基于以太网的标准化车辆诊断

xingqingzl 2022-11-25 发布于北京

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来源：车端

作者：初光

由于电子系统越来越复杂，车辆中的数据量不断增加，车辆诊断和ECU编程必须相应地高效。为此，基于以太网技术的通信的以太网协议诊断（DoIP）越来越火。本文展示了DoIP在诊断测试仪的软件结构中的定位，并提供了对诊断协议基本特征的讲解。

基于thernet的通信为车辆诊断提供了新的概念。例如，即使没有VCI，现在也可以从测试仪直接访问车辆，并且诊断接口与IT基础设施的集成大大简化。这既可以使用 LAN 电缆进行，也可以在移动应用程序的情况下通过 WLAN 进行。

图1：测试仪技术

上图提供了基于标准化模块的诊断测试仪的基本元素。通常，车辆通过车辆通信接口（VCI）访问，该接口通常通过USB，WLAN或LAN与工作站连接。过去，专有协议和KWP被用作通信协议。如今，倾向于使用UDS（统一诊断服务）协议。它支持所有已建立的总线系统，如CAN，K-Line，FlexRay和以太网。该系统的核心是符合ISO 22900标准的MVCI诊断服务器，该服务器定义了通信参数并将来自D-PDU API的字节流转换为物理值。这些操作通过使用创作系统创建的 ODX 文件进行控制。使用D-Server，OTX运行时系统可以使应用程序无需处理测试序列，因为它也可以使用创作系统提供的OTX文件进行数据驱动。

基于互联网协议（DoIP）的诊断

通过使用标准化的接口和数据格式，处理不容易出错，并且在车辆的整个生命周期内重复使用效率要高得多。DoIP在所有相关标准中都被考虑在内，用作诊断测试仪组件的基础。OTX（开放测试序列交换，ISO 13209）规范允许在使用DoIP时创建测试序列的扩展。符合 ISO 22900-3 的 MCD-3D API 必须用作诊断服务器的编程接口。它必须满足ASAM MCD-3D 3.0。

VCI 可通过符合 ISO 22900-2 的编程接口 D-PDU API 访问，其中包括对 DoIP 的修订。DoIP 是 UDS 规范的一部分，UDS 规范是最广泛的诊断通信标准。ISO 14229-5 指定应用层，ISO 13400 定义传输层。除CAN外，DoIP还将被纳入全球标准WWH-OBD（全球统一OBD，ISO 27145）的定义中。

与DiagOnCAN的比较

以下是DoIP的基本特征与通过CAN总线使用诊断程序的比较。

标准以太网物理层用作 DoIP 的传输介质。这不像CAN这样的总线结构。每个网络节点都需要一个交换机。一个根本区别是DoIP的比特率为100 Mbit/s，CAN传输的比特率为500 kbit/s。

图2：UDSonIP和UDSonCAN的比较

TCP和UDP都用作车辆识别的传输层。根据该标准，IPv6在网络层中是首选，尽管出于兼容性原因通常使用IPv4。在数据链路层中，使用以太网 MAC。作为物理层，BroadR-Reach被指定用于板载通信，标准以太网用于板外通信。

UDSonIP和UDSonCAN在使用 UDS 作为诊断协议的应用程序的访问方法没有显著差异。

使用DoIP，普通UDS消息打包在TCP / IP报文中，因此可以通过以太网或WLAN传输。这意味着使用 DoIP 而不是 DiagOnCAN 作为传输层。

DoIP规范规定了访问支持DoIP的车辆的几种配置或模式。在最简单的组合模式下，只访问一个所谓的实体。在其他模式中，可以访问分布在几辆车中的一组实体。在请求车辆识别和状态信息并通过 UDP/IP 建立连接后，将使用路由激活请求建立 TCP/IP 连接。成功确认后，诊断请求可以发送到DoIP ECU下属的任何ECU。

DoIP怎么访问车辆

定义了四条数据线和一条激活线，用于通过标准 OBD 连接器上的自由引脚访问车辆。目前正在考虑是否应该指定更合适的连接器来实现更高的数据速率。因此，使用带有 OBD 连接器的以太网电缆可以轻松实现诊断访问。对于移动应用，WLAN和LAN的转换可以通过方便的OBD加密狗来实现。对于服务器中的使用，当以太网和法定CAN总线要运行时，最好的选择是使用功能强大的VCI。