DoIP协议栈简介及主要功能

本文导读

随着汽车的智能化和网联化，车载电子系统的复杂度不断增加，对数据通信的带宽需求越来越大，通信速度要求也越来越高。借助于传统因特网的成熟技术，引入到车载网络得以解决当前的通信需求，通过对传统以太网的技术的修改，使用单对双绞线即可实现稳定的100Mb/s全双工通信。正是由于车载以太网的普及应用，对应的车辆诊断协议DoIP应运而生，本文将基于ISO13400、ISO14229和求远电子在DoCAN协议栈的基础上，介绍求远电子自研DoIP协议栈。

DoIP简介

DoIP(Diagnostic Communication over Internet Protocol，基于IP的诊断协议)建立在TCP/IP之上，主要使用在车辆检测和维修、ECU软件刷写(OTA)、ECU参数配置下线等。与传统的CAN网络相比主要优势有数据传输速率快，成本低，应用范围广，方便扩展远程诊断功能等，其OSI网络模型如下：

应用层	ISO14229-1/5
表示层	自定义
会话层	ISO14229-2
传输层	ISO13400-2（TCP/UDP）
网络层	ISO13400-2（IP）
数据链路层	ISO13400-3
物理层	ISO13400-3（100BASE-T）

DoIP只是一个传输协议，上层依旧使用UDS诊断服务，相对应的协议栈只需要修改DoCAN协议栈的传输协议，ISO14229相关代码可完全借鉴求远已量产验证过的CAN UDS协议栈相关代码。

DoIP数据格式简介

Protocol version(协议版本)：表示所使用的DoIP协议版本，长度为1字节。

当前可取的值及含义如下：

Inverse protocol version(协议版本取反)：用于对协议版本进行验证，确保DoIP报文格式的正确性，长度为1字节。如协议版本为0x02，取反值应为0xFD;

Payload type(有效负载类型)：表示DoIP报文所携带的有效负载类型，长度为2个字节。大致可分为三类：0x0XXX管理类、0x4XXX车辆信息类、0x8XXX诊断类，其他字段暂时被ISO 13400预留或供OEM自定义使用。

Payload length(有效负载长度)：表示DoIP有效负载的数据长度。

Payload type specific message content(DoIP报文内容，也就是DoIP的有效负载)，不同类型DoIP有效负载的格式和长度都不尽相同。

关于Payload type specific message content本文不做叙述，详细参考ISO13400。

DoIP 主要功能

车辆发现

诊断仪发送(Payload type = 0x0001、0x0002、0x0003)车辆发现报文，网络中所有接收到这条报文的ECU都将发送自己的身份信息。通过各个ECU发回的身份信息，诊断仪便可以准确得获知有哪些ECU在线，并且可以根据这些信息对这些ECU进行归类。

路由激活

与需要进行诊断的ECU通信之前，必需先激活路由(Payload type = 0x0005、0x0006)

诊断仪才能对ECU进行诊断。路由激活包含了DoIP节点对外部诊断仪的安全认证过程，ECU开发人员可以自定义安全认证的算法，用于屏蔽非法诊断仪对ECU进行的诊断。

诊断仪在线监测

用于监控TCP连接是否已经断开(Payload type = 0x0007、0x0008)，如果连接断开，ECU能快速释放资源，以便新的连接能够建立。

节点信息

节点信息包含了节点的状态和属性，电源模式等(Payload type = 0x4001~0x4004)。

诊断通信

UDS相关数据交互协议通过该功能实现(Payload type = 0x8001~0x8003)。

协议栈软件架构

软件架构如上，该协议栈目前已成功应用于求远电子的Micro LED 投影大灯项目。

软件定制服务

求远电子隶属于立功科技，深耕汽车电子十余年，其DoCAN、DoCANFD、DoLIN协议栈在国内大部分主机厂均有项目量产。

求远电子提供DoCAN、DoCANFD、DoLIN、DoIP、SOMEIP(测试验证中)、Bootloader、OTA等汽车电子软件定制开发服务，详情请联系当地销售FAE。