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行診斷，我們拆下零件剪開線束再接到診斷儀上進行測試是不現(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?？梢愿淖僆D，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。可以改變ID，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。