1、概述

????????DoIP是Diagnostic communication over Internet Protocol 的簡(jiǎn)稱，顧名思義，就是通過(guò)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議進(jìn)行診斷通信。

????????ISO 13400的所有部分都基于ISO/IEC 7498-1中規(guī)定的OSI基本參考模型，該模型將通信系統(tǒng)分為七層。從上到下稱為應(yīng)用層(第7層)、表示層、會(huì)話層、傳輸層、網(wǎng)絡(luò)層、數(shù)據(jù)鏈路層和物理層(第1層)。ISO 13400使用了這些層的一個(gè)子集。ISO 13400為DoIP指定了傳輸層、網(wǎng)絡(luò)層、數(shù)據(jù)鏈路層和物理層。

????????ISO 13400由以下部分組成，其總稱為"道路車輛-互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議診斷通訊"(DoIP):

????????????????1、 一般信息和用例定義。

????????????????2、 傳輸協(xié)議和網(wǎng)絡(luò)層服務(wù)。

????????????????3、 基于IEEE 802.3的有線車輛接口。

????????以下部分正在籌備中

????????????????4、 以太網(wǎng)診斷連接器。

????????????????5、 一致性測(cè)試規(guī)范。

????????ISO 13400協(xié)議與OSI基本參考模型的對(duì)應(yīng)關(guān)系可參考下圖：

2、DoIP的優(yōu)勢(shì)

??????? 1、更快的診斷響應(yīng)。

??????? 2、傳輸大量數(shù)據(jù)的時(shí)間更短（用于軟件刷新和參數(shù)下載）。

??????? 2、使得遠(yuǎn)程的直接診斷成為可能。

3、基本要求

3.1、數(shù)據(jù)鏈路與物理層要求

????????根據(jù)ISO-13400的要求，DoIP通信在物理層支持100BASE-TX (100 Mbit/s Ethernet) 和10BASE-T (10 Mbit/s Ethernet) 兩種制式。DoIP設(shè)備的MAC地址也符合IEEE 802.3 的要求。

3.2、傳輸層與網(wǎng)絡(luò)層要求

????????ISO-13400規(guī)定，DoIP通信在傳輸層上必須同時(shí)支持UDP和TCP，并將UDP和TCP的使用場(chǎng)合進(jìn)行了定義，對(duì)所使用的端口號(hào)也進(jìn)行了定義。后續(xù)會(huì)說(shuō)明。

????????ISO-13400規(guī)定，DoIP通信在網(wǎng)絡(luò)層上使用IPv6協(xié)議，但是為了后向兼容的原因，也支持IPv4。此外，對(duì)于IPv4來(lái)說(shuō)，還要支持地址解析協(xié)議（ARP），對(duì)于IPv6來(lái)說(shuō)，還要支持鄰居發(fā)現(xiàn)協(xié)議(NDP)，這兩個(gè)協(xié)議是用于在只知道IP地址的情況下獲取MAC地址的。

4、基本數(shù)據(jù)類型

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????????DoIP數(shù)據(jù)作為SDU層層向下傳遞，直至構(gòu)成完整的以太網(wǎng)幀，通過(guò)物理層的介質(zhì)發(fā)送出去。DoIP的數(shù)據(jù)內(nèi)容分為5個(gè)部分：

????????1、所使用的ISO13400版本信息，占用1個(gè)字節(jié)。

????????2、所使用的ISO13400版本信息依比特取反，占用1個(gè)字節(jié)。

????????3、數(shù)據(jù)類型，占用2個(gè)字節(jié)（標(biāo)識(shí)本幀數(shù)據(jù)的用途，比如用于上報(bào)或請(qǐng)求車輛信息、診斷命令、診斷邏輯鏈接激活、alive check等）。

????????4、數(shù)據(jù)長(zhǎng)度，占用4個(gè)字節(jié)（標(biāo)識(shí)后面的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度）。

????????5、診斷數(shù)據(jù)，長(zhǎng)度為0至2的32次方減1，這里的數(shù)據(jù)又分為sender address、receiver address、應(yīng)用數(shù)據(jù)這三部分。

4.1、ISO13400版本取值范圍

????????DoIP版本取值范圍如下表：

Version	含義
0x00	reserved
0x01	DoIP ISO/DIS 13400-2:2010
0x02	DoIP ISO 13400-2:2012
0x03…0xFE	reserved by this part of ISO 13400
0xFF	default value for vehicle identifcation request messages

4.2、ISO13400數(shù)據(jù)類型

DoIP數(shù)據(jù)的第三個(gè)部分是data type,即描述數(shù)據(jù)包中的數(shù)據(jù)類型，取值范圍如下圖所示：

????????上面這個(gè)表格不但定義了代表不同數(shù)據(jù)類型的值，還說(shuō)明了具體的數(shù)據(jù)類型應(yīng)該是通過(guò)UDP還是TCP來(lái)發(fā)，并定義了應(yīng)該在哪個(gè)端口上發(fā)。

????????其中最常用的數(shù)據(jù)類型應(yīng)該是0x8001，0x8002，0x8003了，代表的含義分別是診斷消息、診斷消息正響應(yīng)和診斷消息負(fù)響應(yīng)。

????????0x0001至0x0004用于汽車標(biāo)識(shí)上報(bào)或請(qǐng)求，只能通過(guò)UDP報(bào)文來(lái)發(fā)送這種命令，主要用于在汽車和診斷儀進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)之后、診斷連接建立之前的車輛發(fā)現(xiàn)過(guò)程。

????????0x0005和0x0006標(biāo)識(shí)的Routing activation request 和 response用于在socket建立之后，進(jìn)行診斷通信的請(qǐng)求。

????????0x0007和0x0008用于Alive check，用于檢查當(dāng)前建立的診斷連接socket是否仍然在使用中，如果不再使用，則關(guān)閉socket釋放資源。

4.3、ISO13400完整數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)舉例

????????下圖是一個(gè)DoIP數(shù)據(jù)完整結(jié)構(gòu)的舉例

?5、DoIP的使用場(chǎng)景

????????ISO13400中定義了DoIP的4種使用場(chǎng)景。

5.1、一輛車和一個(gè)外部測(cè)試設(shè)備實(shí)例之間的直接物理連接

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5.2、一輛車和一個(gè)外部測(cè)試設(shè)備實(shí)例之間的網(wǎng)絡(luò)連接

????????這種通信場(chǎng)景意味著多個(gè)車輛和多個(gè)外部測(cè)試設(shè)備被連接到同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)。這意味著外部測(cè)試設(shè)備應(yīng)有可能識(shí)別網(wǎng)絡(luò)中的車輛，并選擇與之建立通信的特定車輛。從車輛的角度來(lái)看，這意味著車輛應(yīng)該實(shí)現(xiàn)識(shí)別機(jī)制，并且應(yīng)該能夠處理或拒絕多個(gè)連接嘗試，因?yàn)槠渌獠繙y(cè)試設(shè)備可能會(huì)干擾當(dāng)前建立的通信。外部測(cè)試設(shè)備和車輛都應(yīng)支持將自身集成到現(xiàn)有IP網(wǎng)絡(luò)中，其中包括網(wǎng)絡(luò)層參數(shù)的協(xié)商。這種通信場(chǎng)景通常發(fā)生在車輛連接到現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)或無(wú)線基礎(chǔ)設(shè)施時(shí)，其他車輛和外部測(cè)試設(shè)備(例如維修車間網(wǎng)絡(luò))也使用這些網(wǎng)絡(luò)或無(wú)線基礎(chǔ)設(shè)施。

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5.3、多輛車和一個(gè)外部測(cè)試設(shè)備實(shí)例之間的網(wǎng)絡(luò)連接

????????從車輛的角度來(lái)看，這個(gè)通信場(chǎng)景與3.2中描述的場(chǎng)景相同。只有外部測(cè)試設(shè)備能夠支持多個(gè)連接(即插座)。這種通信場(chǎng)景可能發(fā)生在，例如，有一個(gè)專用的flash重編程服務(wù)器，它可以同時(shí)更新多輛汽車(例如，在經(jīng)銷商或制造區(qū)域)。

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5.4、一輛車與外部測(cè)試設(shè)備的多個(gè)實(shí)例之間的網(wǎng)絡(luò)連接，或外部測(cè)試設(shè)備的單個(gè)物理實(shí)例上的測(cè)試應(yīng)用程序

????????在這種情況下，車輛應(yīng)能夠清楚地分離負(fù)責(zé)每個(gè)邏輯鏈路的每個(gè)外部測(cè)試設(shè)備的診斷請(qǐng)求和響應(yīng)。此外，在單個(gè)測(cè)試設(shè)備實(shí)例上運(yùn)行的測(cè)試設(shè)備或應(yīng)用程序應(yīng)能夠檢測(cè)到其他測(cè)試設(shè)備實(shí)例或應(yīng)用程序已經(jīng)與同一車輛通信，因此，車輛不可能同時(shí)支持所有操作。

6、DoIP診斷通信建立連接的過(guò)程

????????DoIP診斷同學(xué)建立連接分為四個(gè)過(guò)程：

????????????????1、物理連接（Physically connection）。

????????????????2、車輛聲明（Vehicle Discovery）。

????????????????3、通信建立（Connection Establishment）。

????????????????4、診斷通信（Diagnostic Communication）。

6.1、物理連接

????????車外客戶端（Test equipment）用相應(yīng)的接口卡（IP-Based Network）連接車身邊緣節(jié)點(diǎn)（DoIP Edge Node GW）。在ISO 13400協(xié)議中規(guī)定外部診斷設(shè)備連接邊緣節(jié)點(diǎn)，且需用激活線來(lái)激活邊緣節(jié)點(diǎn)的DoIP功能。

?

????????物理連接后，通過(guò)相應(yīng)手段獲取IP地址，建立通信。

?

6.2、車輛聲明

????????物理連接后，車輛會(huì)議廣播的形式發(fā)送三次車輛聲明，聲明的信息可以包括：

????????????????1、VIN

????????????????2、EID

????????????????3、GID

?????????如果診斷設(shè)備沒(méi)有獲取車輛信息，也可以主動(dòng)請(qǐng)求（Vehicle Identification request）來(lái)獲取相應(yīng)信息（如上圖所示）。

6.3、通信建立

????????在DoIP協(xié)議中，有Socket概念：Socket一端連接著IP地址，一端連接著Port端口。并且Socket對(duì)于芯片而言是一種資源。因此有激活失效之分。

?????????在協(xié)議中定義了Payload Type （0005/0006）用于激活Socket。

?????????激活后，Socket使能，接下來(lái)就可以進(jìn)行診斷通信。

6.4、診斷通信

????????Socket激活后，可以進(jìn)行診斷通信。通信模型如下圖所示：

?

????????外部Tester發(fā)送診斷請(qǐng)求，網(wǎng)關(guān)收到診斷請(qǐng)求后，會(huì)給與一個(gè)收到答復(fù)（Acknowledgement）,用意是告訴Tester，網(wǎng)關(guān)此時(shí)已收到診斷請(qǐng)求，與此同時(shí)網(wǎng)關(guān)將診斷請(qǐng)求（Diagnostic Request）發(fā)送至Target ECU。ECU收到診斷請(qǐng)求，并基于這個(gè)請(qǐng)求給與響應(yīng)。

????????因此對(duì)于Tester而言，一共收到兩個(gè)響應(yīng)。

????????????????1、Diagnostic Message Acknowledgement；

????????????????2、Diagnostic Message Response；

????????每一幀響應(yīng)對(duì)應(yīng)的幀類型不同：

?????????在DoIP協(xié)議中，通過(guò)PayLoad Type區(qū)分報(bào)文幀類型，用于實(shí)現(xiàn)不同的具體功能。但是其具體發(fā)送方式都是基于TCP/UDP協(xié)議。

????????上述整個(gè)過(guò)程，報(bào)文的發(fā)送方式都是以TCP/IP協(xié)議（當(dāng)然是將傳統(tǒng)的TCP/IP協(xié)議做了車規(guī)級(jí)應(yīng)用），定義不同的階段模型、不同的Payload Type應(yīng)用報(bào)文類型，定義合理的機(jī)制，來(lái)保證Tester與ECU穩(wěn)健進(jìn)行診斷通信。

????????以上是整個(gè)DoIP協(xié)議定義Tester和ECU通信所需要搭建的“通信橋梁”。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的DoIP基础知识的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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