DoIP远程诊断及与UdsOnCan的比较-ApAutosar_Doip001

1 What is doip?

DoIP(Diagnostic Communication over Internet Protocol是基于 Ethernet 100
Base-TX的诊断协议(100BaseTX is a type of standard for implementing Fast Ethernet networks,具有很高的带宽bandwidth)。通过把诊断消息(诊断请求和诊断响应)打包到Ethernet
frames中,使用 IP、TCP 和 UDP来实现外部测试设备(通过兼容的诊断接口的针脚,见下图1)和汽车控制单元 (ECU) 之间的诊断通信;诊断通信所使用的协议是基于ISO 13400-2 标准的诊断传输层协议及UDS (ISO 14229-5: UDSonIP)应用层协议使用的(和UDSonCAN的服务类似)。
由于 DoIP 允许通过互联网访问ECU
Server,因此可以远程从车辆获取诊断数据,而无需到车辆现场进行车辆的诊断来获取诊断数据,因此可以通过OTP技术来升级ECU程序。
DoIP将成为下一代远程车辆诊断的网关!DoIP所依赖的以太网 MAC 层有如下一些优点:
-以太网是一种低成本技术,有很高数据通信带宽
-它是一个灵活的通信平台,可以很容易地集成到现有的网络基础设施中(比如WLAN)
-它是一种轻型带屏蔽层结构电缆

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              图1  Doip的物理连接口 

2 Why doip?

为什么 UDS over Ethernet(作为 DoIP)适用于下一代汽车应用?
-电子系统日益复杂,并且需要在车辆网络之间进行大量数据通信,这意味着汽车 OEM 和供应商需要更有效的车辆通信网络,如以太网。
-车辆和周围车辆甚至路边基础设施的互连(见下图2)

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                  		图2 车辆互联

-基于传统总线的车辆升级flashing的时间太长(举个例子:由于以太网物理层不支持类似总线的结构(如CAN),因此每个网络节点都需要一个交换机。这确保了基于以太网的 DoIP 支持高达 100 mbps 的速率,而 CAN 则为 500 kbps。)
-Uds作为统一诊断服务协议,支持各种总线系统,例如 CAN、K-line、FlexRay 和以太网。

3 基于ISO-OSI参考模型的DoIP架构

3.1 DoIP涉及的协议标准

如下图所示,

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  • ISO 13400-2 规定了测试设备和车辆ECU之间的诊断的传输层协议。

  • ISO 14229-5 规定了UDSonIP基于应用层的通用统一诊断服务(UDS)

  • 车辆传输层由 TCP 或 UDP协议规定。基于该标准,IPv6/IPv4充当网络层,

  • 以太网 MAC协议用作数据链路层。

  • 对应的物理层指定为Broad Reach 或 100 Base T。

3.1.1 UDS on IP 和 UDS on CAN 的比较

UDS on IP 和 UDS on CAN 的比较可以从两方面进行:

架构采用的标准的区别:

  • ISO 14229-3 标准定义了 UDS 在 CAN 上的实现, UDS on IP 由 ISO 14229-5标准定义
  • UDS on IP支持 ISO 13400-2 标准定义的 DoIP 传输层;而 CAN 上的 UDS 支持ISO 15765-2 标准定义的 CAN 传输层
  • UDS on IP的物理层是以太网,基于 IEEE 802.3(一种有线车辆接口标准),而 CAN 上的 UDS 由 ISO 11898 标准定义

数据传输方面的区别

  • 与 CAN 相比,UDS on IP 支持更长的数据传输延迟时间。
  • 与 CAN 相比,DoIP 中更大的带宽容量使其能够处理大量数据。
  • DoIP 中的标准化数据格式使数据不易出错(见下图3),是诊断服务的理想选择

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					图3 DoIP报文结构

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