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AutoSAR CP DoIP规范导读

article 2024/12/27 4:09:36

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主要功能和用途
- 诊断通信协议实现
  - 遵循标准：遵循ISO 13400 - 2标准，实现了诊断通信在IP网络上的传输协议和网络层服务，包括数据封装、传输、路由等功能。
  - 多种消息支持
    - 车辆识别与公告：能够进行车辆识别请求和响应，发送车辆公告信息，包括车辆标识、实体标识、组标识等信息，用于识别和定位车辆在网络中的位置。
    - 路由激活：实现了路由激活机制，允许对不同的诊断消息路径进行激活或禁用，以满足不同协议和测试设备的需求，同时支持对路由激活的认证和确认过程，确保通信的安全性和可靠性。
    - 节点信息查询：提供了诊断节点的信息查询功能，如诊断功率模式、实体状态等，帮助诊断系统了解节点的工作状态和能力。
    - 诊断消息传输：支持诊断消息的传输，包括请求和响应消息，确保诊断数据在车辆和外部测试设备之间的准确传递，并提供了诊断消息的确认和否定确认机制，以保证数据传输的可靠性。
- 网络通信管理
  - 连接管理：负责维护与底层网络的连接，包括TCP和UDP连接的建立、维护和关闭，根据激活线状态和配置信息，动态管理网络连接，确保通信的正常进行。
  - 地址分配与管理：处理IP地址的分配和管理，包括自动获取IP地址、释放IP地址等操作，同时支持对主机名的设置和读取，以便在网络中进行标识和通信。
  - 数据传输与路由
    - 数据传输：通过SoAd接口接收和发送数据，将接收到的诊断数据进行处理和路由，转发给相应的目标地址，同时将本地产生的诊断数据进行封装和传输，确保数据的准确传输。
    - 路由选择：根据路由激活信息和目标地址，选择合适的路由路径进行数据传输，支持多播和单播通信方式，满足不同场景下的通信需求。
- 错误处理与安全机制
  - 错误分类与处理：定义了多种错误类型，如开发错误、运行时错误、瞬态故障、生产错误和扩展生产错误等，并对每种错误类型进行了详细的描述和处理方式规定，确保在出现错误时能够及时报告和处理，保证系统的稳定性和可靠性。
  - 安全机制
    - 认证与确认：在路由激活过程中，支持对测试设备的认证和确认，确保只有授权的设备能够访问和操作车辆的诊断系统，同时对传输的数据进行加密和验证，防止数据被篡改和窃取。
    - 安全事件报告：能够检测和报告安全事件，如ICV生成或验证失败、FV不可用等，及时采取措施保护系统的安全。
使用例子
- 汽车诊断系统：在汽车电子系统中，多个控制单元通过以太网连接，需要进行诊断通信以确保车辆的正常运行。DoIP模块可以作为诊断通信的核心模块，实现以下功能：
  - 车辆识别与连接：当外部测试设备接入网络时，DoIP模块通过车辆识别请求和响应，识别测试设备的身份，并建立连接。
  - 路由激活与诊断消息传输
    - 路由激活：根据测试设备的需求，激活相应的诊断消息路由，确保测试设备能够访问和操作特定的控制单元。
    - 诊断消息传输：测试设备发送诊断请求消息，DoIP模块将其路由到相应的控制单元，控制单元执行诊断操作后，将诊断响应消息通过DoIP模块返回给测试设备，实现了诊断数据的双向传输。
  - 网络管理与状态监测
    - 连接管理：DoIP模块负责维护与底层网络的连接，确保连接的稳定性和可靠性。当网络连接出现问题时，如连接中断或IP地址变化，DoIP模块能够及时检测并进行相应的处理。
    - 状态监测：通过监测节点信息，如诊断功率模式、实体状态等，DoIP模块可以及时了解车辆的工作状态，为诊断和故障排除提供依据。
C++ 源代码说明使用和工作原理
以下是一个简单的C++ 源代码示例，用于说明DoIP模块的使用和工作原理：

#include <iostream>
#include <string>
#include <vector>

// 模拟StbM模块
class StbM {
public:
    void getCurrentTime() {
        std::cout << "StbM: Getting current time..." << std::endl;
        // 模拟获取当前时间的操作
    }
    void setBusGlobalTime(double time) {
        std::cout << "StbM: Setting global time to " << time << std::endl;
        // 模拟设置全局时间的操作
    }
};

// 模拟EthIf模块
class EthIf {
public:
    void enableEgressTimeStamp() {
        std::cout << "EthIf: Enabling egress time stamp" << std::endl;
        // 模拟启用出口时间戳的操作
    }
    void transmitData(const std::string& data) {
        std::cout << "EthIf: Transmitting data: " << data << std::endl;
        // 模拟数据传输的操作
    }
    void getIngressTimeStamp() {
        std::cout << "EthIf: Getting ingress time stamp" << std::endl;
        // 模拟获取入口时间戳的操作
    }
};

// 模拟DoIP模块
class DoIP {
private:
    StbM* stbM;
    EthIf* ethIf;

public:
    DoIP(StbM* stbM, EthIf* ethIf) : stbM(stbM), ethIf(ethIf) {}

    void init() {
        std::cout << "DoIP: Initializing..." << std::endl;
        // 初始化操作，例如设置默认参数、初始化状态等
    }

    void handleMessage() {
        // 模拟接收和处理消息的过程
        std::cout << "DoIP: Receiving and processing message" << std::endl;

        // 模拟接收数据
        std::string receivedData;
        // 假设从EthIf接收数据并存储在receivedData中

        // 解析消息
        if (receivedData == "VehicleIdentificationRequest") {
            std::cout << "DoIP: Received Vehicle Identification Request" << std::endl;
            // 模拟处理车辆识别请求
            std::string vehicleID = "123456"; // 假设获取到的车辆ID
            std::string responseData = "VehicleIdentificationResponse:" + vehicleID;
            ethIf->transmitData(responseData);
        } else if (receivedData == "RoutingActivationRequest") {
            std::cout << "DoIP: Received Routing Activation Request" << std::endl;
            // 模拟处理路由激活请求
            bool activationSuccess = true; // 假设激活成功
            if (activationSuccess) {
                std::string responseData = "RoutingActivationResponse:Success";
                ethIf->transmitData(responseData);
            } else {
                std::string responseData = "RoutingActivationResponse:Failed";
                ethIf->transmitData(responseData);
            }
        } else {
            std::cout << "DoIP: Unsupported message" << std::endl;
        }
    }
};

int main() {
    StbM stbM;
    EthIf ethIf;
    DoIP doIP(&stbM, &ethIf);

    doIP.init();

    // 模拟接收和处理消息
    while (true) {
        // 假设从网络中接收消息
        std::string receivedMessage;
        // 这里可以添加实际的接收消息逻辑

        doIP.handleMessage();
    }

    return 0;
}

在上述示例中：

模块模拟
- 定义了StbM、EthIf和DoIP三个类来模拟实际的模块。
- StbM类负责提供获取当前时间和设置全局时间的功能。
- EthIf类负责处理以太网数据的收发和时间戳的获取。
- DoIP类作为核心模块，管理诊断消息的接收、处理和传输。
工作流程
- 在main函数中，创建了StbM和EthIf的实例，并将它们传递给DoIP的构造函数进行初始化。
- 然后，调用DoIP的init方法进行初始化操作。
- 接下来，通过一个循环模拟不断接收和处理消息的过程。在每次循环中，假设从网络中接收一个消息，然后调用DoIP的handleMessage方法来处理该消息。
- 在handleMessage方法中，根据接收到的消息类型进行不同的处理。例如，如果接收到车辆识别请求消息，就模拟生成并发送车辆识别响应消息；如果接收到路由激活请求消息，就模拟处理请求并发送相应的响应消息。
  通过这个简单的示例，可以大致了解DoIP模块的使用和工作原理，包括与其他模块的交互、消息的接收和处理、错误处理等。在实际应用中，DoIP模块的功能会更加复杂，需要根据具体的需求进行更多的配置和实现。