引言

      在整車電子電氣體系中，診斷系統(tǒng)的設(shè)計(jì)扮演著至關(guān)重要的角色，負(fù)責(zé)支持整車的刷寫、故障排查和EOL(End of Line)等關(guān)鍵操作。這一重要性在于這些操作的實(shí)現(xiàn)都依賴于診斷系統(tǒng)的全面支持。因此，在設(shè)計(jì)診斷系統(tǒng)時(shí)，必須確保系統(tǒng)具備全面性、安全性和高效性。

      診斷系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要涵蓋了診斷方案設(shè)計(jì)、診斷需求定義和診斷數(shù)據(jù)庫(kù)開(kāi)發(fā)。本文會(huì)逐一介紹這些環(huán)節(jié)，以便更好地理解和把握診斷系統(tǒng)設(shè)計(jì)的全貌。

診斷方案設(shè)計(jì)

      在進(jìn)行具體的需求定義前，首先需要確定診斷方案，主要內(nèi)容包括明確本地診斷、遠(yuǎn)程診斷、OTA (Over The Air)、車內(nèi)診斷的診斷路徑。這里以本地診斷為例進(jìn)行介紹，常見(jiàn)診斷方案包括隔離方案和透?jìng)鞣桨浮?/p>

       · 隔離方案

         隔離方案是指將車內(nèi)和車外劃分為不同的網(wǎng)段，診斷儀發(fā)送的診斷信息必須通過(guò)邊緣節(jié)點(diǎn)進(jìn)行路由映射后，再轉(zhuǎn)發(fā)至車內(nèi)的目標(biāo)節(jié)點(diǎn)。

         采用這種方案的優(yōu)點(diǎn)很明顯：

        ① 因?yàn)檐噧?nèi)外的網(wǎng)段隔離，可以更好的進(jìn)行安全防護(hù)。

        ② 網(wǎng)關(guān)統(tǒng)一進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，可以由網(wǎng)關(guān)進(jìn)行不同診斷路徑的管理。

         當(dāng)然此方案也有一定的缺陷，最明顯的就是如果網(wǎng)關(guān)的轉(zhuǎn)發(fā)性能不足，則診斷路由的延時(shí)會(huì)較長(zhǎng)，會(huì)影響一些場(chǎng)景（如刷寫）的效率。

       · 透?jìng)鞣桨?span lang="EN-US">

         透?jìng)鞣桨甘菍④噧?nèi)和車外劃分在同一個(gè)網(wǎng)段，診斷儀可以直接與車內(nèi)節(jié)點(diǎn)建立以太網(wǎng)診斷鏈接，無(wú)需經(jīng)過(guò)邊緣節(jié)點(diǎn)進(jìn)行路由。

         透?jìng)鞣桨傅膬?yōu)點(diǎn)有以下兩點(diǎn)：

        ① 診斷儀可與車內(nèi)以太網(wǎng)節(jié)點(diǎn)直接建立鏈接，無(wú)需中間節(jié)點(diǎn)路由，傳輸大數(shù)據(jù)時(shí)效率高。

        ② 對(duì)網(wǎng)關(guān)的路由性能要求較低，做好不同傳輸協(xié)議（如DoIP-CAN）的路由即可。

         其缺點(diǎn)一是不方便網(wǎng)關(guān)做統(tǒng)一的管理，其次就是安全性方面有更高的要求。

診斷需求定義

      當(dāng)確定了診斷方案后，就可以著手進(jìn)行具體的診斷系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作。以下是一些常見(jiàn)且關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。

       · 診斷拓?fù)鋱D定義

        ① 根據(jù)整車拓?fù)浜驮\斷方案，確定每個(gè)控制器診斷、刷寫的路徑。

        ② 繪制診斷網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D，以清晰展示各個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的關(guān)系。

       · 診斷ID分配

        ① 為診斷節(jié)點(diǎn)分配合適的診斷ID地址。

        ② 為車內(nèi)/車外診斷設(shè)備、物理尋址和功能尋址分配合適的地址。

        ③ 分配CAN請(qǐng)求響應(yīng)ID（參考ISO 15765-4）。

        ④ 分配以太網(wǎng)DoIP邏輯地址 (參考ISO 13400-2)。

       · 整車配置字

        ① 如果診斷平臺(tái)包含多個(gè)車型或者不同配置，開(kāi)發(fā)整車配置字是必要的。

        ② 確保配置字能夠正確標(biāo)識(shí)車型和配置，方便在診斷平臺(tái)中進(jìn)行正確的配置切換。

       · 診斷需求規(guī)范

        ① 包含了平臺(tái)可能會(huì)用到的診斷服務(wù)和基礎(chǔ)需求。

        ② 針對(duì)不同的總線需要考慮其對(duì)UDS診斷的影響，例如：會(huì)話層時(shí)間參數(shù)的值的差異。

        ③ 由于車內(nèi)包含各種傳輸協(xié)議，所以需要注意診斷對(duì)底層協(xié)議的需求約束。這里以以太網(wǎng)為例子，包括doip需求定義、tcpip相關(guān)參數(shù)定義、物理層定義等。

       · 刷寫需求規(guī)范

         在進(jìn)行刷寫需求規(guī)范的開(kāi)發(fā)時(shí)，需注意不同種類的控制器會(huì)使用不同的刷寫流程。一般可以將控制器分為：嵌入式系統(tǒng)控制器、帶有文件管理系統(tǒng)的控制器。

        ① 嵌入式控制器：這類控制器基于BootLoader進(jìn)行刷寫，一般需要先執(zhí)行擦除例程，再使用0x34、0x36、0x37服務(wù)請(qǐng)求進(jìn)行文件寫入。

        ② 帶有文件管理系統(tǒng)的控制器：一般為使用OS操作系統(tǒng)的控制器，先使用0x38、0x36、0x37服務(wù)進(jìn)行程序的下載，再由文件管理系統(tǒng)通過(guò)安裝例程進(jìn)行安裝操作。

        ③ 如果有并行刷寫、靜默刷寫等特殊的需求，也需要在刷寫需求規(guī)范中進(jìn)行明確定義。

       · 網(wǎng)關(guān)路由規(guī)范與網(wǎng)關(guān)路由表

        ① 根據(jù)診斷方案和拓?fù)鋱D，明確路由方案，制定網(wǎng)關(guān)路由規(guī)范。

        ② 當(dāng)路由方案確認(rèn)后，需要進(jìn)行網(wǎng)關(guān)路由表的開(kāi)發(fā)，以確保每個(gè)路由節(jié)點(diǎn)能夠選擇正確的路由路徑。

         以上是診斷需求定義中的一些重要環(huán)節(jié)，這些內(nèi)容都對(duì)診斷具體參數(shù)的開(kāi)發(fā)和診斷功能的實(shí)現(xiàn)起著指導(dǎo)性的作用。

診斷數(shù)據(jù)庫(kù)開(kāi)發(fā)

      診斷調(diào)查問(wèn)卷和診斷數(shù)據(jù)庫(kù)的開(kāi)發(fā)是一個(gè)長(zhǎng)期持續(xù)的工作。在這個(gè)過(guò)程中，我們需要整合企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的定義，各方向?qū)I(yè)工程師的建議以及供應(yīng)商反饋的信息，并持續(xù)完善和優(yōu)化。診斷調(diào)查問(wèn)卷中的內(nèi)容將應(yīng)用于研發(fā)、生產(chǎn)、售后等各個(gè)階段。

        ① ECU DATA: 控制器信息

             對(duì)每個(gè)ECU進(jìn)行詳細(xì)的描述，包括CAN ID、邏輯地址等信息。

        ② Service: 診斷服務(wù)定義

             列出每個(gè)ECU支持的服務(wù)、子功能、否定響應(yīng)、支持的安全等級(jí)等信息。

        ③ DID (Data Identifier): 數(shù)據(jù)ID

             包括系統(tǒng)DID和供應(yīng)商自定義DID；靜態(tài)DID和動(dòng)態(tài)DID。

             對(duì)每個(gè)DID的功能進(jìn)行描述，包括其示例、范圍和用途。

        ④ Routine: 例程

             包括刷寫相關(guān)的例程、EOL相關(guān)例程以及功能相關(guān)例程等。

             提供每個(gè)例程的詳細(xì)說(shuō)明和執(zhí)行步驟。

        ⑤ DTC (Diagnostic Trouble Codes): 診斷故障碼

             包括基本通信相關(guān)、信息安全相關(guān)和功能相關(guān)的DTC。

             對(duì)每個(gè)DTC提供詳細(xì)的描述，包括使能條件、記錄條件和恢復(fù)條件等。

        ⑥ Snapshot: 快照數(shù)據(jù)

             通常會(huì)管理最近一次和第一次的快照信息，包括車輛的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和狀態(tài)。

        ⑦ 梳理交互邏輯及信息

             通常會(huì)記錄發(fā)生計(jì)數(shù)器和老化計(jì)數(shù)器。

        ⑧ 其他內(nèi)容

             如時(shí)間參數(shù)、28服務(wù)的通信配置、2F服務(wù)的定義等，這里不再詳細(xì)贅述。

      在完成診斷調(diào)查問(wèn)卷的開(kāi)發(fā)之后，我們需要將問(wèn)卷轉(zhuǎn)換成診斷數(shù)據(jù)庫(kù)，以便進(jìn)行診斷數(shù)據(jù)交換。在此過(guò)程中，需要注意診斷數(shù)據(jù)庫(kù)的格式以及適用的工具鏈的選擇，以確保在進(jìn)行優(yōu)劣取舍時(shí)能夠做出明智的決策。在數(shù)據(jù)庫(kù)格式的選取方面，鑒于ODX格式的開(kāi)源屬性，該格式能夠較好地適應(yīng)整車開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)及售后各階段的需求，因而是一種較為推薦的數(shù)據(jù)庫(kù)格式。

總結(jié)

      在當(dāng)今汽車電子電氣架構(gòu)逐漸完善的背景下，診斷系統(tǒng)設(shè)計(jì)已不僅僅是純粹的診斷問(wèn)題，而需要對(duì)整車的通信、功能和安全性進(jìn)行綜合考量。例如，在設(shè)計(jì)診斷方案時(shí)，需要考慮到診斷路徑的安全性和可靠性。在進(jìn)行診斷需求定義和數(shù)據(jù)庫(kù)開(kāi)發(fā)時(shí)，需要思考到不同診斷場(chǎng)景下的差異化要求。綜合各方面需求的診斷系統(tǒng)會(huì)為整車從研發(fā)生產(chǎn)到售后都提供強(qiáng)有力的支持。