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中间件SOME/IP简述

news 2025/7/8 18:05:34

SOME/IP

SOME/IP 不是广义上的中间件，严格的来讲它是一种通信协议，但中间件这个概念太模糊了，所以我们也一般称 SOME/IP 为通信中间件。

SOME/IP 全称是 Scalable service-Oriented MiddlewarE over IP。也就是基于 IP 协议的面向服务的可扩展性通信中间件协议。

所以，要弄清 SOME/IP 需要从它的名字出发，要搞清楚它的 3 个要素：

面向服务 SOA
基于 IP 协议之上的通信协议
中间件

SOME/IP 功能

既然是通信中间件，那么做的就是通信相关的事情。
SOME/IP 能干的事情有 3 类：

服务发现 (Service Discovery)
远程服务调用（RPC,remote producer call）
读写进程信息（Getter & Setter）

SOME/IP 与 CAN

CAN 是传统的汽车软件通信协议，CAN FD 是其扩展，它们与 SOME/IP 的主要区别如下：
在这里插入图片描述 CAN 协议是汽车软件开发最重要的通信协议，但随着汽车智能化程度越来越高，CAN 通信遇到的瓶颈越来越大，表现在 2 个维度:
通信速度
CAN 一般是 512kb/s，CAN FD 能到 1MB/s
通信负荷
CAN 是 8Byte，CAN FD 能到 64Byte,而 SOME/IP 能到 1500 Byte

SOME/IP 和车载以太网、IP关系

CAN 是基于信号在双绞线中传输信号，而 SOME/IP 是面向服务在车载以太网中传输信号。而 SOME/IP 中的 IP 是 Over IP ，也就是在 IP 协议层之上的意思。
TCP/IP、UDP 都是传统网络协议，网络协议是分层的，车载以太网网络协议也是一样的。位于协议栈的应用层，基于 TCP/UDP 协议之上的应用。
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SOME/IP 和 Autosar、SOA 的关系

SOME/IP 最初由宝马公司设计，2013 年被收录到 Autosar 4.1 规范。

AP和CP Autosar 都支持 SOME/IP 协议。一辆汽车中可能同时存在基于 AP Autosar 的 ECU 和基于 CP Autosar 的 ECU，它们之间存在 Signal2Service 操作，通过车载以太网中的 SOME/IP 之类的协议通信。

AP Autosar 是基于 SOA 理念设计的软件框架，而 SOME/IP 作为其通信协议，可以实现 Service 的 Publishe/Subscribe 通信，所以在汽车领域一般讲 SOA 不能不提到 AP Autosar，而讲到 SOME/IP 时，SOA 也会常被提起。

SOME/IP 的形态

具体到汽车软件开发，SOME/IP 有两种形态：

集成到 Autosar 中的 Module
集成到 Posix 系统中的独立的 Lib

需要注意 GENIVI 这个组织，它针对 SOME/IP 标准实现了开源 vsomeip 方案，vsomeip 能够独立集中到操作系统中。
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SOME/IP 的消息格式

SOME/IP 协议一般指代具体

SOME/IP
SOME/IP-SD
SOME/IP-TP

SOME/IP 消息结构：
在这里插入图片描述

一个完整的 SOME/IP 消息，包含以下内容：

Message ID 代表 Sevice ID 或者 Method ID
Length 消息长度，从 Request ID 算起到
Request ID
Protocal Version 协议版本号
Interface Version 接口版本号
Message Type 消息类型
Return Code 返回编码
Payload 数据负载

Message ID
可以指代一个远程调用 RPC 的 Method 或者是一个服务的 Event。

Request ID
Client ID 用来区分不同的客户对象，Session ID 用来区分不同的对话。

Message Type
Message Type 用来标记消息类型。共有如下几种：
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Return Code
根据 MessageType 不同，Return Code 不同。一般是 E_OK(0x00)，但如果是 Response 或者 Error 的话就不会是 0x0。

Payload
SOME/IP 底层可以基于 TCP 或者 UDP，这使得 Payload 的容量不一样。
如果是 UDP 协议，那么 SOME/IP 大概限制在 1400 Bytes的容量。
但如果是基于 TCP 协议，通过数据分段传输，那么 SOME/IP 可以实现更大容量传输。

Endianess
所有的 SOME/IP Header 内容采用大端传输(big endian)。而 Payload 中的数据存放顺序通过配置设置。

SOME/IP 支持的数据结构类型

基础数据类型
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结构化数据类型

SOME/IP 消息通信类型

R & R (Request & Response)
F & F (Fire & Forget)
Notification
Event

R&R
最常见的通信模式之一是请求/响应模式。客户端发送请求消息，服务器给予回应。

F&F
客户端发送 Request，无需 Response 的操作称为 Fire & Forget。

Notification Event
Notification 代表的是一种 Publish-Subscribe 通信机制，Server 端会主动推送信息给订阅方。
但 Notification 分3种情况：

Cyclic Update 周期性的发送相关 value 的变化
Update On Change 如果 value 发生变化，则向外推送
Epsilon Change 如果 value 的值大于相应的 epsilon值，那么对外推送消息