作者 | 24601小編 | 吃不飽

當(dāng)前車載以太網(wǎng)得到了大范圍應(yīng)用，但出于成本、可靠性等綜合因素的考慮，CAN和LIN仍大范圍應(yīng)用于車載總線中，CAN和LIN之間的信息交互的需求仍然很大，承載著CAN-CAN，CAN-LIN之間信息路由的“網(wǎng)關(guān)”，可能不再是獨立的物理實體（單獨網(wǎng)關(guān)控制器），但對應(yīng)邏輯實體依然發(fā)揮著十分重要的作用。01診斷路由的作用和路由方式的選擇
在研發(fā)階段的診斷測試過程中，我們一般將被測的診斷網(wǎng)段直連至診斷測試設(shè)備進(jìn)行測試，但在成品汽車中，各電子部件之間通過線束直連在一起，而線束由膠皮或其他防護(hù)材料包裹，如果車輛已經(jīng)生產(chǎn)完成或者已經(jīng)售出，此時想對某個單獨的樣件進(jìn)行診斷，我們拆下零件剪開線束再接到診斷儀上進(jìn)行測試是不現(xiàn)實的。
而如果我們給每部分定義不同的診斷ID，從一條預(yù)留出的用于診斷網(wǎng)段發(fā)送診斷請求，通過診斷ID判斷是對哪個樣件進(jìn)行診斷請求并將該診斷請求通過網(wǎng)關(guān)路由到相應(yīng)的ECU上，之后，樣件的診斷響應(yīng)再通過網(wǎng)關(guān)路由回我們預(yù)留的診斷線路上。這樣，我們只需要預(yù)留一條總線，就可以對全車支持診斷功能的ECU進(jìn)行診斷。而不同的零件的診斷請求和診斷響應(yīng)通過網(wǎng)關(guān)路由的行為稱之為診斷路由，如下圖。圖 1診斷路由示例
對于需要路由的信息，我們一般有以下幾種方式對其路由：

直接報文路由

無論源網(wǎng)段的發(fā)送模式（事件、周期或者其他形式），網(wǎng)關(guān)在從源網(wǎng)段接收到報文后立即將報文路由到目標(biāo)網(wǎng)段，如果沒有收到源報文，則不需要路由。可以改變ID，但不可以改變報文中信號的值、Layout以及DLC，轉(zhuǎn)發(fā)速率較快。

周期報文路由

在網(wǎng)關(guān)路由功能激活狀態(tài)下，需要周期性的將報文從源網(wǎng)段發(fā)送到目標(biāo)網(wǎng)段的模式稱之為周期報文路由?？梢愿淖僆D，但不可以改變報文中信號的值、Layout以及DLC。

直接信號路由

在此模式下，可以更改報文中的 ID、DLC、信號的布局和長度。網(wǎng)關(guān)在從源網(wǎng)段接收到信號后立即路由到目標(biāo)網(wǎng)段，如果沒有收到源信號，則不需要向目標(biāo)網(wǎng)段路由。

周期信號路由

如果需要路由的信號來自多個報文，則可以使用周期信號路由模式。網(wǎng)關(guān)將從多個源報文導(dǎo)出的信號重新組合成一個新的目標(biāo)報文，并以周期方式發(fā)送。
對于診斷報文，我們對其進(jìn)行路由時不需要修改其數(shù)據(jù)場，同時大部分情況下我們不需要診斷報文在目標(biāo)網(wǎng)段進(jìn)行周期性發(fā)送（為維持當(dāng)前會話周期性發(fā)送3E 80等情況除外），與此同時，診斷報文對順序，時效性和報文完整度也有一定要求。因此這種情況下我們對診斷報文采用直接報文的形式進(jìn)行路由是較為合理的。02診斷路由的測試環(huán)境
以使用CANoe和VN設(shè)備為例，進(jìn)行診斷路由測試的環(huán)境如下：圖 2 診斷路由測試環(huán)境

CANoe：使用Vector公司的CANoe軟件來模擬除了DUT以外的其他網(wǎng)絡(luò)節(jié)點；仿真各節(jié)點的報文發(fā)送與接收；記錄檢測總線報文。

VN1640A：提供CAN總線和LIN總線的硬件接口，結(jié)合CANoe進(jìn)行信號和報文的采集與輸出

Power supply：對DUT和LIN總線提供供電電壓和接地。

R：終端電阻

03診斷路由常見的功能與測試

網(wǎng)關(guān)診斷網(wǎng)段測試

一般情況下網(wǎng)關(guān)最多只有兩個網(wǎng)段支持診斷（其中一條用于遠(yuǎn)程診斷），即我們使用網(wǎng)關(guān)本身的診斷請求ID通過不同的網(wǎng)段向網(wǎng)關(guān)進(jìn)行診斷請求，應(yīng)該有且只有兩條網(wǎng)段發(fā)送時，DUT才會給予響應(yīng)，使用其他網(wǎng)段對網(wǎng)關(guān)進(jìn)行診斷請求網(wǎng)關(guān)應(yīng)該不予響應(yīng)。

網(wǎng)關(guān)是路由該網(wǎng)關(guān)下支持診斷功能的樣件，對于網(wǎng)關(guān)自身的請求ID和診斷ID，一般不參與路由且只有規(guī)定的至多兩路總線可以支持與網(wǎng)關(guān)本身進(jìn)行診斷通訊。

網(wǎng)關(guān)診斷路由的一致性測試

根據(jù)路由表仿真源網(wǎng)段報文，觀察我們仿真的源網(wǎng)段的診斷報文是否按照路由表正確地路由（包括ID、DLC、數(shù)據(jù)場等）。

網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)映射功能

當(dāng)我們通過診斷將一網(wǎng)段的數(shù)據(jù)映射功能打開時，此網(wǎng)段的數(shù)據(jù)能夠全部映射到診斷網(wǎng)段，無論它是否在路由表中；當(dāng)數(shù)據(jù)映射功能關(guān)閉時，此網(wǎng)段的數(shù)據(jù)停止映射。開啟此功能可以很方便的通過OBD功能來讀取其他網(wǎng)段上的應(yīng)用報文、網(wǎng)絡(luò)管理報文、診斷報文，方便工程師和售后維修人員對總線進(jìn)行設(shè)置和維修。

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在診斷消息需要多幀發(fā)送的時候，如果存在該功能，路由將在所有數(shù)據(jù)被接收前就開始轉(zhuǎn)發(fā)（當(dāng)達(dá)到指定閾值時），如果我們需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量較大，使用該功能可以節(jié)省內(nèi)存和時間。04CAN-LIN等帶協(xié)議轉(zhuǎn)換的路由
在傳統(tǒng)網(wǎng)關(guān)的路由中經(jīng)常涉及到不同傳輸協(xié)議間的路由，例如CAN FD-CAN，CAN-LIN等，我們以CAN-LIN的路由作為介紹。
由于CAN和LIN的傳輸協(xié)議不一致，網(wǎng)關(guān)在源網(wǎng)段以CAN的傳輸層協(xié)議接收數(shù)據(jù)后，在LIN的網(wǎng)段按照LIN傳輸層協(xié)議發(fā)送數(shù)據(jù)。CAN和LIN的報文雖然都是8字節(jié)，但由于傳輸層協(xié)議不同， CAN和LIN網(wǎng)段的每幀報文傳輸?shù)臄?shù)據(jù)內(nèi)容都是不一致的。此外，由于CAN和LIN的傳輸速率不一樣，CAN網(wǎng)段接收數(shù)據(jù)后存儲在緩存中，在LIN網(wǎng)段按順序發(fā)出。

因此，當(dāng)我們在作為源網(wǎng)段的CAN上發(fā)送一條診斷請求消息時，CAN的診斷消息首先存儲在網(wǎng)關(guān)的緩存中，等待LIN的調(diào)度表執(zhí)行到0x3C的報文時再從緩存中發(fā)出到LIN總線上。

發(fā)送和接收過程如下圖：圖 3 CAN-LIN診斷路由
其中，虛線箭頭代表網(wǎng)關(guān)發(fā)出的LIN報文頭。

05小結(jié)
隨著電子電器架構(gòu)的升級換代，網(wǎng)關(guān)的“型態(tài)”和功能特性都呈現(xiàn)了新的變化。但如本文介紹的，其基礎(chǔ)的、傳統(tǒng)的功能特性會長時間地存在，對其驗證測試是很重要的工作。北匯信息緊跟“網(wǎng)關(guān)”技術(shù)發(fā)展態(tài)勢，專注于汽車電子測試，通過與各OEM的合作，從源頭掌握了各類型網(wǎng)關(guān)路由的策略和設(shè)計需求，積累了豐富的測試實踐經(jīng)驗，覆蓋了第一代和第二代及第三代架構(gòu)下的網(wǎng)關(guān)。本文對傳統(tǒng)網(wǎng)關(guān)中的診斷路由進(jìn)行了簡單的介紹，而后續(xù)文章我們將針對新一代“網(wǎng)關(guān)”，其新的功能特點、構(gòu)成型態(tài)以及測試方案與大家繼續(xù)探討和分享。