车联网SOMEIP应用总结
1 汽车中的SOMEIP
1.1 SOMEIP架构
Figure 1-1 SOMEIP架构
1.2 IEEE规范
IEEE 802.3bw：100BASE-T1
IEEE 802.3bp：1000BASE-T1
IEEE 802.1Q：VLAN
IEEE 802.1Qav：FQTSS
IEEE 802.1Qat：SRP
IEEE 802.1AS：gPTP
1.3 AUTOSAR规范
SOMEIP： AUTOSAR_PRS_SOMEIPProtocol
SOMEIP/SD： AUTOSAR_PRS_SOMEIPServiceDiscoveryProtocol
SOMEIP/SD： AUTOSAR_SWS_ServiceDiscovery
SOMEIP数据序列化： AUTOSAR_SWS_SOMEIPTransformer
SOMEIP： AUTOSAR_TR_SomeIpExample
TCP测试标准： Acceptance Test Specification of TCP communication
UDP测试标准： Acceptance Test Specification of UDP communication
IPv4测试标准： Acceptance Test Specification of IPv4 communication
TCP/IP软件接口描述： Specification of TCP/IP Stack
ATS：Acceptance Test Specification
PRS：Protocol Specification
SRS：Software Requirement Specification
SWS：Software Specification
TR：Technical Report
https://www.autosar.org/fileadmin/user_upload/standards/classic/4-3/AUTOSAR_TR_PredefinedNames.pdf
1.4 Open Alliance规范
TC1：Interoperability & Compliance Tests for 100BASE-T1 PHYs
TC2：100BASE-T1 Ethernet Channel & Components
TC3：1000BASE-T1 CMC Requirements
TC4：Tools
TC6：MII
TC7：1000BASE-RH Gigabit Ethernet over Plastic-Optical-Fiber
TC8：Automotive Ethernet ECU Test Specification
TC9：Automotive Ethernet Channel & Components
TC10：Wake-up and Sleep
TC11：Ethernet switch requirements and qualification
TC12：1000BASE-T1 PHY
TC14：10BASE-T1S PHY
https://www.opensig.org/tech-committees/
1.5 DoIP规范
13400-1：DoIP协议基础
13400-2：DoIP 3/4层
13400-3：DoIP 1/2层
13400-4：DoIP引脚定义
14229-2：UDS5层
14229-5：UDS7层
https://www.iso.org/standards.html
2 GENIVI vsomeip
2.1 Android boost的编译
https://www.boost.org/users/download/
下载2017版本1.66.0，编写Android.bp文件。
cc_library_static {
name: "libboost",
vendor_available: true,
rtti: true,
cppflags: [
"-fexceptions",
//"-mavx2",
],
local_include_dirs: [
"./",
"./libs/log/src/",
],
export_include_dirs: ["./"],
srcs: [
"libs/chrono/src/*.cpp",
"libs/date_time/src/gregorian/*.cpp",
"libs/log/src/setup/*.cpp",
"libs/log/src/*.cpp",
"libs/log/src/posix/*.cpp",
"libs/filesystem/src/*.cpp",
"libs/system/src/error_code.cpp",
"libs/thread/src/future.cpp",
"libs/thread/src/pthread/thread.cpp",
"libs/thread/src/pthread/once.cpp",
],
}
boost.log库在ATOM x86平台上需要-mavx2，加上该标志后，编译可以通过，但是在Android上运行时会出现“Illegal instruction”的错误。可以通过cat /proc/cpuinfo查看CPU支持的特殊指令集。
为了简化Android.bp的编写，libs/log/src/*.cpp会包含所有的cpp文件，要解决在ATOM x86平台上的运行错误，按照如下步骤修改即可。
1）注释Android.bp中的-mavx2
2）将文件libs/log/src/dump_avx2.cpp重命名成libs/log/src/dump_avx2-cpp-
3）将文件libs/log/src/dump_ssse3.cpp重命名成libs/log/src/dump_ssse3-cpp-
4）再重新编译生成libboost.a即可
2.2 Android vsomeip的编译
https://github.com/GENIVI/vsomeip
GENIVI vsomeip基于CAPI（CommonAPI），修改vsomeip Android.bp，添加如下的boost库依赖。
rtti: true,
cppflags: [
"-fexceptions",
],
static_libs: [
"libboost",
],
文件implementation/helper/1.66/boost/asio/detail/reactor_op_ext_local.hpp，注释下面的一行头文件。
#include
vsomeip中使用的Boost.Asio库，这个库只有头文件。这个库需要链接libboost_system，如果要启动线程，还需要链接libboost_thread。
让系统编译OEM Android.bp，需要将Android.bp的路径添加到build/soong/root.bp
2.3 Android vsomeip hello_world的编译
加上如下的vsomeip库依赖。
shared_libs: [
"libvsomeip",
"libvsomeip_cfg",
"libvsomeip_e2e",
"libvsomeip_sd",
],
3 SOMEIP数据包格式
Figure 3-1 SOMEIP报文头及Payload
Figure 3-2 SOMEIP报文头细节
Figure 3-3 SOMEIP Service Discovery报文格式
1）MessageID（包括16bit ServiceID和16bit MethodID）
等于0xffff8100表示SD消息，其它表示gateway消息。
2）OFFER_SERVICE和FIND_SERVICE
FIND_SERVICE：由Client发起，去对端查找对方是否支持特定的ServiceID，如果对端支持，会用OFFER_SERVICE回应该请求。
OFFER_SERVICE：由本地主动周期性发送（类似于USB-PD中的广播Send_Capabilities包）。
OFFER_SERVICE或者FIND_SERVICE之后，只有event才会SUBSCRIBE，接着如果对端有事件，对端就会notify。
3）Session ID
初始值为1，每次传packet，都需要自动加1，一直到0xffff后，再回到1继续累加计数。如果Session ID的值为0，表示本机或者service正在重启，对端会关闭连接并重新OFFER_SERVICE或者FIND_SERVICE。
4 订阅SUBSCRIBE
- SUBSCRIBE简写为sub
- SUBSCRIBE on Offer Service
once ECU1 someipsdd receives OFFER_SERVICE from ECU2 someipsdd and FIND_SERVICE from local client, someipsdd matches the service id , instance id 's of both OFFER_SERVICE and FIND_SERVICE , if matches, FIND_SERVICE成功，然后local client去连接服务器的UDP和TCP sockets，当TCP和UDP sockets连接成功后，then serverConnected EVENT is sent to the local client, and local client sends SUBSCRIBE to ECU2.
tcp/udp socket创建完成 -> serverConnected() -> 订阅
订阅回调如果使用TCP协议，server端由于TCP粘包效应（nagle算法），可能会把几个notification的payload合成一个，然后发送到client端；如果client没有很好地解析该报文，可能导致丢失notification。
tcpdump -i lo port 56790 -w /sdcard/someip_snoop.pcap
Figure 4-1 Subscription
5 Wireshark SOMEIP plugin
5.1 插件安装
解压后，将所有后缀是lua的文件拷贝到Wireshark安装目录plugins/2.4.10/下。
5.2 时间戳调整为UTC显示格式
View -> Time Display Format -> Date and Time of Day
5.3 常用过滤关键字
1）someip
2）ip.src == 192.168.1.1 - 改到对应的ip地址
3）ip.src == 192.168.1.1 and ip.dst == 192.168.1.2 - 改到对应的ip地址
4）someip.messageid == 0xffff8100 and ip.src == 192.168.1.2 - 改到对应的ip地址
5）dns - 调试域名解析
6）tcp.port == 8000
7）!(tcp.analysis.retransmission)
8）tcp.flags.syn==1 or tcp.flags.ack==0
9）tcp.flags.fin == 1
10）usb.src == "1.6.1" and usb.dst == "host" - 改到对应的USB bus_no.addr.ep_no
5.4 常用搜索关键字
1）OFFER_SERVICE
2）FIND_SERVICE
3）SUBSCRIBE
5.5 SOMEIP TCP连接心跳包
SOMEIP TCP连接心跳包（4个字节）：0x dead beef
5.6 tcpdump抓到的log循环写
tcpdump -X -i eth0 -s 0 -C 20 -W 3 -w /data/ipsnoop.pcap -Z root
-i：设备名
-s：过滤包大小限制
-C：定义生成文件大小，兆（Mega Bytes）为单位，取整数
-W：可生成多少个文件
-w：指定生成文件的路径
-Z：用户组，user或者root；Linux如果想循环写文件，此选项必须有，Android不需要
6 TC8测试项目
1）物理层PMA测试
2）TCP/IP一致性测试 - 测试TCP/IP网络层和传输层是否符合规范，Linux上TCP/IP协议栈是开源的，所以一般的失败就是改改网络的配置参数，不会为了过一个测试去修改Linux内核，所以这个测试意义不大，HU上运行一个二进制uppertester，同时使用Spirent的C50 Appliance及其PC软件TTworkbench
譬如：echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/conf/eth0/arp_accept
3）SOME/IP一致性测试 - 测试SOME/IP协议栈是否符合ETS规范，这个是测试重点
4）AVB/TSN一致性测试 - 测试AVB协议栈中的gPTP、FQTSS、AVTP等
7 车载以太网测试设备
7.1 测试设备
驱动开发调试设备：NI
SOME/IP测试设备：德国technica engineering车载以太网交换机
TC8 TCP/IP测试设备：英国Spirent的C50 Appliance及其PC软件TTworkbench
7.2 抓包工具CANoe.Ethernet
VN5610A / VN5640
CANoe文件格式后缀名.blf
Figure 7-1 VN5610A双通道port mirror抓包
8 网络调试助手
NetAssist.exe
使用说明：勾选“按十六进制发送”CheckBox，然后粘贴要发送的16进制数据到“发送窗口”，点击“发送”按钮。
9 网络线路规程qdisc
9.1 qdisc驱动队列
- num_tx_queues表示发送队列的个数，在创建网络设备时进行初始化
- tx_queue_len表示发送队列的最大长度，也即发送队列中正在排队的最大skb个数
-网络的驱动队列由qdisc管理
net/sched/sch_generic.c
pfifo_fast_enqueue()默认的排队函数
Figure 9-1 Driver Queue
9.2 socket读写错误返回值
socket读写错误返回值：errno
10 Abbreviations
Boost.Asio：Asynchronous network I/O
boost.msm：Boost.MetaStateMachine
ETS：Enhanced Testability Service
H-MTD：High-Speed Modular Twisted-Pair Data
libvsomeip_e2e：end to end
MDI：Medium Dependent Interface，媒介有关接口，通常是指将以太网主机或控制器连接至电缆的物理连接器，譬如FAKRA；需要使用矢量网络分析仪VNA测量MDI回波损耗，即100 Ω差分阻抗是否匹配
PVID：Port default VID，PVID属于IEEE 802.1Q，不属于Port-based VLAN
SOA：Service-Oriented Architecture，面向服务的架构
TC8：Technical Committees 8，车载以太网测试规范
VNA：Vector Network Analyzer，矢量网络分析仪
10Base-T1S：S表示Short Reach