車載以太網(wǎng)之SOME/IP-SD專題篇

駕駛哥

2022年3月25日 13:36

前言

首先，請(qǐng)問大家?guī)讉€(gè)小小問題，你清楚：

你知道什么是SOME/IP SD嗎？
SOME/IP-SD報(bào)文是如何發(fā)送與接收的呢？
SOME/IP-SD 存在哪幾種Entry Type呢？
SOME/IP-SD內(nèi)部狀態(tài)機(jī)轉(zhuǎn)換又是如何？

今天，我們就來一起探索并回答這些問題。為了便于大家理解，以下是本文的主題大綱：

通過之前的文章《一網(wǎng)打盡車載以太網(wǎng)之SOME/IP(上)》與《一網(wǎng)打盡車載以太網(wǎng)之SOME/IP(下)》中我們了解到了SOME/IP協(xié)議的基本組成與SOME/IP的具體工作過程，同時(shí)也提到了SOME/IP-SD在SOME/IP協(xié)議中所扮演的重要角色：發(fā)現(xiàn)服務(wù)與訂閱服務(wù)。

鑒于SOME/IP-SD的重要性，本文將著重講解下SOME/IP-SD的幾類Entry Type的具體定義說明，SD報(bào)文的發(fā)送與接收流程，SD的狀態(tài)機(jī)解析，讓大家對(duì)SOME/IP-SD協(xié)議有個(gè)更為清晰的了解與認(rèn)識(shí)。

車載以太網(wǎng)之SOME/IP-SD專題篇的圖2

SD Entry Type總結(jié)

Service Entries 通用需求

Service Entry使用的Type ID為0x00，0x01，使用的Entry報(bào)文格式為Format Type 1，其中Service Entries包含F(xiàn)indService，OfferService，StopOfferService三種。

如下圖1所示展示了Serve Entries的通用需求，該需求是針對(duì)接下來要講述的FindService，OfferService，StopOfferService的共性需求。

圖1 Service Entries共性

Find Service Entry設(shè)置

如下圖2所示為FindService Entry的各個(gè)Filed配置注意事項(xiàng):

圖2 FindService Entry 配置

OfferService Entry設(shè)置

如下圖3所示為OfferService Entry的各個(gè)Filed配置注意事項(xiàng):

圖3 OfferService Entry 配置

StopOfferService設(shè)置

為了通知Offer Service，必須使用StopOfferService Entry 必須使用，如下圖4為StopOfferService配置：

圖4 StopOfferService Entry 配置

EventGroup Entries通用需求

EventGroup Entries 目前僅用到Type ID為0x06， 0x07，使用的EventGroup Entry為Type 2。同時(shí)EventGroup Entries 包含SubscribeEventgroup，StopSubscribeEventgroup，SubscribeEventgroupAck以及SubscribeEventgroupNack四種。

如下圖5所示展示了EventGroup Entries的通用需求，該需求是針對(duì)接下來要講述的FindService，OfferService，StopOfferService的共性需求。

圖5 EventGroup Entry通用需求

SubscribeEventgroup設(shè)置

如下圖6為SubscribeEventGroup的配置注意事項(xiàng)：

圖6 SubscribeEventGroup配置

StopSubscribeEventgroup設(shè)置

如果需要停止訂閱EventGroup，那么就需要調(diào)用StopSubscribeEventGroup的Entry來停止。

如下圖7為StopSubscribeEventGroup的配置注意事項(xiàng)：

圖7 StopSubscribeEventGroup配置

SubscribeEventgroupAck設(shè)置

當(dāng)Client 通過SubcribeEventgroup Entry來訂閱相關(guān)事件組時(shí)，如果Server確認(rèn)滿足訂閱條件，那么就會(huì)通過SubcribeEventGroupAck來回復(fù)正響應(yīng)，表示成功接受該訂閱，Client此次訂閱成功。

如下圖8為SubcribeEventGroupAck的配置注意事項(xiàng)：

圖8 SubscribeEventGroupAck配置

SubscribeEventgroupNack設(shè)置

當(dāng)處在以下幾種情況下時(shí)，Client請(qǐng)求的SubcribeEventGroup將得不到正響應(yīng)，而是會(huì)回復(fù)SubcribeEventGroupNack：

Service ID，Instance ID，EventGroup ID的組合未知；
需要的Tcp連接并沒有被客戶端發(fā)起；
Server端的資源使用過度問題；
參考的Option Entries存在錯(cuò)誤，丟失，或者互相矛盾的點(diǎn)；

如下圖9為SubcribeEventGroupNack的配置注意事項(xiàng)：

圖9 SubscribeEventGroupAck配置

車載以太網(wǎng)之SOME/IP-SD專題篇的圖12

SD Message

了解了上述SD所有Entry Type的設(shè)置注意事項(xiàng)，那么也就意味著接下來就要知道如何將這些打包的SD報(bào)文發(fā)送出去以及如何接收并解析這些SD報(bào)文，接下來我們就來了解下SD Message 的發(fā)送與接收流程。

Tx Path

正如之前的SOME/IP相關(guān)文章所述，SD模塊無論是發(fā)送還是接收，都需要與一個(gè)十分重要的以太網(wǎng)上層抽象模塊SoAd打交道，自然其發(fā)送與接收?qǐng)?bào)文的過程也就會(huì)涉及到兩個(gè)模塊間的函數(shù)調(diào)用關(guān)系，具體的發(fā)送流程如下：

S1：SD報(bào)文已按照SD報(bào)文格式組包成功；
S2：如果是單播，則通過調(diào)用SoAd_SetRemoteAddr設(shè)置目標(biāo)地址；如果是多播，則需要先通過通過調(diào)用函數(shù)SoAd_GetLocalAddr獲得本地地址，然后通過SoAd_SetRemoteAddr函數(shù)設(shè)置目標(biāo)地址；
S3：最后通過調(diào)用SoAd_IfTransmit將SD報(bào)文發(fā)送至總線上；

如下圖10為SD Message的發(fā)送時(shí)序圖，便于大家對(duì)SD的報(bào)文發(fā)送的各個(gè)環(huán)節(jié)有個(gè)直觀的認(rèn)識(shí)與理解。

Rx Path

同理，對(duì)于SD報(bào)文的接收也需要經(jīng)歷以下幾個(gè)基本環(huán)節(jié)才能夠獲取到數(shù)據(jù)至SD模塊并得到正確處理。

S1：當(dāng)SoAd模塊接收到來自總線的SD報(bào)文時(shí)，就會(huì)調(diào)用SD模塊的回調(diào)函數(shù)Sd_RxIndication來通知SD模塊來處理數(shù)據(jù)；
S2：通過接收到的RxPduId便可以為SD實(shí)例對(duì)象獲取對(duì)應(yīng)的SoConId；
S3：通過調(diào)用函數(shù)SoAd_GetRemoteAddr并結(jié)合上述的SoConId來獲取遠(yuǎn)程Server的地址；
S4：存儲(chǔ)報(bào)文與地址信息以便下一步處理；
S5：最后調(diào)用函數(shù)SoAd_ReleaseRemoteAddr()來重置SoConID以便下一次使用，同時(shí)接收到的Entry均會(huì)按照接收到的順序依次進(jìn)行處理；

如下圖11為SD Message的接收時(shí)序圖，便于大家對(duì)SD的報(bào)文接收的各個(gè)環(huán)節(jié)有個(gè)直觀的認(rèn)識(shí)與理解。

對(duì)于接收環(huán)節(jié)如果是采用多播模式接收時(shí)，那么AUTOSAR規(guī)定為了防止由于各個(gè)接收節(jié)點(diǎn)幾乎同時(shí)的發(fā)送Response至總線所引起的總線負(fù)載突然猛增，因此通過一種延遲機(jī)制來防止現(xiàn)象的出現(xiàn)：

對(duì)于ServerServices，即接收到FindService回復(fù)OfferService的時(shí)刻可以通過SdServerTimerRequestResponseMinDelay與SdServerTimerRequestResponseMaxDelay參數(shù)來控制；
對(duì)于ConsumedEventGroup，即接收到OfferService回復(fù)SubcribeEventGroup的時(shí)刻可通過SdClientTimerRequestResponseMinDelay與SdClientTimerRequestResponseMaxDelay來控制；

車載以太網(wǎng)之SOME/IP-SD專題篇的圖15

SD狀態(tài)機(jī)解析

SD狀態(tài)機(jī)可分為兩種：Server端狀態(tài)機(jī)與Client狀態(tài)機(jī)，每種狀態(tài)機(jī)均可以分為兩種狀態(tài)：Down State與Available State。其中Available State可再進(jìn)一步細(xì)分為Initial Wait Phase, Repetition Phase, Main Phase。

Server SD狀態(tài)機(jī)

首先我們來看下Server端的四種狀態(tài)機(jī)的轉(zhuǎn)換過程，如下圖12為Server端的通信階段總體review：

圖12 Server端的通信階段總體Review

如下圖13我總結(jié)了Server端SD各個(gè)狀態(tài)機(jī)的轉(zhuǎn)換關(guān)系以及轉(zhuǎn)換之間的若干條件，其中條件1與條件2為"或"的關(guān)系，并不是”與“的關(guān)系，每個(gè)Phase階段中發(fā)生的行為均體現(xiàn)在Action下面。

圖13 Server SD狀態(tài)機(jī)轉(zhuǎn)換圖

Client SD狀態(tài)機(jī)

首先我們來看下Client端的四種狀態(tài)機(jī)的轉(zhuǎn)換過程，如下圖14為Client端的通信階段總體review：

圖14 Client端的通信階段總體Review

如下圖13我總結(jié)了Client端SD各個(gè)狀態(tài)機(jī)的轉(zhuǎn)換關(guān)系以及轉(zhuǎn)換之間的若干條件，其中條件1，條件2，條件3為"或"的關(guān)系，并不是”與“的關(guān)系，每個(gè)Phase階段中發(fā)生的行為均體現(xiàn)在Action下面。