的一些或全部仪表建立数据连接。

在一些实施例中，在不偏离本文公开的教导的情况下，数据连接的建立可以在使用主数据连接传输任何数据之前完成。在一些实施例中，步骤206的传输可以导致该方法返回到步骤202，以使用主数据连接来传输附加的显示数据。在一些实施例中，该方法可以迭代地循环通过一个或多个步骤，以便更新显示并使用反向信道继续传输仪表数据。在一些实施例中，显示器可以被配置为利用固定带宽，诸如图像数据的恒定比特率传输。在这样的实施例中，固定带宽使用可以有利地提供反向信道带宽的更确定的利用。在一些实施例中，处理器可以被配置为从外部源接收串行化数据，并解串化该数据，以用于与显示器和所述多个仪表进行命令或其他数据传输。

虽然以上描述了示例性实施例，但是这些实施例不意图描述所公开的装置和方法的所有可能形式。而是，说明书中使用的词语是描述性的而非限制性的词语，并且应理解，在不脱离如所要求保护的本公开的精神和范围的情况下，可以进行各种改变。各种实现实施例的特征可以被组合以形成所公开构思的另外实施例。