CN112291124A - 一种基于some/ip协议的车载网络ecu通信方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种基于SOME/IP协议的车载网络ECU通信方法，具体包括：基于CAN协议的ECU发送CAN信号给服务转化ECU并经服务转化ECU对CAN信号的类型进行判断并根据CAN信号类型进行相应转化服务处理，通过对CAN信号的类型进行判断从而进行相应的转化处理，并且数据传输过程中，通过设置载荷数据缓冲区并对载荷数据进行分析处理，如合并或分段。通过本发明提供的技术方案，能够根据CAN协议的数据类型进行对应的服务转化，同时能够解决CAN协议与车载以太网协议的单帧数据大小不对称传输的技术问题。

Description

一种基于SOME/IP协议的车载网络ECU通信方法
技术领域
本发明涉及汽车领域，尤其涉及一种基于SOME/IP协议的车载网络ECU 通信方法。
背景技术
随着科学技术的发展，现代汽车也伴着科技进步，迈向智能化、网联化发展。随着处理器运算能力和硬件的高速发展，汽车整车功能越来越多、越来越强。鉴于ADAS技术、高品质车载娱乐以及OTA远程升级等新增功能的需求，使得ECU的网络带宽需求也呈现爆发式增长，这一需求超出了传统车载网络的容量极限。另外，为了提供汽车整车功能，车载ECU数量的增多和待传数据的体量增大，普通的CAN网络已经无法满足需求了，特别是在智能座舱，辅助驾驶、无人驾驶等功能需要很大的带宽，这类的需求 CAN-FD也是无法满足的。因此为了满足高带宽的需求，车载以太网由于具备高带宽、低延时以及能够降低车内线束重量而被车载网络引入。尽管车载以太网被引入车载网络，但是传统的CAN网络仍然具备比较大的优点，如高实时、传输距离远、抗电磁干扰能力强等优点，再加上汽车行业安全标准对新进的技术验证需要很长一段时间，目前阶段，传统的基于CAN网络的 ECU以及基于车载网络的ECU将共存在车载网络中。现阶段，车载以太网通信的ECU在基于AUTOSAR架构采用了面向服务的架构进行通信，而传统基于CAN网络的ECU并不支持该模式，如何将车载网络中的基于CAN 协议传输的ECU与基于车载以太网传输的ECU在采用面向服务的架构进行通信的方法已经成为制约车载网络通信技术的瓶颈。
专利201910854362.X提供了一种基于SOME/IP协议的以太网总线与 CAN总线数据转换方法及系统，其提供实现汽车内CAN总线协议通信与 SOME/IP协议通信间的协议转换，其并未真正在传统的基于CAN协议的 ECU与基于车载以太网的ECU采用面向服务的架构进行通信，其仅是将基于CAN总线协议与SOME/IP协议通信的信号相互转化进行使其能够进行通信而已。专利201910252292.0提供了信号控制转换装置以及信号控制转换方法，其方法与专利201910854362.X类似，仅是提供一种基于CAN协议与以太网协议的相互转化从而实现通信。专利202010307595.0提供了车载交互方法、装置和存储介质，其方法要求通过SOME/IP的服务发现机制获取所述车载系统中支持交互服务的被控制设备，其要求在进行交互的设备都需要采用SOME/IP机制并且服务已事先定义好，对于不采用SOME/IP通信的传统 ECU，仍然无法采用基于SOME/IP机制的服务发现机制进行交互。另外，也为阐述如何将基于CAN协议的ECU的功能实现转化为服务也未涉及。
发明内容
本发明提供一种基于SOME/IP协议的车载网络ECU通信方法，至少包括：
基于CAN协议的ECU发送CAN信号给服务转化ECU并经服务转化ECU 对CAN信号的类型进行判断并根据CAN信号类型进行相应转化服务处理；
所述根据CAN信号类型进行相应转化服务处理包括：若CAN信号类型并非数据帧和远程帧中的一种，则结束转化；若是数据帧和远程帧中的一种，则服务转化ECU提取有效数据并判断有效数据是否已经被转化为服务，若有效数据未转化为服务，则将有效数据进行处理后以库函数的形式并添加基于 SOME/IP-SD协议的预设信息封装组成服务。
一种基于SOME/IP协议的车载网络ECU通信方法，进一步地，若有效数据已转化为服务，则终止转化服务过程，判断有效数据是否含有载荷数据，若存在载荷数据，则将载荷数据放入预设的缓存空间。
一种基于SOME/IP协议的车载网络ECU通信方法，进一步地，有效数据至少包括CANID、仲裁段、载荷数据中的一种或多种。
所述基于SOME/IP-SD协议的预设信息至少包括：与CAN ID对应的消息 ID，服务ID、实例ID、事件组ID中的一种或多种。
一种基于SOME/IP协议的车载网络ECU通信方法，进一步地，服务提供方通过基于SOME/IP-SD协议与调用服务的客户端建立创建服务连接以提供服务，具体包括：服务提供方通过SOME/IP-SD协议发送OfferService信息经过传输层封装后以UDP广播发送给客户端，客户端接收服务提供方的 OfferService信息后，判断是否为所需服务，若是所需服务，则通过TCP协议发送响应信息与服务提供方建立连接，待连接建立后发送订阅事件组的消息给服务提供方；
服务提供方将发送订阅事件组的消息的客户端信息反馈给设置于服务提供方的服务可信模块并请求是否同意其订阅的通知。
一种基于SOME/IP协议的车载网络ECU通信方法，进一步地，服务可信模块通过对客户端进行安全验证后发送同意或拒绝订阅的响应消息给服务提供方，服务提供方根据接收到响应信息对客户端的订阅服务请求作出同意或拒绝的决定并反馈信息给客户端。
一种基于SOME/IP协议的车载网络ECU通信方法，进一步地，客户端根据需求基于SOME/IP-SD协议发送FindService信息经过传输层封装后以 UDP广播发送给服务提供方，服务提供方接收到FindService信息后，判断是否能提供服务，若能提供服务，则通过TCP协议发送响应信息与客户端建立连接并与客户端建立订阅服务的请求。
一种基于SOME/IP协议的车载网络ECU通信方法，进一步地，当服务提供方停止服务后，服务提供方通过SOME/IP-SD协议发送StopService信息经过传输层以经过封装后以UDP协议发送给客户端，客户端接收服务提供方的StopService信息后发送取消订阅服务给服务提供方，服务提供方发送取消订阅服务确认消息给客户端，客户端收到后断开与服务提供方建立的连接。
一种基于SOME/IP协议的车载网络ECU通信方法，进一步地，当客户端需要调用服务获取数据时，设置于服务提供方内的车载以太网协议栈对传输的信息类型、时间延迟、单帧数据包尺寸进行判断，若单帧数据包的尺寸大于1400byte和高时间延迟，则采用TCP协议进行传输；若单帧数据包的尺寸小于1400byte和低的时间延迟，则采用UPD协议进行传输，单帧数据包的尺寸大于1400byte和低的时间延迟，则采用SOME/IP-TP协议进行分段后以UDP进行传输。
一种基于SOME/IP协议的车载网络ECU通信方法，进一步地，基于车载以太网协议ECU作为客户端需要调用基于CAN协议的ECU提供的功能包括：基于车载以太网协议ECU通过SOME/IP协议发送请求信息给服务转化ECU请求调用相应基于CAN协议的ECU转化的服务，服务转化ECU接收到请求后开始启动对应的服务进行执行。
一种基于SOME/IP协议的车载网络ECU通信方法，进一步地，服务启动后，服务转化ECU内设有服务转化模块提取服务的有效数据并经CAN协议发送给相应的基于CAN协议的ECU进行执行预设任务。
一种基于SOME/IP协议的车载网络ECU通信方法，进一步地，服务启动后，设于服务转化ECU内的服务管理模块对服务进行监控，当发现服务调用另一服务时，服务管理模块截获传入的请求并提取客户标识和会话标识以用于进一步的会话反馈；
当发现被服务调用另一服务的执行行为具有恶意时，服务管理模块阻止服务执行，并向服务可信模块请求许可并等待来设置于服务转化ECU内的服务可信模块的响应；
服务可信模块响应服务可信模块并根据预设策略指示服务管理模块终止服务执行或允许其正常执行或纠正服务的执行行为。
一种基于SOME/IP协议的车载网络ECU通信方法，进一步地，服务调用完成后，车载以太网协议ECU通过服务可信模块获取会话报告，会话报告至少包括会话的综合信任值以及服务执行期间是否违反了预设策略。
一种基于SOME/IP协议的车载网络ECU通信方法，包括：基于CAN协议的ECU发送CAN信号给服务转化ECU并经服务转化ECU对CAN信号的类型进行判断并根据CAN信号类型进行相应转化服务处理；
服务转化ECU的服务通过基于SOME/IP-SD协议与调用服务的客户端创建服务连接并且同意授权的客户端进行订阅通知的服务，当服务执行后获取来自CAN协议的单帧数据信息后发送给客户端之前，服务转化ECU对单帧数据信息是否为分段传送信息，若为分段传送信息，则将接收的单帧数据存入预设缓存空间待分段信息全部接收完成后再对分段信息进行合并，将合并后的数据通过基于SOME/IP协议发送给订阅的客户端。
一种基于SOME/IP协议的车载网络ECU通信方法，进一步地，若非分段传送信息，则将接收的单帧数据直接以基于SOME/IP协议发送给订阅的客户端。
一种基于SOME/IP协议的车载网络ECU通信方法，进一步地，若合并后的数据大于预设阈值，则将合并后的数据按照预设的单帧传送数据的最大容量为单位进行分段后基于SOME/IP协议分段发送给订阅的客户端。
有益效果：
1.本发明提供的技术方案在服务转化时，根据接收CAN信号的数据类型进行判断并执行相应操作，并非每次接受到CAN信号都需要转化，同时也降低转化频率，减少服务转化ECU的内部资源消耗。
2.本发明提供的技术方案能够解决目前由于车载以太网的传输速率远大于CAN协议，导致传输速率不对成从而造成要么数据频繁发送，要么无法直接发送的技术问题。通过对数据进行判断并设置缓存空间，对数据进行分段或合并后在进行传输，能够解决该问题，从而提升车载网络的通信效率和利用率，降低车载网络负载。
附图说明
以下附图仅对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。
图1为本发明一实施例中基于CAN协议ECU发送的信号转化经过服务 ECU转化为服务的流程图。
图2为本发明一实施例中传送ECU与以太网ECU组成的车载网络结构示意图。
图3为本发明一实施例中SOME/IP协议的报文格式。
图4为本发明一实施例中SOME/IP-SD协议的报文格式。
图5为本发明一实施例中SOME/IP-SD协议的报文中入口部署的具体数据结构。
图6为本发明一实施例中SOME/IP-SD协议的报文中选择部署的具体数据结构。
具体实施方式
为了对本文的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图1 至6说明本发明的具体实施方式，在各图中相同的标号表示相同的部分。为使图面简洁，各图中的示意性地表示出了与本发明相关部分，而并不代表其作为产品的实际结构。另外，为使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。
关于控制系统，功能模块、应用程序(APP)本领域技术人员熟知的是，其可以采用任何适当的形式，既可以是硬件也可以是软件，既可以是离散设置的多个功能模块，也可以是集成到一个硬件上的多个功能单元。作为最简单的形式，所述控制系统可以是控制器，例如组合逻辑控制器、微程序控制器等，只要能够实现本申请描述的操作即可。当然，控制系统也可以作为不同的模块集成到一个物理设备上，这些都不偏离本发明的基本原理和保护范围。
本发明中“连接”，即可包括直接连接、也可以包括间接连接、通信连接、电连接，特别说明除外。
本文中所使用的术语仅为了描述特定实施方案的目的并且不旨在限制本公开。如本文中所使用地，单数形式“一个”、“一种”、以及“该”旨在也包括复数形式，除非上下文明确地另作规定。还将理解的是，当在说明书中使用时，术语“包括”和/或“包含”是指存在有所陈述的特征、数值、步骤、操作、元件和/或组分，但是并不排除存在有或额外增加一个或多个其它的特征、数值、步骤、操作、元件、组分和/或其组成的群组。作为在本文中所使用的，术语“和/或”包括列举的相关项的一个或多个的任何和全部的组合
应当理解，此处所使用的术语“车辆”或“车辆的”或其它类似术语一般包括机动车辆，例如包括运动型多用途车辆(SUV)、公共汽车、卡车、各种商用车辆的乘用汽车，包括各种舟艇、船舶的船只，航空器等，并且包括混合动力车辆、电动车辆、可插式混合动力电动车辆、氢动力车辆以及其它替代性燃料车辆(例如源于非石油的能源的燃料)。正如此处所提到的，混合动力车辆是具有两种或更多动力源的车辆，例如汽油动力和电力动力两者的车辆。
此外，本公开的控制器可被具体化为计算机可读介质上的非瞬态计算机可读介质，该计算机可读介质包含由处理器、控制器或类似物执行的可执行程序指令。计算机可读介质的示例包括，但不限于，ROM、RAM、光盘 (CD)-ROM、磁带、软盘、闪存驱动器、智能卡和光学数据存储设备。计算机可读记录介质也可分布在通过网络耦合的计算机系统中，使得计算机可读介质例如通过远程信息处理服务器或控制器区域网络(CAN)或车载以太网以分布式方式存储和执行。
本实施提供一种基于SOME/IP协议的车载网络ECU通信装置，参见图 2，具体包括：基于CAN协议的ECU，服务转化ECU，车载以太网ECU，智能天线，其中，基于CAN协议的ECU与服务转化ECU相连接，服务转化 ECU、车载以太网协议的ECU、智能天线通过车载以太网交换机进行连接；
具体地，车载网络中，传统的ECU大多数都是基于CAN协议的，由于基于CAN协议传输具备实时性和可靠性，而且成本低并且经过上百年的验证，其具有难以替换的优势。另外，为了满足现代智能汽车的高速率、低车身重量传输，传统CAN协议的ECU较难满足，基于车载以太网协议的ECU能够满足高带宽、低线束重量。但是由于汽车涉及众多的ECU，每个ECU的应用场合和需求不同，因此使得基于CAN协议的ECU和基于车载以太网的ECU在很长一段时间内进行共存。但是基于传统的CAN协议的ECU的通信效率较低，为了提高车载网络的ECU的通信效率，提出一种基于面向服务架构的通信机制在车载网络中获得应用，但是由此也带来了很多问题，基于CAN协议通信的ECU与基于车载以太网的ECU如何通过面向服务的架构进行通信。
服务转化ECU被配置为用于作为基于CAN协议的ECU与基于车载以太网协议的ECU相互通信转化的媒介，服务转化ECU包括：CAN协议栈、服务转化模块、服务管理模块、服务可信模块、车载以太网协议栈；
CAN协议栈用于将信号按照CAN协议的标准格式进行编码封装后发送给基于CAN协议的ECU或对接收到的符合CAN协议的信号进行解码；
服务转化模块用于将对经过解码的CAN协议信号进行有效数据提取并将有效数据转化为服务；
本实施例所定义的服务包括：一个或多个方法，一个或多个事件以及一个或多个字段的逻辑组合；服务可以独立实现某种功能。
服务也可以调用服务，例如假设有A1、A2、A3三个服务，根据事先定义， A1服务的实现需要调用A2，而A2调用的实现需要调用A3，因此当调用A1 服务时，A2和A3也要调用，一个服务可以调用多个服务。服务有请求类型的服务，也有提供类型的服务。服务也可看成是应用程序，当一个服务需要另外的服务给其提供服务时。
服务管理模块用于负责在运行时监视服务的执行情况，以检测恶意服务调用或恶意数据泄漏；每当将要进行服务调用时，会向服务可信模块发送反馈消息；当检测到服务恶意行为时，具备停止执行服务并等待从服务可信模块返回的响应，响应将指示阻止服务调用或将其恢复为正常执行；
服务可信模块用于根据来自服务转化模块的反馈消息，通过预设策略的执行决定响应服务管理模块；服务可信模块包括用于定义可信数据库，用于分析被调用的服务的执行行为，并在被调用的服务执行后，根据客户端的会话请求将服务的执行过程形成会话报告发送给客户端；
车载以太网协议栈用于将信号按照车载以太网协议的标准格式进行编码封装后发送给基于车载以太网协议的ECU或对接收到的符合车载以太网协议的信号进行解码后发给应用程序进行数据处理。
车载以太网协议的ECU包括服务管理模块、服务可信模块、车载以太网协议栈；
服务管理模块被配置为用于负责在运行时监视服务的执行情况，以检测恶意服务调用或恶意数据泄漏；每当将要进行服务调用时，会向服务可信模块发送反馈消息；当检测到服务恶意行为时，具备停止执行服务并等待从服务可信模块返回的响应，响应将指示阻止服务调用或将其恢复为正常执行；
服务可信模块，被配置为用于根据来自服务转化模块的反馈消息，通过预设策略的执行决定响应服务管理模块；服务可信模块包括用于定义可信数据库，用于分析被调用的服务的执行行为，并在被调用的服务执行后，根据客户端的会话请求将服务的执行过程形成会话报告发送给客户端。
车载以太网协议栈用于将信号按照车载以太网协议的标准格式进行编码封装后发送给基于车载以太网协议的ECU或对接收到的符合车载以太网协议的信号进行解码后发给应用程序进行数据处理。
具体地，服务可信模块可以单独设置一个ECU，统一设置专门的ECU内置服务可信模块，但是设计方式尽管可以节省每个ECU内的系统运行资源，但是其会带来通信成本增加。因为每次服务调用，信号都需要经过多次转化后以通过车载网络总线传输给专门的ECU内的服务可信模块，由此增加的车载网络的负荷。为了解决该问题，本实施设置于能够提供服务的ECU内，但不设置于基于CAN协议的ECU。
在定义服务功能时，基于SOME/IP的协议，其中定义服务的消息ID (message ID)，其包括服务ID(Service ID)和方法ID(Method ID)，消息 ID是一个32位的标识符，用于标识消息，消息ID必须唯一地标识服务的方法或事件，消息ID的分配取决于用户，但是，消息ID对于整个系统必须是唯一的，消息ID与CAN ID进行比较，并应通过类似的过程进行处理。
为了确保服务消息ID是在整个车载网络系统是唯一的，在提供服务的 ECU内设有CAN ID与消息ID的对应映射表以及消息ID映射表，当服务产生时，首先在消息ID映射表申请与服务对应的消息ID，系统自动从消息ID映射表未被使用的消息ID中自动分配一个消息ID给服务，同时，通过UDP协议广播车载网络节点中其它提供服务的ECU当前已经被用的消息ID，提供服务的ECU更新内部的消息ID映射表。
本实施还提供了一种基于SOME/IP协议的车载网络ECU通信方法，参见图1，具体包括：
基于CAN协议的ECU发送CAN信号给服务转化ECU并经服务转化ECU 对CAN信号的类型进行判断并根据CAN信号类型进行相应转化服务处理；
所述根据CAN信号类型进行相应转化服务处理包括：若CAN信号类型并非数据帧和远程帧中的一种，则结束转化；若是数据帧和远程帧中的一种，则服务转化ECU提取有效数据并判断有效数据是否已经被转化为服务，若有效数据未转化为服务，则将有效数据进行处理后以库函数的形式并添加基于 SOME/IP-SD协议的预设信息封装组成服务。
具体地，传统基于CAN总线传输的ECU根据触发条件不同，在车身CAN 网络中可分为事件型、周期性及混合型三种传输模式；
在事件型传输模式，随着类型或数据的转变及时发送的消息。此类型消息的好处是极少占用总线资源，但是可能会存在漏发情况，这种消息类似于网络的中断，用于故障诊断的帧可以是事件型的。
在周期型传输模式，以某个时间为周期，循环发送的消息类型。此类型的消息要求的时间精度一般小于10％，可以尽可能的保证消息的可靠性，如果周期过短，可能会使总线的负载过大，影响网络的质量。在设计网络中，可遵循如下的基本规则：如果帧的ID号越小，它的优先级越高，那么它的周期可以越小。用于监督网络状态的帧可以是周期性的。
在混合型传输模式：事件型与周期型混合类型的帧。事件型消息发送实时变化的帧，周期性的发送保证了消息的完备性。如用于监控外部设备的帧，如果帧中的参数无变化，将周期性的发送，如帧中的参数发生了变化，将会以事件发送此帧，然后重新计时以周期帧发送。
因此，在本实施中，基于CAN协议的传输模式采用事件型与周期型混合类型的帧进行传输，但用于诊断传输的情形极少，大多数情况下都是周期性传输模式，基于CAN协议的ECU都是在周期性在CAN网络中发送报文数据，这将导致服务转化ECU不停对来自CAN协议周期性的报文进行转化，一方面进行重复的转化工作，另一方面，加剧了服务转化ECU的系统资源过渡消耗而无法进行其本质工作(担任与基于车载以太网ECU与基于CAN协议的ECU 的通信媒介)，为了解决该技术问题，每次提取来自CAN协议的ECU发送的有效数据前并非每次都要转化，因为CAN协议的ECU是周期性的发送CAN 信号，因此，在转化前实现判断有效数据是否已经被转化为服务或者尽管转化为服务，但是有效数据发生了变化，若有效数据发生变化或没有被转化服务，则将有效数据转化为服务，若有效数据未发生变化或已经转化为服务，则终止转化过程。通过这种对有效数据进行判断后决定是否转化为服务，可以极大的降低服务转化ECU的负荷，以使得服务转化ECU能够正常工作。另一方面，提供的服务可以动态更改。另外，基于CAN协议的信号数据包括多种不同的类型，如数据帧、远程帧、错误帧、过载帧等，需要针对不同的信号类型进行处理进行转化为有效的服务。
具体地，服务转化ECU的转化过程包括：
基于CAN协议的ECU发送CAN信号给服务转化ECU，服务转化ECU 判断CAN信号的数据类型，CAN协议的数据类型包括：数据帧、远程帧、过载帧、错误帧等；
判断数据类型是否为数据帧和远程帧，若非数据帧和远程帧，则结束本次转化，系统继续侦听待下一次转化；若是数据帧，则提取有效数据，如 CAN ID，冲裁段，载荷数据等，判断数据帧是否已经转化为服务，若已经转化为服务，则停止转化，将载荷数据存入预设的缓存空间，若没有转化为服务，则将有效数据以及相应的内容以库函数的形式封装为服务，
有效数据至少包括CAN ID、仲裁段、载荷数据中的一种或多种，对有效数据进行处理时，包括找到CAN ID对应的消息ID，从仲裁段获取传输优先级等。
相应的内容是基于SOME/IP协议提供的服务，至少包括：与CAN ID对应的消息ID，服务ID、实例ID、事件组ID；
所述消息ID包括服务ID和方法ID。
服务ID和实例ID用于与客户端建立连接时进行提供服务、发现服务、停止服务，服务ID和实例ID用于SOME IP_SD报文的使用。
参见图3，图3为SOME/IP协议的报文，消息ID一个32位的标识符，消息ID是一个32位标识符，用于将RPC调用分派给应用程序的method并识别event。消息ID必须能唯一标识Service的method或event。
服务ID用于识别服务，表明服务具备的功能，Method和Event应在 service内部使用16位Method ID来识别，对Event和notification来说，称为Event ID。
请求ID允许提供者和订阅者区分同一方法，事件，获取器或设置器的多个并行使用，请求ID对于服务提供方和订阅的客户端组合应是唯一的；生成响应消息时，服务提供方复制请求ID从请求到响应消息；
请求ID包括客户端ID和会话ID，客户端ID是ECU内部主叫客户端的唯一标识符，客户端ID允许ECU区分来自多个客户端针对同一个方法的调用。对于客户端的每次调用，选择会话ID是唯一标识符。会话ID允许客户端区分针对同一方法的多次调用。
具体地，服务提供方通过基于SOME/IP-SD协议与调用服务的客户端建立创建服务连接以提供服务，具体包括：服务提供方通过SOME/IP-SD协议发送 OfferService信息经过传输层封装后以UDP广播发送给客户端，客户端接收服务提供方的OfferService信息后，判断是否为所需服务，若是所需服务，则通过TCP协议发送响应信息与服务提供方建立连接，待连接建立后发送订阅事件组的消息给服务提供方；
服务提供方将发送订阅事件组的消息的客户端信息反馈给设置于服务提供方的服务可信模块并请求是否同意其订阅的通知；
服务可信模块通过对客户端进行安全验证后发送同意或拒绝订阅的响应消息给服务提供方，服务提供方根据接收到响应信息对客户端的订阅服务请求作出同意或拒绝的决定并反馈信息给客户端。
图4为SOME/IP-SD的报文，除了载荷数据外，以SOME/IP协议的报文作为SOME/IP-SD的报头，在进行SOME/IP-SD协议的报文传送过程中， SOME/IP-SD的报头是固定的，在服务发现过程中，关键报文体现在入口部署，入口部署参见图5，
服务发现支持在一个服务发现消息中组合的多个入口，多个入口用于同步服务实例的状态和发布/订阅处理的状态。
服务入口类型的大小应为16字节，包括：
类型字段[uint8]：对FindService(0x00)和OfferService(0x01)进行编码。索引运行第一个选项[uint8]：此选项的索引在选项数组中运行第一个选项。索引运行第二个选项[uint8]：此选项的索引在选项数组中运行第二个选项。第一选项[uint4]：描述第一个选项运行使用的选项数量。第二选项 [uint4]：描述第二个选项运行使用的选项数量。服务ID[uint16]：描述此入口所涉及的服务或服务实例的服务ID。实例ID[uint16]：描述服务实例的服务实例ID；
如果要使用服务的所有服务实例，则该入口与该入口有关或设置为 0xFFFF。
主要版本[uint8]：编码服务的主要版本(实例)。
最长生存时间：以秒为单位描述条目的生存期。
次版本[uint32]：对服务的次版本进行编码。
选择部署是的报文根据实际情况进行选择，如当发送的服务具有优先级时，可以采用选择部署告知客户端，服务的优先级。
参见图6为事件组(eventgroup)入口部署，
索引第二个选项运行[uint8]：此选项的索引在选项数组中运行第二个选项。
选项数量1[uint4]：描述第一个选项运行使用的选项数量。
选项数量2[uint4]：描述第二个选项运行使用的选项数量。
服务ID[uint16]：描述该条目所涉及的服务或服务实例的服务ID。
实例ID[uint16]：描述此条目所涉及的服务实例的服务实例ID，如果要使用服务的所有服务实例，则将其设置为0xFFFF。
主要版本[uint8]：编码此事件组所属的服务实例的主要版本。
最长生存期[uint24]：以秒为单位描述事件组的生存时间。
保留[uint8]：应设置为0x00。
初始数据请求标志[1位]：如果服务器发送初始数据，则应设置为1。
Reserved2[uint3]：如果未指定，则应设置为0x0
计数器[uint4]：用于区分同一用户订阅完全相同的的事件组。如果不使用，则设置为0x0。
事件组ID[uint16]：传送事件组的ID。
车载网络节点由于涉及到众多的ECU，每个ECU的工作状态可能不一样，特别是在某个ECU发生故障进行重启的这段时间，如果服务提供方正好通过服务发现通知客户端，但此时作为此服务的客户端处于休眠或者关闭或初始化状态，则其无法获知服务发现的内容。当初始化状态完成后或正常运行后，条件触发需要服务时，其可以主动发送寻找服务的报文进行查找，具体包括：
客户端根据需求基于SOME/IP-SD协议发送FindService信息经过传输层封装后以UDP广播发送给服务提供方，服务提供方接收到FindService信息后，判断是否能提供服务，若能提供服务，则通过TCP协议发送响应信息与客户端建立连接并与客户端建立订阅服务的请求。
当服务提供方停止服务后，服务提供方通过SOME/IP-SD协议发送 StopService信息经过传输层以经过封装后以UDP协议发送给客户端，客户端接收服务提供方的StopService信息后发送取消订阅服务给服务提供方，服务提供方发送取消订阅服务确认消息给客户端，客户端收到后断开与服务提供方建立的连接。
具体地，客户端调用服务获取数据，如车载主机获取摄像头的图像数据，但图像数据非常大，若数据超过SOME/IP协议能够传输的单帧大小，则无法直接进行数据传输。因此为了解决数据传输的问题，本实施提供一种解决方法，具体为：
当客户端需要调用服务时获取数据时，设置于服务提供方内的车载以太网协议栈对传输的信息类型、时间延迟、单帧数据包尺寸进行判断，若单帧数据包的尺寸大于1400byte和高时间延迟，则采用TCP协议进行传输；若单帧数据包的尺寸小于1400byte和低的时间延迟，则采用UPD协议进行传输，单帧数据包的尺寸大于1400byte和低的时间延迟，则采用SOME/IP-TP 协议进行分段后用UDP协议进行传输。
具体地，汽车行业相比于消费电子，如手机行业，互联网行业，具有较高的安全性，当采用基于面向服务的架构进行通信时，客户端和服务提供方相对独立，客户端只需要调用需要的服务，而对服务的执行过程并不知晓，如果服务执行恶意行为，如泄露隐私数据、串改数据等危险到安全驾驶的行为时，则可能会导致严重的安全事故发生，为了加强服务执行的过程安全控制，降低风险，本实施例设计了服务管理模块与服务可信模块进行相互配合，以解决基于面向服务的架构应用于汽车的安全问题。另外，由于客户端调用服务，及时当前调用的服务时可信的，但是调用的服务在执行过程中仍然可能调用另外一个服务或多个服务，甚至被调用的服务再次调用其它的服务，这些过程客户端是无法控制，所以存在的风险极大，需要对服务调用过程中的执行行为进行安全性监控和评估。
基于车载以太网协议ECU作为客户端需要调用基于CAN协议的ECU 提供的功能包括：基于车载以太网协议ECU通过SOME/IP协议发送请求信息给服务转化ECU请求调用相应基于CAN协议的ECU转化的服务，服务转化ECU接收到请求后开始启动对应的服务进行执行；
服务启动后，服务转化ECU内设有服务转化模块提取服务的有效数据并经CAN协议发送给相应的基于CAN协议的ECU进行执行预设任务，设于服务转化ECU内的服务管理模块对服务进行监控，当发现服务调用另一服务时，服务管理模块截获传入的请求并提取客户标识和会话标识以用于进一步的会话反馈；
当发现被服务调用另一服务的执行行为具有恶意时，服务管理模块阻止服务执行，并向服务可信模块请求许可并等待来设置于服务转化ECU内的服务可信模块的响应；
服务可信模块响应服务可信模块并根据预设策略指示服务管理模块终止服务执行或允许其正常执行或纠正服务的执行行为。
调用完成后，客户端通过服务可信模块以获取会话报告，会话报告至少包括会话的综合信任值以及服务执行期间是否违反了预设策略；
预设策略包括服务执行行为可信度，可信度是动态可变的，可信度的计算依据服务的实际执行执行历史记录、服务信誉、客户评分；
服务信誉包括其他服务使用者提供的反馈；
传统的可信度都是定性的，及对于一个服务，要么定义为可信服务，要么定义不可信服务，但是车载网络中涉及的功能较为复杂，很难将一个服务定义为可信服务或者不可信服务，因为即使定义为可信服务，其服务在执行过程中如遇到干扰或攻击或不可预知的情况，可能导致恶意的行为，甚至影响车身安全的行为等。
为了解决该问题，本实施对于服务的可信度采取定量化并且动态可调进行计算：
可信度另一个评分是客户评分，它可以动态更改服务的评分；信任更新机制可以基于客户端定义的策略。
具体地，本实施提供的技术方案中，由于CAN协议与车载以太网的传输速率不一样，且车载以太网的传输速率远大于CAN协议，以太网报文所携带的SOME/IP数据总长度不应超过1400字节。CAN总线中的网关通信报文定义为：由ID表示的PDU，一个CAN报文通常视为1个PDU。而且1 个CAN PDU只能与1个SOME/IP PDU互相映射。因此，PDU路由机制下，SOME/IP报文的负载不会超过8个字节。因此在数据交互的过程中，例如：如果每次CAN协议发送的数据都立即发送给订阅服务的客户端，则频繁的发送可能会加剧车载网络的负担，消耗过度资源。另外，现有使得整个车载网络的通信效率较低，无法体现基于车载以太网架构的数据传输优势。为了解决该问题，本实施提供了一种解决方案，具体如下：
基于CAN协议的ECU发送CAN信号给服务转化ECU并经服务转化ECU 对CAN信号的类型进行判断并根据CAN信号类型进行相应转化服务处理；
服务转化ECU的服务通过基于SOME/IP-SD协议与调用服务的客户端创建服务连接并且同意授权的客户端进行订阅通知的服务，当服务执行后获取来自CAN协议的单帧数据信息后发送给客户端之前，服务转化ECU对单帧数据信息是否为分段传送信息，若为分段传送信息，则将接收的单帧数据存入预设缓存空间待分段信息全部接收完成后再对分段信息进行合并，将合并后的数据通过基于SOME/IP协议发送给订阅的客户端。
若非分段传送信息，则将接收的单帧数据直接以基于SOME/IP协议发送给订阅的客户端。
若合并后的数据大于预设阈值，则将合并后的数据按照预设的单帧传送数据的最大容量为单位进行分段后基于SOME/IP协议分段发送给订阅的客户端。
当位于服务转化ECU内的服务作为服务需求方请求基于以太网协议ECU 传输数据时，当接收到获取单帧数据时，首先对单帧数据中的载荷数据的容量大小进行判断，若超过CAN传输协议的最大单帧的载荷数据传输容量，则将数据载荷数据存入预设缓存空间并进行分段，然后将分段后的数据以基于CAN 协议发送给目标ECU。
载荷数据存入缓存空间根据优先级进行排序，采用先进先出的原则，传输时优先保证优先级高的载荷数据的分段数据优先传输。
以上所述的仅是本发明的优选实施方式，本发明不限于以上实施例。本领域的技术人员可以清楚，该实施例中的形式不局限于此，同时可调整方式也不局限于此。可以理解，本领域技术人员在不脱离本发明的基本构思的前提下直接导出或联想到的其他改进和变化，均应认为包含在本发明的保护范围之内。

Claims (15)

1.一种基于SOME/IP协议的车载网络ECU通信方法，其特征在于，至少包括：
基于CAN协议的ECU发送CAN信号给服务转化ECU并经服务转化ECU对CAN信号的类型进行判断并根据CAN信号类型进行相应转化服务处理；
所述根据CAN信号类型进行相应转化服务处理包括：若CAN信号类型并非数据帧和远程帧中的一种，则结束转化；若是数据帧和远程帧中的一种，则服务转化ECU提取有效数据并判断有效数据是否已经被转化为服务，若有效数据未转化为服务，则将有效数据进行处理后以库函数的形式并添加基于SOME/IP-SD协议的预设信息封装组成服务。
2.如权利要求1所述一种基于SOME/IP协议的车载网络ECU通信方法，其特征在于，若有效数据已转化为服务，则终止转化服务过程，判断有效数据是否含有载荷数据，若存在载荷数据，则将载荷数据放入预设的缓存空间。
3.如权利要求1所述一种基于SOME/IP协议的车载网络ECU通信方法，其特征在于，有效数据至少包括CAN ID、仲裁段、载荷数据中的一种或多种。
所述基于SOME/IP-SD协议的预设信息至少包括：与CAN ID对应的消息ID，服务ID、实例ID、事件组ID中的一种或多种。
4.如权利要求1所述一种基于SOME/IP协议的车载网络ECU通信方法，其特征在于，服务提供方通过基于SOME/IP-SD协议与调用服务的客户端建立创建服务连接以提供服务，具体包括：服务提供方通过SOME/IP-SD协议发送OfferService信息经过传输层封装后以UDP广播发送给客户端，客户端接收服务提供方的OfferService信息后，判断是否为所需服务，若是所需服务，则通过TCP协议发送响应信息与服务提供方建立连接，待连接建立后发送订阅事件组的消息给服务提供方；
服务提供方将发送订阅事件组的消息的客户端信息反馈给设置于服务提供方的服务可信模块并请求是否同意其订阅的通知。
5.如权利要求4所述一种基于SOME/IP协议的车载网络ECU通信方法，其特征在于，服务可信模块通过对客户端进行安全验证后发送同意或拒绝订阅的响应消息给服务提供方，服务提供方根据接收到响应信息对客户端的订阅服务请求作出同意或拒绝的决定并反馈信息给客户端。
6.如权利要求1所述一种基于SOME/IP协议的车载网络ECU通信方法，其特征在于，客户端根据需求基于SOME/IP-SD协议发送FindService信息经过传输层封装后以UDP广播发送给服务提供方，服务提供方接收到FindService信息后，判断是否能提供服务，若能提供服务，则通过TCP协议发送响应信息与客户端建立连接并与客户端建立订阅服务的请求。
7.如权利要求4所述一种基于SOME/IP协议的车载网络ECU通信方法，其特征在于，当服务提供方停止服务后，服务提供方通过SOME/IP-SD协议发送StopService信息经过传输层以经过封装后以UDP协议发送给客户端，客户端接收服务提供方的StopService信息后发送取消订阅服务给服务提供方，服务提供方发送取消订阅服务确认消息给客户端，客户端收到后断开与服务提供方建立的连接。
8.如权利要求1所述一种基于SOME/IP协议的车载网络ECU通信方法，其特征在于，当客户端需要调用服务获取数据时，设置于服务提供方内的车载以太网协议栈对传输的信息类型、时间延迟、单帧数据包尺寸进行判断，若单帧数据包的尺寸大于1400byte和高时间延迟，则采用TCP协议进行传输；若单帧数据包的尺寸小于1400byte和低的时间延迟，则采用UPD协议进行传输，单帧数据包的尺寸大于1400byte和低的时间延迟，则采用SOME/IP-TP协议进行分段后以UDP进行传输。
9.如权利要求1所述一种基于SOME/IP协议的车载网络ECU通信方法，其特征在于，基于车载以太网协议ECU作为客户端需要调用基于CAN协议的ECU提供的功能包括：基于车载以太网协议ECU通过SOME/IP协议发送请求信息给服务转化ECU请求调用相应基于CAN协议的ECU转化的服务，服务转化ECU接收到请求后开始启动对应的服务进行执行。
10.如权利要求9所述一种基于SOME/IP协议的车载网络ECU通信方法，其特征在于，服务启动后，服务转化ECU内设有服务转化模块提取服务的有效数据并经CAN协议发送给相应的基于CAN协议的ECU进行执行预设任务。
11.如权利要求9所述一种基于SOME/IP协议的车载网络ECU通信方法，其特征在于，服务启动后，设于服务转化ECU内的服务管理模块对服务进行监控，当发现服务调用另一服务时，服务管理模块截获传入的请求并提取客户标识和会话标识以用于进一步的会话反馈；
当发现被服务调用另一服务的执行行为具有恶意时，服务管理模块阻止服务执行，并向服务可信模块请求许可并等待来设置于服务转化ECU内的服务可信模块的响应；
服务可信模块响应服务可信模块并根据预设策略指示服务管理模块终止服务执行或允许其正常执行或纠正服务的执行行为。
12.如权利要求9所述一种基于SOME/IP协议的车载网络ECU通信方法，其特征在于，服务调用完成后，车载以太网协议ECU通过服务可信模块获取会话报告，会话报告至少包括会话的综合信任值以及服务执行期间是否违反了预设策略。
13.一种基于SOME/IP协议的车载网络ECU通信方法，其特征在于，基于CAN协议的ECU发送CAN信号给服务转化ECU并经服务转化ECU对CAN信号的类型进行判断并根据CAN信号类型进行相应转化服务处理；
服务转化ECU的服务通过基于SOME/IP-SD协议与调用服务的客户端创建服务连接并且同意授权的客户端进行订阅通知的服务，当服务执行后获取来自CAN协议的单帧数据信息后发送给客户端之前，服务转化ECU对单帧数据信息是否为分段传送信息，若为分段传送信息，则将接收的单帧数据存入预设缓存空间待分段信息全部接收完成后再对分段信息进行合并，将合并后的数据通过基于SOME/IP协议发送给订阅的客户端。
14.如权利要求13所述一种基于SOME/IP协议的车载网络ECU通信方法，其特征在于，若非分段传送信息，则将接收的单帧数据直接以基于SOME/IP协议发送给订阅的客户端。
15.如权利要求13所述一种基于SOME/IP协议的车载网络ECU通信方法，其特征在于，若合并后的数据大于预设阈值，则将合并后的数据按照预设的单帧传送数据的最大容量为单位进行分段后基于SOME/IP协议分段发送给订阅的客户端。
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