車載診斷系統(tǒng)的案例
OBD診斷之故障管理系統(tǒng)概述
來源 | 聯(lián)合電子
前言
隨著汽車排放法規(guī)愈加嚴(yán)格，汽車電子控制系統(tǒng)越來越復(fù)雜，導(dǎo)致車載診斷系統(tǒng)（以下簡(jiǎn)稱OBD系統(tǒng)）所需監(jiān)測(cè)項(xiàng)也越來越多，對(duì)診斷可靠性的要求也愈發(fā)嚴(yán)格。如此多的監(jiān)測(cè)項(xiàng)，當(dāng)診斷出故障時(shí)，系統(tǒng)如何對(duì)故障進(jìn)行處理，如何實(shí)現(xiàn)故障代碼的存儲(chǔ)和刪除，如何控制故障指示器（以下簡(jiǎn)稱MIL），以及如何將診斷信息通過OBD掃描工具或服務(wù)診斷儀輸出，從而及時(shí)準(zhǔn)確地提醒車輛駕駛員進(jìn)行車輛維修，都需通過OBD系統(tǒng)的故障管理大腦——“故障管理系統(tǒng)”來實(shí)現(xiàn)，它收集OBD系統(tǒng)所有的診斷結(jié)果，進(jìn)行統(tǒng)一處理。
故障管理系統(tǒng)目前主流為DSM系統(tǒng)（Diagnosis System Management），
今天我們來聊一聊DSM的神奇功效。
DSM功能
DSM主要包含兩類功能，其一為診斷結(jié)果收集和故障應(yīng)對(duì)；其二用于滿足法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)化輸出要求，包括對(duì)MIL控制和OBD接口輸出。此外，它還可以滿足客戶的一些特殊需求，如SVS亮燈方式等。從下圖可看出DSM所處的核心地位。
診斷結(jié)果收集和故障應(yīng)對(duì)
由于控制模塊管理系統(tǒng)的眾多模塊之間存在大量交互關(guān)系，某個(gè)部件監(jiān)測(cè)出故障時(shí)，依靠此部件正常運(yùn)行的模塊將被抑制，此稱之為故障應(yīng)對(duì)，也叫抑制關(guān)系。
DSM與控制模塊管理系統(tǒng)的眾多模塊相關(guān)聯(lián)，通過收集所有診斷結(jié)果進(jìn)行集中處理，按照統(tǒng)一方式實(shí)現(xiàn)抑制關(guān)系。這種中心化的處理方式，使項(xiàng)目配置更加靈活，減少了模塊之間的交互環(huán)節(jié)，并有效簡(jiǎn)化了功能模塊的外部接口。
展開 車載通訊系統(tǒng)：車載以太網(wǎng)的協(xié)議簇泛讀
基本上網(wǎng)絡(luò)層的協(xié)議保持了一致性，只是在一定程度上禁用了部分功能，但是主體上車載和非車載協(xié)議內(nèi)容保持了完全的一致性。IP協(xié)議最為重要，應(yīng)用層的大部分協(xié)議是基于IP協(xié)議來作為基礎(chǔ)的。
車載以太網(wǎng)協(xié)議——傳輸層
傳輸層的情況基本上是類似網(wǎng)絡(luò)層，保持了車載和非車載的一致性，主要是支持ICMP、UDP、TCP。
ICMP保持了我們最基礎(chǔ)的測(cè)試命令的使用場(chǎng)景：PING和tracert功能，本身相對(duì)使用情況比較單一，大家可以熟悉一下邏輯即可；
UDP和TCP協(xié)議兩者的區(qū)別和使用場(chǎng)景有很多的文章展示這部分內(nèi)容，后期有時(shí)間可以好好的總結(jié)一下相關(guān)的內(nèi)容；
傳輸層的主要是UDP和TCP兩種傳輸協(xié)議，大家對(duì)于這部分內(nèi)容可以查閱協(xié)議，內(nèi)容較多，在此就不展開描述了。
車載以太網(wǎng)協(xié)議——應(yīng)用層
應(yīng)用層的協(xié)議多數(shù)是依托網(wǎng)絡(luò)層的IP協(xié)議，傳輸層的TCP/UDP協(xié)議來展開的，車載以太網(wǎng)的應(yīng)用層協(xié)議主要是：UDPNM（網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議）、DHCP（動(dòng)態(tài)主機(jī)配置協(xié)議）、SOME/IP（服務(wù)中間件）、DoIP（診斷協(xié)議）以及XCP（標(biāo)定協(xié)議）等。
DoIP：基于以太網(wǎng)的診斷傳輸協(xié)議，能夠?qū)DS進(jìn)行封裝并基于IP網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸；應(yīng)用于車輛檢查和維修、車輛或ECU軟件的重編程、車輛或ECU的下線檢查和維修等，其主要工作原理類似于Diagnostic over CAN（或稱為DoCAN）。
備注：現(xiàn)階段的OBD的診斷接口是使用的常規(guī)以太網(wǎng)TX協(xié)議來完成，后期可以完全實(shí)現(xiàn)車載系統(tǒng)，并需要診斷設(shè)備的支持。
展開 慧通測(cè)控車載觸摸屏測(cè)試系統(tǒng)，賦能車載觸摸屏品質(zhì)
慧通測(cè)控此次推出的多功能觸摸屏測(cè)試系統(tǒng)，不僅解決了企業(yè)在研發(fā)與量產(chǎn)中的測(cè)試痛點(diǎn)，更以專業(yè)的測(cè)試解決方案，為車載觸摸屏品質(zhì)升級(jí)提供了有力支撐。未來，隨著測(cè)試技術(shù)的持續(xù)迭代，此類專業(yè)化測(cè)試設(shè)備或?qū)⒊蔀槠囯娮悠髽I(yè)提升核心競(jìng)爭(zhēng)力的關(guān)鍵抓手。
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4）車載診斷系統(tǒng)：1.實(shí)現(xiàn)智能手機(jī)控制車輛操作條件2.遠(yuǎn)程控制車輛運(yùn)行3.遠(yuǎn)程啟動(dòng)汽車4.遠(yuǎn)程控制空調(diào)系統(tǒng)5.車外倒車及停泊。
ISweek工采網(wǎng)與信馳達(dá)強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)手，為廣大客戶提供更優(yōu)質(zhì)的物聯(lián)網(wǎng)無線模塊和完整應(yīng)用方案，其包括BLE、Wi-Fi、Wi-SUN、LoRa、Zigbee、Thread等等，了解更多產(chǎn)品信息及應(yīng)用方案；可聯(lián)系：19168597394（微信同號(hào)）
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【報(bào)告
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車載信息娛樂系統(tǒng)優(yōu)化探究
系統(tǒng)運(yùn)行內(nèi)存
3.1 運(yùn)行內(nèi)存負(fù)載分布
同CPU負(fù)載類似，在全功能樣機(jī)上調(diào)用adb指令直接看 每個(gè)模塊的內(nèi)存占用，輸入指令：adb shell dumpsys mem原 info，模擬測(cè)得每個(gè)應(yīng)用的內(nèi)存占用如圖4所示。
圖4 運(yùn)行內(nèi)存負(fù)載
某系統(tǒng)設(shè)計(jì)運(yùn)行內(nèi)存為2G（2048M），用adb指令運(yùn)行模 擬應(yīng)用啟動(dòng)時(shí)占用的實(shí)際內(nèi)存為931M，選用1G（1024M）內(nèi)存即可滿足系統(tǒng)需求，但內(nèi)存預(yù)留不足，后繼程序升級(jí)時(shí) 容易出現(xiàn)內(nèi)存容量不夠，系統(tǒng)運(yùn)行卡頓的情況，因此需綜合成本及當(dāng)前內(nèi)存占用狀態(tài)來選取合適的內(nèi)存大小。
3.2 運(yùn)行內(nèi)存優(yōu)化
當(dāng)前市面上車載DDR3內(nèi)存大小與價(jià)格參考如下：1G內(nèi) 存96元，2G內(nèi)存130元。
綜上所述，考慮到后期OTA升級(jí)，應(yīng)用更新優(yōu)化，結(jié)合當(dāng)前內(nèi)存的市場(chǎng)報(bào)價(jià)，選取2G運(yùn)行內(nèi)存既滿足當(dāng)前設(shè)計(jì)方案，又可支持后期迭代升級(jí)，為最優(yōu)性價(jià)比方案。
4. 系統(tǒng)存儲(chǔ)內(nèi)存
4.1 存儲(chǔ)內(nèi)存負(fù)載分布
應(yīng)用數(shù)據(jù)通常保存在eMMC（Embedded Multi MediaCard）存儲(chǔ)器中，在車機(jī)系統(tǒng)中通常保存系統(tǒng)應(yīng)用數(shù)據(jù)、 高德離線地圖數(shù)據(jù)、科大訊飛 轅 百度語音包數(shù)據(jù)、常規(guī)系統(tǒng)應(yīng)用數(shù)據(jù)及測(cè)試LOG文件等，某車載主機(jī)存儲(chǔ)內(nèi)存參考見圖5。
圖5 存儲(chǔ)內(nèi)存負(fù)載
在硬件架構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，一般會(huì)將存儲(chǔ)器劃分為系統(tǒng)區(qū)及用戶區(qū)，系統(tǒng)區(qū)一般預(yù)留部分空間用于系統(tǒng)更新優(yōu)化及系統(tǒng)數(shù)據(jù)臨時(shí)緩存，某項(xiàng)目系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)際數(shù)據(jù)大小為3.18G，預(yù)留4G；用戶區(qū)高德離線地圖占用7.19G，科大訊飛離線語音包占用0.48G，系統(tǒng)常規(guī)應(yīng)用一般占用較小，主要由酷我音樂等第三方APP及調(diào)試LOG數(shù)據(jù)占用。
展開 智能車載平臺(tái)的操作系統(tǒng)與中間件應(yīng)用原理
借助于中間件平臺(tái)，插拔式設(shè)計(jì)可以將主機(jī)廠的不同硬件配置進(jìn)行統(tǒng)一定制化開發(fā)，整個(gè)自動(dòng)駕駛系統(tǒng)方案，在開發(fā)時(shí)可以根據(jù)需求進(jìn)行不同拓展，而這里的不同拓展，既可以體現(xiàn)為適配不同的傳感器、芯片、車輛平臺(tái)等硬件，也體現(xiàn)為選配不同的軟件算法模塊，實(shí)現(xiàn)不同級(jí)別的自動(dòng)駕駛功能。同時(shí)，中間件的應(yīng)用也能確保開發(fā)后可以快速高效地進(jìn)行軟件迭代。
對(duì)于中間件的開發(fā)而言，需要在底層系統(tǒng)層面，打通OSI（開放式系統(tǒng)互聯(lián)）接口，對(duì)不同系統(tǒng)的接口進(jìn)行封裝。具體將以自下而上的自動(dòng)駕駛系統(tǒng)算法處理模式來說明整個(gè)中間件的開發(fā)過程。
1、感知數(shù)據(jù)前端處理
自動(dòng)駕駛的感知數(shù)據(jù)前端處理包括對(duì)世界模型的相關(guān)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行定義和描述，中間件將傳感器數(shù)據(jù)解析成世界模型中的數(shù)據(jù)表示，分離傳感器數(shù)據(jù)接入方式和數(shù)據(jù)解析。
2、數(shù)據(jù)采集
這里需要在基礎(chǔ)平臺(tái)庫(kù)中，開發(fā)和配置自動(dòng)駕駛系統(tǒng)應(yīng)用的基礎(chǔ)組件，包括日志、配置、通訊、資源隔離、線程池、內(nèi)存池、無損隊(duì)列，以上功能的開發(fā)可以實(shí)現(xiàn)傳感器數(shù)據(jù)抽取、同步等操作。
3、系統(tǒng)功能模塊
中間件需要提供了關(guān)于數(shù)據(jù)整合的執(zhí)行管理、狀態(tài)管理、時(shí)間同步、通訊、診斷、監(jiān)控以及一些其他的模塊。從而確保平臺(tái)系統(tǒng)、應(yīng)用功能、系統(tǒng)資源按照正確的配置運(yùn)行，并且狀態(tài)得到高效管理，模塊間可以實(shí)現(xiàn)及時(shí)有效的通訊，出現(xiàn)問題時(shí)可以實(shí)現(xiàn)隨時(shí)診斷。
總結(jié)
某種程度上來說，操作系統(tǒng)內(nèi)核及其中間件的開發(fā)將成為自動(dòng)駕駛應(yīng)用背景下的一項(xiàng)“新基建”。尤其是隨著自動(dòng)駕駛產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程的深入，量產(chǎn)紛紛提上各家日程，越來越多人意識(shí)到操作系統(tǒng)和中間件的重要性和必要性。操作系統(tǒng)對(duì)實(shí)時(shí)性、功能安全、信息安全的要求都在提高。
展開 王博聊聲學(xué) | 車載音響系統(tǒng)主觀音效的客觀量化
圖1 7841型DIRAC軟件測(cè)量的某個(gè)車內(nèi)CSD
經(jīng)過調(diào)教的系統(tǒng)是否達(dá)到了期望的音色和空間感，能否很好地體驗(yàn)聲場(chǎng)寬度和深度？除了主觀評(píng)價(jià)外，我們更希望通過客觀參數(shù)來量化主觀聽感，這種方式更加快速高效，還可以對(duì)不同音響系統(tǒng)配置進(jìn)行對(duì)比。這些參數(shù)包括頻譜、聲品質(zhì)參數(shù)、室內(nèi)聲學(xué)參數(shù)和失真等，一般可歸為頻譜特征和空間特征兩大類，可以通過傳聲器或者人頭軀干模擬器HATS進(jìn)行測(cè)量。
譜質(zhì)心Spectral centriod：
指一段音頻信號(hào)短時(shí)傅里葉變換STFT幅值譜的重心，可以表示音樂的“明亮度Brightness”。比如，低沉的音樂有較多的低頻能量，其譜質(zhì)心較低；明亮歡快的音樂有較多的高頻能量，其譜質(zhì)心較高。
譜下降值Spectral rolloff：
指功率譜的累計(jì)幅值在某個(gè)指定的百分比（比如85%）以下的頻率點(diǎn)，用于描述頻譜傾斜的程度，它反映能量下降的頻率點(diǎn)，它的值越大，說明聲音能量越集中在較高的頻率范圍。
雙耳時(shí)間差I(lǐng)TD：
即聲音到達(dá)左右耳的時(shí)間差，如果聲音來自于我們的正前方，那么ITD=0，如果聲音來自于我們的側(cè)面，例如我們的左手或右手方向，那么ITD應(yīng)取最大值約0.58ms。因此，ITD能夠幫助我們區(qū)分聲音（主要是1500Hz以下）在水平面的不同入射方向。
雙耳聲壓級(jí)差I(lǐng)LD：
即聲音到達(dá)左右耳的聲壓級(jí)差，對(duì)于高頻聲音，波長(zhǎng)比人頭的尺寸小，當(dāng)聲音來自于左手邊時(shí)，由于頭部對(duì)聲波的反射，使得到達(dá)右耳的聲音小于左耳。因此，ILD能夠幫助我們區(qū)分4-5kHz以上聲音在水平面的不同入射方向。而在1.5kHz到4-5kHz之間的頻帶，ITD和ILD共同起作用。
展開 詳解車載網(wǎng)絡(luò) OTA系統(tǒng)的開發(fā) | 文末附下載
來源 | 汽車ECU開發(fā)
系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)
OTA 系統(tǒng)功能示意如圖1示，系統(tǒng)包含網(wǎng)關(guān)、 智能天線、車用防火墻、 ADAS 攝像頭、 ADAS 域控制器、 座艙域控制器、以及 OTA 平臺(tái)。
OTA 平臺(tái)端具備車輛管理、車型管理、軟件版本管理以及任務(wù)的發(fā)布和推送的能力。平臺(tái)端也具備管理的屬性，包括賬號(hào)體系、權(quán)限體系等，支持 OEM 的不同部門、不同科室、不同職能工程師在平臺(tái)上實(shí)施 OTA 相關(guān)操作，并查看 OTA 任務(wù)執(zhí)行情況。其中推送的軟件包的格式采用 UCM 定義的格式。
智能天線通過車載以太網(wǎng)、 BT、 BLE、 Wi-Fi、 3G/4G 實(shí)現(xiàn)了車身控制、遠(yuǎn)程控制、遠(yuǎn)程診斷、 OTA 功能。在AUTOSAR OTA Demo 系統(tǒng)中， 智能天線負(fù)責(zé)與 OTA 云端認(rèn)證、通信；負(fù)責(zé)所有控制器升級(jí)文件下載、驗(yàn)簽、備份；負(fù)責(zé)所有控制器升級(jí)條件檢測(cè)、升級(jí)策略執(zhí)行；負(fù)責(zé)控制器升級(jí)文件解析。
圖1 系統(tǒng)功能示意圖
車用防火墻執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)安全隔離，禁止越權(quán)訪問；車載防火墻策略管理、動(dòng)態(tài)更新；對(duì)域間數(shù)據(jù)交互提供安全防護(hù)機(jī)制；邊界入侵防御檢測(cè)等功能。
座艙域控制器中的 HMI 界面用于整個(gè)系統(tǒng)升級(jí)流程的人機(jī)交互即升級(jí)控制操作和升級(jí)狀態(tài)信息顯示。座艙域控制器中的升級(jí)應(yīng)用程序，與 AUTOSA 自適應(yīng)平臺(tái)架構(gòu)中的 CM（通訊管理） 、 DM（診斷管理） 、 UCM（更新配置管理） 模塊相配合完成系統(tǒng)中各模塊升級(jí)的管控。
ADAS 攝像頭傳感器，接收網(wǎng)關(guān)轉(zhuǎn)發(fā)的 UDS 報(bào)文， 解析加密升級(jí)包， 執(zhí)行 CRC 校驗(yàn)，并支持?jǐn)帱c(diǎn)續(xù)傳升級(jí)。
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