SOVD协议在HPC中的应用详解

 

整车电子电器架构正在从分布式总线架构逐渐向以High Performance Computer（以下简称HPC）为中心的集中式架构转变，HPC的引入也正在影响着整车诊断的方式，诊断已经不再局限于对故障码和软硬件信息的读取，也需要对HPC上的应用进行诊断。在这样的行业背景下，ASAM e.V.提出了面向服务的诊断协议SOVD（Service-Oriented Vehicle Diagnostics），并于2022年6月发布了ASAM SOVD API Specification v1.0。

相较于UDS协议，SOVD不仅保留了传统的读写数据，例程控制（Routine Control），故障读取等功能，而且还支持动态发现车内诊断功能，获取HPC的Log信息等新的诊断需求，更符合当前软件定义汽车概念下的行业趋势。于此同时，AUTOSAR组织将SOVD部分内容的软件实现定义在了R22-11及以上版本的AUTOSAR Adaptive规范中。

基于当前的行业背景以及已经发布的国际标准，车端SOVD协议栈主要部署在HPC上，有如下4种应用场景，如图1：

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SOVD Gateway：应用于SOVD边缘节点；

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Diagnostic Manager SOVD Extension：用以支持AUTOSAR Adaptive应用的SOVD诊断；

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SOVD2UDS Adapter：SOVD和UDS的协议转换；

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SOVD Library：用以支持非AUTOSAR Adaptive应用的SOVD诊断。

图1:SOVD应用场景

01

SOVD Gateway

根据AUTOSAR规范中SOVD参考架构的描述，SOVD Gateway作为整车的SOVD边缘节点，负责获取以及路由SOVD Client和目标节点之间的SOVD通信报文。

SOVD Gateway通过SOVD请求中的实体（Entity）路径识别所路由报文的目标节点，实体和目标节点的匹配关系则通过SOVDGatewayInstantiation（TPS_ManifestSpecification ≥ R22-11）静态定义或通过mDNS动态发现，如图2。

图2:SOVD Gateway路由表

除此以外，SOVD Gateway作为边缘节点，也肩负着对SOVD Client进行认证以及权限控制的责任，从而保证车辆的信息安全。

02

Diagnostic Manager SOVD 

Extension

在引入SOVD协议之前，AUTOSAR Adaptive的诊断管理（Diagnostic Manager，以下简称DM）模块用于处理UDS协议定义的诊断服务和故障存储。引入SOVD协议之后，DM可同时处理SOVD和UDS协议定义的诊断行为，即DM既作为UDS Server，也可以作为SOVD Server。

DM为上层的AUTOSAR Adaptive应用提供“ara::diag”接口，对于UDS和SOVD共享的功能，DM延用已有的接口。如图3所示，DM收到UDS请求0x22 12 34或者SOVD请求GET https://VIN.sovd/components/PowerSteering/data/PSvoltage，为上层应用提供的接口同为ara::GenericDataIdentifier.Read(…)。

图3:UDS和SOVD共享接口

而对于SOVD特有的功能，DM新定义了相关的接口，例如ara::GetAuthorizationUrl,ara::SovdProximityChallengeType {...}。

DM在同时提供UDS和SOVD功能的情况下，也需要处理并发请求的优先级判断。例如，当某一个UDS Client发送诊断请求将DM切换到非默认会话状态以后，则DM只处理该UDS Client发送的诊断请求，即该UDS Client拥有最高访问优先级；SOVD中的Lock机制也同样需要特殊处理，当DM从某一个SOVD Client获取了SOVD Lock后，其他的UDS Client或SOVD Client此时则无法访问DM，如图4。

图4:并发的诊断Client

03

SOVD2UDS Adapter

对于整车架构来说，传统诊断功能UDS是不会被替代的，还会保留在车内的其他节点中，而对于这些节点的诊断访问，通常又需要通过HPC转发，因此，HPC中还需要具备SOVD和UDS协议转换的功能，SOVD2UDS Adapter就是用来实现协议转换功能的模块。

SOVD2UDS Adapter负责将收到的SOVD请求转换为UDS请求，同时将收到的UDS响应转换为SOVD响应。因此，用户在使用该模块时，需要详细定义两个诊断协议之间的对应关系，比如UDS DID和SOVD Resource的对应关系，如图5。

图5:SOVD与UDS的协议转换

04

SOVD Library

除了依赖于AUTOSAR架构的应用，车辆内部通常也会存在非AUTOSAR的应用。对于这些应用，可以通过SOVD Library提供的接口，将这些非AUTOSAR的应用也视作为SOVD Server，从而实现基于SOVD的诊断功能，如图6。

图6:SOVD Library

当前，对于SOVD协议，不论是ASAM e.V./ISO，还是AUTOSAR规范都还在不断更新和完善中。可以肯定的是，适用于全新E/E架构的车辆诊断功能迭代已经开始，SOVD协议的应用是软件定义汽车的系统诊断的一个重要里程碑。

审核编辑：刘清