AutoSAR CP DoIP规范导读

1. 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。

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     • 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。
2. 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。
3. 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IDstd::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。