DoIP的全稱是Diagnostic Over Internet Protocol，即基于TCP/IP協議的診斷協議。隨著以太網技術在車載領域的應用范圍逐步擴大，越來越多的控制器支持通過以太網進行診斷通信，由于采用以太網通信技術，DoIP診斷具有超高的數據傳輸速率，速率達到了100 Mbit/s，相較于CAN總線診斷，DoIP診斷總體速率是CAN診斷的100-200倍，網絡上的傳輸速率是CAN診斷的300-400倍。并且硬件成本低，無需使用VCI，在個人電腦上只需要一個以太網接口即可實現診斷的物理連接。DoIP技術可以完美匹配IT基礎設施，固定診斷和遠程診斷均能應用，車載以太網技術將是未來解決如何快速更新ECU軟件及標定的主要策略之一。

DoIP診斷應用場景

場景1：單一診斷儀與車輛直連

診斷儀與車輛直連后，可以診斷單車所有DoIP節點，一般用于單車故障診斷或者ECU升級刷寫等功能。

場景2：多臺診斷儀并行診斷單臺車輛

多臺診斷儀通過交換機級聯，診斷同一臺汽車，各診斷信道互不干擾，可實現多團隊同時作業，提高整體工作效率。

場景3：單診斷儀并行診斷多臺車輛

多臺車輛通過交換機級聯，一臺診斷儀可與這些車輛建立多個并行的診斷連接。相較于傳統的CAN診斷，DoIP診斷有獨有的機制，用于標識每一輛汽車及車載的各個ECU單元。單診斷儀連接多臺車輛的形式一般用于產線上生產監控及ECU刷寫等。

車內診斷網絡布局

以上我們簡要闡述了一般的應用場景，那么接下來我們走進車內網絡，看看外部診斷儀是如何與車內ECU之間建立診斷連接。下圖摘自DoIP協議標準文檔ISO-13400-2，我們將圍繞這張圖來進行說明。

圖中分為車內網（Vehicle network）和車外網（External network），車內網和車外網之間，有兩組重要的線束，其中一組是用于數據傳輸的以太網線，另一組是用于診斷功能激活的激活線。以太網線不必多說，就是我們常見的四線制TX標準網線。

而激活線的設計，是用于車內診斷功能的激活。處于能耗和電磁干擾的考慮，要求非診斷通信期間，與診斷相關的功能處于關閉狀態，這樣一方面可以降低能耗，另一方面減少對網絡帶寬的消耗，從而降低電磁干擾。

車內網中，直接與外部診斷儀進行物理連接的節點，叫做邊緣節點（DoIP edge node）。邊緣節點可作為一個網絡交換機，將車內網與車外網組成同一子網；也可以作為一個網關，將車內網與車外網進行安全隔離，屏蔽非法的網絡訪問和網絡攻擊。

除了邊緣節點之外，還有另一類網關，即車內的DoIP網關節點。車內DoIP網關節點的作用，是實現以太網到其他網絡總線（如CAN、LIN）的報文路由，這樣便實現了DoIP診斷與傳統網絡總線的兼容。多種網絡總線匯聚到DoIP網關，這大大的降低了布線的復雜性，并且提高了各總線網絡中ECU的診斷效率。

車內網絡中，還存在一般的DoIP節點，這些節點只支持對自身的診斷，而不具備路由功能。最后，還有一類網絡節點（Network node），不具備DoIP診斷功能，與DoIP節點共享網絡資源。

在車內網絡中，各DoIP網關和DoIP節點可以全部級聯于DoIP邊緣節點，也可以分布于多個交換機網絡，但最終都可以被邊緣節點直接訪問到。

對于邊緣節點，人們經常通常有以上的疑問，其實透傳和非透傳這兩種方案，沒有好壞之分，都有各自適合的應用場景。例如，連接的外接診斷儀，主要用于多車故障診斷和ECU刷寫，為了實現快速的ECU訪問和在線監測，要求車內各ECU享有唯一的IP地址，適合使用透傳方案。若連接的是TBOX之類具有聯網功能控制單元，為了避免車內網受到外部網絡攻擊，因此適合使用非透傳方案。

DoIP協議的主要功能

DoIP協議棧作為以太網診斷軟件架構的中間件，主要具備如下五大功能，這五大功能體現了DoIP診斷的特殊性，是區別于傳統CAN診斷的重要特征。

接下來我們按照DoIP診斷從連接建立到診斷通信實施的流程，對各個功能模塊進行簡要講解。

車輛發現

顧名思義，就是用來檢測車輛是否在線，具體來說就是診斷儀首先發送一個廣播的車輛發現報文，網絡中所有接收到這條報文的ECU都將發送自己的身份信息。通過各個ECU發回的身份信息，診斷儀便可以準確得獲知有哪些ECU在線，并且可以根據這些信息對這些ECU進行歸類，比如各自屬于那一臺汽車。

路由激活

與傳統意義上網關的“路由”不同，DoIP協議中的“路由”指的是診斷儀與被診斷節點之間的報文傳輸。外部測試儀與DoIP節點之間的通信連接建立之后，應發送路由激活請求，路由激活請求被DoIP節點驗證合法之后，診斷儀才能對ECU進行診斷。路由激活包含了DoIP節點對外部診斷儀的安全認證過程，ECU開發人員可以自定義安全認證的算法，用于屏蔽非法診斷儀對ECU進行的診斷。

診斷儀在線監測

與傳統CAN總線不同，DoIP診斷需要預先與ECU建立通信連接，也就是TCP socket。由于socket的建立會消耗內存資源，因此不能無限制創建連接。ECU在設計階段，會定義最多能支持并行連接的診斷儀數量，并行連接的診斷儀數量達到上限之后，將無法建立新的診斷通信連接。因此這些診斷連接通道屬于稀缺的資源，為了避免通道被無效占用，因此設計了診斷儀在線監測機制。DoIP節點會向現在有的診斷連接通道上，發送診斷儀在線監測請求，若有的連接上無法收到診斷儀回復的響應報文，則會將此連接復位，以待新的診斷儀接入。

節點信息

節點信息包含了節點的屬性，例如如最大支持的并行診斷儀連接數量，最大可接受的診斷報文長度，以及當前節點的電源狀態，即是否所有部件都完成上電。節點信息作為診斷通信前的診斷條件檢查，以確保后續診斷通信不受外部因素干擾。

診斷通信

作為DoIP協議的核心功能，此功能負責診斷報文的傳輸。診斷報文中包含三個信息，即診斷報文發送方的邏輯地址（以下簡稱SA），診斷報文接收方的邏輯地址（以下簡稱DA），以及診斷數據。在CAN總線網絡中，通過CANID來尋址要診斷的ECU，而在DoIP網絡中，DA的作用相當于CANID，用于尋址要診斷的目的ECU。下圖通過一個以太網轉CAN的診斷示例，展示SA和DA在診斷通信中的作用。

擴展一下：

以上介紹了DoIP診斷規范中的網絡拓撲和軟件功能，在實際軟件開發過程中，還會涉及到諸多的技術細節，例如：

• 邊緣節點透傳與非透傳方案設計；
• DoIP節點間IP地址分配策略，即靜態IP或者動態IP的選擇；
• 各節點間GID(節點分組ID)同步策略設計；
• 路由激活安全認證策略設計等。

針對DoIP診斷技術需求，東信創智可以提供以下三種服務模式：

• DoIP協議培訓服務；
• 商用DoIP協議棧（如vector的microsar協議棧）集成和軟件配置服務；
• DoIP網關樣件，可以用于技術驗證和診斷測試。

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總結

以上是生活随笔為你收集整理的DoIP诊断技术一点通的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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