基于以太网的标准化车辆诊断

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。

OSI 模型中的 DoIP

如果您看一下 OSI 参考模型，很快就会清楚 DoIP 如何适应 ECU 的软件结构。图 3 显示了具有从属软件层的一些基本应用程序的简化版本。层5 到 7 为诊断实现特定于 DoIP 的协议处理。

图 3：OSI 模型中的 DoIP

总结

由于与CAN相比具有更大的带宽，DoIP可以处理大量数据，这在闪存编程应用中特别有用。这项技术仍然是面向未来的，而且价格低廉，因为您不一定需要诊断硬件。通过将DoIP嵌入到基于标准的诊断测试仪中，用户可以从相关优势中受益，例如在车辆的整个生命周期内安全高效地创建和进一步处理诊断数据。基于以太网的标准化车辆诊断。

审核编辑：汤梓红