SOVD協(xié)議在HPC中的應(yīng)用詳解

整車電子電器架構(gòu)正在從分布式總線架構(gòu)逐漸向以High Performance Computer（以下簡(jiǎn)稱HPC）為中心的集中式架構(gòu)轉(zhuǎn)變，HPC的引入也正在影響著整車診斷的方式，診斷已經(jīng)不再局限于對(duì)故障碼和軟硬件信息的讀取，也需要對(duì)HPC上的應(yīng)用進(jìn)行診斷。在這樣的行業(yè)背景下，ASAM e.V.提出了面向服務(wù)的診斷協(xié)議SOVD（Service-Oriented Vehicle Diagnostics），并于2022年6月發(fā)布了ASAM SOVD API Specification v1.0。

相較于UDS協(xié)議，SOVD不僅保留了傳統(tǒng)的讀寫數(shù)據(jù)，例程控制（Routine Control），故障讀取等功能，而且還支持動(dòng)態(tài)發(fā)現(xiàn)車內(nèi)診斷功能，獲取HPC的Log信息等新的診斷需求，更符合當(dāng)前軟件定義汽車概念下的行業(yè)趨勢(shì)。于此同時(shí)，AUTOSAR組織將SOVD部分內(nèi)容的軟件實(shí)現(xiàn)定義在了R22-11及以上版本的AUTOSAR Adaptive規(guī)范中。

基于當(dāng)前的行業(yè)背景以及已經(jīng)發(fā)布的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，車端SOVD協(xié)議棧主要部署在HPC上，有如下4種應(yīng)用場(chǎng)景，如圖1：

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SOVD Gateway：應(yīng)用于SOVD邊緣節(jié)點(diǎn)；

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Diagnostic Manager SOVD Extension：用以支持AUTOSAR Adaptive應(yīng)用的SOVD診斷；

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SOVD2UDS Adapter：SOVD和UDS的協(xié)議轉(zhuǎn)換；

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SOVD Library：用以支持非AUTOSAR Adaptive應(yīng)用的SOVD診斷。

圖1:SOVD應(yīng)用場(chǎng)景

01

SOVD Gateway

根據(jù)AUTOSAR規(guī)范中SOVD參考架構(gòu)的描述，SOVD Gateway作為整車的SOVD邊緣節(jié)點(diǎn)，負(fù)責(zé)獲取以及路由SOVD Client和目標(biāo)節(jié)點(diǎn)之間的SOVD通信報(bào)文。

SOVD Gateway通過(guò)SOVD請(qǐng)求中的實(shí)體（Entity）路徑識(shí)別所路由報(bào)文的目標(biāo)節(jié)點(diǎn)，實(shí)體和目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的匹配關(guān)系則通過(guò)SOVDGatewayInstantiation（TPS_ManifestSpecification ≥ R22-11）靜態(tài)定義或通過(guò)mDNS動(dòng)態(tài)發(fā)現(xiàn)，如圖2。

圖2:SOVD Gateway路由表

除此以外，SOVD Gateway作為邊緣節(jié)點(diǎn)，也肩負(fù)著對(duì)SOVD Client進(jìn)行認(rèn)證以及權(quán)限控制的責(zé)任，從而保證車輛的信息安全。

02

Diagnostic Manager SOVD

Extension

在引入SOVD協(xié)議之前，AUTOSAR Adaptive的診斷管理（Diagnostic Manager，以下簡(jiǎn)稱DM）模塊用于處理UDS協(xié)議定義的診斷服務(wù)和故障存儲(chǔ)。引入SOVD協(xié)議之后，DM可同時(shí)處理SOVD和UDS協(xié)議定義的診斷行為，即DM既作為UDS Server，也可以作為SOVD Server。

DM為上層的AUTOSAR Adaptive應(yīng)用提供“ara::diag”接口，對(duì)于UDS和SOVD共享的功能，DM延用已有的接口。如圖3所示，DM收到UDS請(qǐng)求0x22 12 34或者SOVD請(qǐng)求GET https://VIN.sovd/components/PowerSteering/data/PSvoltage，為上層應(yīng)用提供的接口同為ara::GenericDataIdentifier.Read(…)。

圖3:UDS和SOVD共享接口

而對(duì)于SOVD特有的功能，DM新定義了相關(guān)的接口，例如ara::GetAuthorizationUrl,ara::SovdProximityChallengeType {...}。

DM在同時(shí)提供UDS和SOVD功能的情況下，也需要處理并發(fā)請(qǐng)求的優(yōu)先級(jí)判斷。例如，當(dāng)某一個(gè)UDS Client發(fā)送診斷請(qǐng)求將DM切換到非默認(rèn)會(huì)話狀態(tài)以后，則DM只處理該UDS Client發(fā)送的診斷請(qǐng)求，即該UDS Client擁有最高訪問(wèn)優(yōu)先級(jí)；SOVD中的Lock機(jī)制也同樣需要特殊處理，當(dāng)DM從某一個(gè)SOVD Client獲取了SOVD Lock后，其他的UDS Client或SOVD Client此時(shí)則無(wú)法訪問(wèn)DM，如圖4。

圖4:并發(fā)的診斷Client

03

SOVD2UDS Adapter

對(duì)于整車架構(gòu)來(lái)說(shuō)，傳統(tǒng)診斷功能UDS是不會(huì)被替代的，還會(huì)保留在車內(nèi)的其他節(jié)點(diǎn)中，而對(duì)于這些節(jié)點(diǎn)的診斷訪問(wèn)，通常又需要通過(guò)HPC轉(zhuǎn)發(fā)，因此，HPC中還需要具備SOVD和UDS協(xié)議轉(zhuǎn)換的功能，SOVD2UDS Adapter就是用來(lái)實(shí)現(xiàn)協(xié)議轉(zhuǎn)換功能的模塊。

SOVD2UDS Adapter負(fù)責(zé)將收到的SOVD請(qǐng)求轉(zhuǎn)換為UDS請(qǐng)求，同時(shí)將收到的UDS響應(yīng)轉(zhuǎn)換為SOVD響應(yīng)。因此，用戶在使用該模塊時(shí)，需要詳細(xì)定義兩個(gè)診斷協(xié)議之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，比如UDS DID和SOVD Resource的對(duì)應(yīng)關(guān)系，如圖5。

圖5:SOVD與UDS的協(xié)議轉(zhuǎn)換

04

SOVD Library

除了依賴于AUTOSAR架構(gòu)的應(yīng)用，車輛內(nèi)部通常也會(huì)存在非AUTOSAR的應(yīng)用。對(duì)于這些應(yīng)用，可以通過(guò)SOVD Library提供的接口，將這些非AUTOSAR的應(yīng)用也視作為SOVD Server，從而實(shí)現(xiàn)基于SOVD的診斷功能，如圖6。

圖6:SOVD Library

當(dāng)前，對(duì)于SOVD協(xié)議，不論是ASAM e.V./ISO，還是AUTOSAR規(guī)范都還在不斷更新和完善中?？梢钥隙ǖ氖牵m用于全新E/E架構(gòu)的車輛診斷功能迭代已經(jīng)開(kāi)始，SOVD協(xié)議的應(yīng)用是軟件定義汽車的系統(tǒng)診斷的一個(gè)重要里程碑。

審核編輯：劉清