车载诊断协议DoIP系列 —— 车载以太网诊断需求规范（网关、路由）.docx

### 车载诊断协议DoIP系列 —— 车载以太网诊断需求规范（网关、路由） #### 一、系列文章目的 车载诊断协议DoIP（Diagnostics over Internet Protocol）是一种专为现代汽车设计的通信协议，用于通过以太网进行车载系统的诊断。随着汽车电气化和智能化的发展，车载网络结构日益复杂，传统的诊断协议已经无法满足当前的需求。DoIP作为一种先进的技术方案，被广泛应用于现代汽车中。撰写此系列文章的目的在于全面解析DoIP协议及其应用场景，包括但不限于以下几个层面： 1. **电子电器架构层面**：定义边缘节点和DoIP节点的需求，设置网关的路由规则。 2. **功能实现层面**：从代码配置的角度出发，实现DoIP模块从底层到DCM（Data Communication Module）诊断模块的链接。 3. **功能测试层面**：利用专业测试工具进行DoIP功能验证，包括但不限于网关路由转发、协议一致性以及Application/Bootloader等领域的测试。 此外，文章还将详细介绍ISO 13400标准（2019版），并结合OEM（Original Equipment Manufacturer，原始设备制造商）视角探讨如何制定企业级的DoIP规范。同时，还会涉及信息安全等关键议题。 #### 二、UDSonIP_通用需求 UDSonIP即基于ISO 15765的诊断服务在IP网络上的应用，其重点在于为连接到基于IP网络的车载诊断ECU（Electronic Control Unit，电子控制单元）提供特定的诊断要求。这一部分旨在为从事车载架构设计、系统集成、软件开发等相关工作的人员提供明确的技术指南和要求。 根据UDSonIP的需求，ECU可以被分类为以下几种类型： 1. **边缘节点**：负责与外部诊断仪的通信，以及通过主干网络和内部网络转发诊断消息至其他车载ECU。边缘节点还需发送车辆标识信息。 2. **IP路由器/交换机ECU**：扮演IP路由器或交换机的角色，处理IP层面的数据转发工作。 3. **IP ECU**：连接到内部TCP/IP网络（如以太网）的ECU。 若边缘节点或IP ECU还承担诊断网关、路由器或交换机的角色，以连接到子网络，则需满足额外的诊断要求。这要求设计者在实现过程中考虑到路由规则、网络安全性、性能稳定性、协议兼容性、错误处理与日志记录、可扩展性等多个方面，确保诊断功能的高效稳定运行。 #### 三、车载网关（Diagnostic gateway） 车载网关是实现车载系统间互连的关键组件之一。为了确保车载诊断消息能够在不同的车载网络间顺利传递，网关需要具备以下特性： 1. **协议兼容性**：支持多种诊断通信协议，以便于与不同来源的诊断消息交互。 2. **路由策略**：根据预设的路由规则将消息转发至目标ECU或网络。 3. **安全机制**：确保通信过程中的数据安全，防止未经授权的访问。 4. **性能优化**：通过对数据包的优先级排序等方式提升整体网络效率。 5. **故障恢复**：具备冗余设计和故障恢复能力，保障网络的可靠性和可用性。 6. **可配置性**：允许用户根据实际需求调整路由表和其他配置参数。 #### 四、诊断路由（Diagnostic routing or switching） 诊断路由是指在网络中选择最佳路径将诊断消息从源节点传输到目的地的过程。这通常涉及到以下要素： 1. **路由算法**：如最短路径算法、权重最小算法等，用于确定最佳传输路径。 2. **路由表**：存储了网络拓扑结构、节点位置等信息，是实现有效路由的基础。 3. **动态路由**：根据实时网络状况自动调整路由策略，以应对突发情况。 4. **负载均衡**：通过平衡各个链路上的数据流量，避免单个链路过载，提高整个网络的吞吐量。 5. **服务质量（QoS）**：通过优先级管理等方式保证关键诊断任务的数据传输质量。 总结而言，车载以太网诊断需求规范涵盖了从基本概念到具体实现的各个方面，旨在为汽车制造商和相关技术人员提供一套完整的技术指南。通过遵循这些规范，可以有效地提升车载系统的诊断效率和安全性，进而推动汽车行业向更智能、更安全的方向发展。