[0001] 本实用新型涉及车载电子系统技术领域，尤其是涉及一种USB转车载以太网设备。

[0002] 近年来，车载电子系统的复杂度越来越高，传感器、控制器、执行器的接口对带宽的要求也随之增高，车内不同的计算单元在不同的域之间彼此通信的需求越来越强。

[0003] 这种复杂度直接导致车内总线使用上的增长。车载以太网是一种用于以太网连接车内电子单元的新型局域网技术。车载以太网承载在单线对非屏蔽双绞线的传输介质上，使用更小巧紧凑的连接器，将可减少高达80％的车内连接成本和高达30％的车内布线重量。

[0004] 车载电子控制单元(Electronic Control Unit，ECU)之间以100BASE‑T1/1000BASE‑T1进行通信，以相应的的带宽传输控制信息及音视频数据。

[0005] 现有的技术中，参照图1，为了测试基于100BASE‑T1、1000BASE‑T1技术的ECU，需要相关的测试软硬件。一般情况下，测试软件安装于计算机，计算机通过RJ45接口仅支持快速以太网(100BASE‑TX)或千兆以太网(1000BASE‑T)协议，存在计算机和ECU之间通信协议不匹配的问题。因此传统做法是通过转换设备，将基于RJ45接口的传统以太网协议转换为车载以太网协议。但是随着计算机轻量化的考虑，越来越多的计算机不再支持RJ45接口。

[0006] 因而，测试人员面临计算机与待测ECU之间数据传输方式的不匹配的问题，导致无法通过计算机基于100BASE‑T1/1000BASE‑T1的ECU的测试。实用新型内容

[0007] 针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的是提供一种USB转车载以太网设备，其使用USB3.0接口，能够将控制信息和音视频数据转换为ECU需要的100BASE‑T1/1000BASE‑T1，USB标准联盟USB‑IF定义了USB3.0标准，该标准理论上最高能够支持5Gbps数据的传输。目前USB3.0在计算机上已广泛应用，考虑到针对测试人员的便携性，以及接口的通用性，通过USB3.0接口能很好地替代RJ45接口。

[0008] 本实用新型的上述实用新型目的是通过以下技术方案得以实现的：

[0009] 一种USB转车载以太网设备，包括计算机与电子控制单元，还包括100BASE‑T1/1000BASE‑T1转换模块，所述100BASE‑T1/1000BASE‑T1转换模块一端通过USB3.0连接所述计算机，另一端通过车载以太网连接器连接100BASE‑T1/1000BASE‑T1的电子控制单元；

[0010] 所述100BASE‑T1/1000BASE‑T1转换模块通过所述计算机提供的USB3.0进行供电，测试过程中所述计算机中的数据会通过USB3.0两对差分线数据转换为一对双绞线的100BASE‑T1/1000BASE‑T1数据。

[0011] 本实用新型在一较佳示例中可以进一步配置为：所述USB3.0两对差分线数据转换为一对双绞线的100BASE‑T1/1000BASE‑T1数据。

[0012] 本实用新型在一较佳示例中可以进一步配置为：所述USB3.0的两对超高速差分信号，分别是发送差分对和接收差分对；而100BASE‑T1和1000BASE‑T1都是通过一对双绞线实现数据的收发；

[0013] 发送过程中，USB3.0的发送数据线将总线信号(0,1)的数据通过微控制器模块转换为0101的数字信号，然后再直接由100BASE‑T1/1000BASE‑T1物理层芯片转换为‑1,0,1的100BASE‑T1/1000BASE‑T1总线信号；接收过程亦相反。

[0014] 本实用新型在一较佳示例中可以进一步配置为：所述100BASE‑T1/1000BASE‑T1转换模块包括供电模块、微控制器模块、USB转换以太网芯片、100BASE‑T1/1000BASE‑T1物理层模块以及以太网连接器电路模块，所述供电模块通过USB3.0连接器与所述微控制器模块电连接；

[0015] 所述微控制器模块连接所述100BASE‑T1/1000BASE‑T1物理层模块，用于对物理层模块进行配置和控制，同时监控物理层模块工作的状态和物理层类型，并通过LED进行指示；

[0016] 所述USB转换以太网芯片分别与所述USB3.0连接器以及100BASE‑T1/1000BASE‑T1物理层模块连接，用于实现接收计算机以太网数据，并通过自身的处理将数据传递给100BASE‑T1/1000BASE‑T1物理层模块；

[0017] 车载以太网连接器与所述100BASE‑T1/1000BASE‑T1物理层模块数据连接，所述100BASE‑T1/1000BASE‑T1物理层模块用于接收微控制器模块发送的RGMII数据，并实现数据转换，然后传给车载以太网接口。

[0018] 本实用新型在一较佳示例中可以进一步配置为：所述100BASE‑T1/1000BASE‑T1转换模块工作前，需由用户根据被测ECU信息确定100BASE‑T1/1000BASE‑T1物理层芯片的工作模式、物理层连接类型进行设置，即通过物理层模块工作模式开关设定物理层模块工作在Master还是Slave状态；

[0019] 即通过物理层类型开关设定物理层模块工作在100BASE‑T1还是1000BASE‑T1类型，微控制器可采集物理层模块工作模式开关和物理层类型开关的输入，并控制物理层芯片进行工作模式和类型的转换。

[0020] 本实用新型在一较佳示例中可以进一步配置为：所述微控制器模块连接物理层类型开关，采集物理层类型开关信号，从而设置车载以太网物理层的类型；

[0021] 所述微控制器模块连接物理层工作模式开关，采集物理层工作模式开关信号，从而设置物理层的主/从工作模式。

[0022] 本实用新型在一较佳示例中可以进一步配置为：所述100BASE‑T1/1000BASE‑T1转换模块还包括电源指示器，所述电源指示器用于指示供电状态。

[0023] 本实用新型在一较佳示例中可以进一步配置为：所述100BASE‑T1/1000BASE‑T1转换模块还包括以太网状态指示器，所述以太网状态指示器用于指示以太网连接状态。

[0024] 本实用新型在一较佳示例中可以进一步配置为：所述100BASE‑T1/1000BASE‑T1转换模块还包括物理层类型指示器，所述物理层类型指示器用于指示车载以太网连接器连接的物理层类型。

[0025] 综上所述，本实用新型包括以下至少一种有益技术效果：

[0026] 本实用新型公开了一种USB转车载以太网设备，通过计算机的USB3.0接口连接100BASE‑T1/1000BASE‑T1转换模块，100BASE‑T1/1000BASE‑T1转换模块通过所述计算机提供的USB3.0进行供电，测试过程中所述计算机中的数据会通过USB3.0两对差分线数据转换为一对双绞线的100BASE‑T1/1000BASE‑T1数据，从而实现计算机与100BASE‑T1/1000BASE‑T1的车载电子控制单元通信，实现功能测试。

[0030] 下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

[0031] 在本申请的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

[0032] 在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是信号连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

[0033] 实施例一：

[0034] 参照图1，为本实用新型公开的一种USB转车载以太网设备，包括计算机1与电子控制单元2，还包括100BASE‑T1/1000BASE‑T1转换模块3，100BASE‑T1/1000BASE‑T1转换模块3一端通过USB3.0连接计算机1，另一端通过车载以太网连接器连接100BASE‑T1/1000BASE‑T1的电子控制单元2；

[0035] 100BASE‑T1/1000BASE‑T1转换模块3通过计算机1提供的USB3.0进行供电，测试过程中计算机1中的数据会通过USB3.0两对差分线数据转换为一对双绞线的100BASE‑T1/1000BASE‑T1数据。

[0036] USB3.0两对差分线数据转换为一对双绞线的100BASE‑T1/1000BASE‑T1数据。100BASE‑T1/1000BASE‑T1转换模块3通过计算机1提供的USB3.0进行供电；USB3.0的两对超高速差分信号，分别是发送差分对和接收差分对；而100BASE‑T1和1000BASE‑T1都是通过一对双绞线实现数据的收发。

[0037] 100BASE‑T1/1000BASE‑T1物理层芯片具有信号融合分离功能，可将发送与接收的信号进行同步处理，即实现了信号的同时收发；

[0038] 100BASE‑T1/1000BASE‑T1转换模块3的实际工作方式为：1.USB3.0网线连接计算机1及100BASE‑T1/1000BASE‑T1转换模块3；2.车载以太网连接器连接100BASE‑T1/1000BASE‑T1ECU；3.设置100BASE‑T1/1000BASE‑T1转换模块3的物理层类型开关和物理层工作模式开关；4.观察LED灯的状态，确定100BASE‑T1/1000BASE‑T1转换模块3与ECU正常Linkup；5.打开计算机1软件，测试ECU数据。

[0039] 发送过程中，USB3.0的发送数据线将总线信号(0,1)的数据通过微控制器模块转换为0101的数字信号，然后再直接由100BASE‑T1/1000BASE‑T1物理层芯片转换为‑1,0,1的100BASE‑T1/1000BASE‑T1总线信号；接收过程亦相反。

[0040] 100BASE‑T1/1000BASE‑T1转换模块3包括供电模块、微控制器模块、USB转换以太网芯片、100BASE‑T1/1000BASE‑T1物理层模块以及以太网连接器电路模块，供电模块通过USB3.0连接器与微控制器模块电连接；供电模块仅支持一种供电方式，通过USB3.0供电。USB3.0的标准供电电压为5V，给微控制器、物理层芯片及外围电路供电。

[0041] 微控制器模块连接100BASE‑T1/1000BASE‑T1物理层模块，微控制器模块是100BASE‑T1/1000BASE‑T1转换模块3的核心控制模块，用于对物理层模块进行配置和控制，同时监控物理层模块工作的状态和物理层类型，并通过LED进行指示；

[0042] USB转换以太网芯片分别与USB3.0连接器以及100BASE‑T1/1000BASE‑T1物理层模块连接，用于实现接收计算机1以太网数据，并通过自身的处理将数据传递给100BASE‑T1/1000BASE‑T1物理层模块，其中，在本实施例中，100BASE‑T1/1000BASE‑T1物理层模块为
100BASE‑T1/1000BASE‑T1物理层芯片。

[0043] 车载以太网连接器与100BASE‑T1/1000BASE‑T1物理层模块数据连接，100BASE‑T1/1000BASE‑T1物理层模块包括100BASE‑T1/1000BASE‑T1物理层芯片、车载以太网接口及相关外围电路，100BASE‑T1/1000BASE‑T1物理层模块用于接收微控制器模块发送的RGMII数据，并实现数据转换，然后传给车载以太网接口。

[0044] 100BASE‑T1/1000BASE‑T1转换模块3工作前，需由用户根据被测ECU信息确定100BASE‑T1/1000BASE‑T1物理层芯片的工作模式、物理层连接类型进行设置，即通过物理层模块工作模式开关设定物理层模块工作在Master还是Slave状态；即通过物理层类型开关设定物理层模块工作在100BASE‑T1还是1000BASE‑T1类型，微控制器可采集物理层模块工作模式开关和物理层类型开关的输入，并控制物理层芯片进行工作模式和类型的转换。

[0045] 具体的，100BASE‑T1/1000BASE‑T1转换模块3包括物理层类型开关、物理层工作模式开关、微控制器、100BASE‑T1/1000BASE‑T1物理层模块、USB3.0转换以太网芯片、电源指示器、物理层类型指示器、以太网状态指示器、第一端口(USB3.0连接器)和第二端口(车载以太网连接器)；

[0046] 第一端口与微控制器连接，通过USB3.0为微控制器提供电能；

[0047] 第一端口与USB转换以太网芯片连接，通过USB3.0传输数据；

[0048] 第二端口与100BASE‑T1/1000BASE‑T1物理层模块数据连接；

[0049] 微控制器模块连接物理层类型开关，采集物理层类型开关信号，从而设置车载以太网物理层的类型；

[0050] 微控制器模块连接物理层工作模式开关，采集物理层工作模式开关信号，从而设置物理层的主/从(Master/Slave)工作模式。

[0051] 100BASE‑T1/1000BASE‑T1转换模块3还包括电源指示器，电源指示器用于指示供电状态。

[0052] 100BASE‑T1/1000BASE‑T1转换模块3还包括以太网状态指示器，以太网状态指示器用于指示以太网连接状态。

[0053] 100BASE‑T1/1000BASE‑T1转换模块3还包括物理层类型指示器，物理层类型指示器用于指示第二端口连接的物理层类型。

[0054] 本实用新型的实施原理为：本实用新型公开了一种USB转车载以太网设备，通过计算机1的USB3.0接口连接100BASE‑T1/1000BASE‑T1转换模块3，100BASE‑T1/1000BASE‑T1转换模块3通过所述计算机1提供的USB3.0进行供电，测试过程中所述计算机1中的数据会通过USB3.0两对差分线数据转换为一对双绞线的100BASE‑T1/1000BASE‑T1数据，从而实现计算机1与100BASE‑T1/1000BASE‑T1的车载电子控制单元2通信，实现功能测试。

[0055] 本具体实施方式的实施例均为本实用新型的较佳实施例，并非依此限制本实用新型的保护范围，故：凡依本实用新型的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本实用新型的保护范围之内。