CN113452611B - 一种以太网到控制器局域网的诊断路由方法、装置及网关 - Google Patents

一种以太网到控制器局域网的诊断路由方法、装置及网关 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种以太网到控制器局域网的诊断路由方法、装置及网关，涉及电动汽车技术领域。所述方法包括：在以太网域中，接收诊断仪发送的诊断请求，其中，所述诊断请求包括至少一帧数据；接收诊断请求后，在控制器局域网CAN域中，依次发送每帧数据至控制器局域网节点，并发送否定响应至诊断仪，直至接收控制器局域网节点发送的第一诊断响应时发送第二诊断响应至诊断仪。本发明的方案实现了以太网到CAN的诊断路由。

Description

一种以太网到控制器局域网的诊断路由方法、装置及网关
技术领域
本发明属于电动汽车技术领域，尤其是涉及一种以太网到控制器局域网的诊断路由方法、装置及网关。
背景技术
在车载总线网络中，以太网作为高速高效的通讯网络，在将来对通讯速率要求高的车载通讯场景中，例如自动驾驶的实现，是未来的发展趋势。但对于通讯速率要求不那么高的传统CAN(Controller Area Network，控制器局域网络)网络节点的存在也是必要的。以太网协议的通讯不仅仅局限于以太网控制器间的通讯，以太网控制器与传统CAN控制器之间的通讯也是必要的，而网关的存在使以太网到CAN协议之间通讯成为可能。
网关在Ethernet(以太网)到CAN协议的诊断路由，由于以太网诊断帧数据场远大于CAN帧的数据场，需要网关进行多帧传输，因此当网关进行多帧传输时可能存在响应超时的情况。
考虑到以上场景，网关需在接收诊断仪数据时充当被诊断节点，网关传输数据到目的节点时又充当诊断仪，从而保证整个过程不会因超时而中断。为了实现网关两端时间参数的对接，需制定一套完整的C/S(Client/Server，客户端/服务器)机制以实现以太网诊断帧多帧传输时的路由。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种以太网到控制器局域网的诊断路由方法、装置及网关，从而解决现有技术中以太网与控制器局域网通讯的问题。
为了实现上述目的，本发明实施例提供一种以太网到控制器局域网的诊断路由方法，应用于网关，包括：
在以太网域中，接收诊断仪发送的诊断请求，其中，所述诊断请求包括至少一帧数据；
接收所述诊断请求后，在控制器局域网CAN域中，依次发送每帧数据至控制器局域网节点控制器局域网节点，并发送否定响应至诊断仪，直至接收控制器局域网节点发送的第一诊断响应时发送第二诊断响应至诊断仪；
其中，发送所述诊断请求至控制器局域网节点和接收控制器局域网节点发送的第一诊断响应之间的等待时间等于接收诊断仪发送的所述诊断请求和发送第二诊断响应至诊断仪之间的执行时间；
接收控制器局域网节点发送的否定响应和第一诊断响应之间的扩展等待时间等于发送否定响应和第二诊断响应至诊断仪之间的扩展执行时间。
可选地，接收所述诊断请求后，在控制器局域网CAN域中，依次发送每帧数据至控制器局域网节点控制器局域网节点，并发送否定响应至诊断仪，直至接收控制器局域网节点发送的第一诊断响应时发送第二诊断响应至诊断仪的步骤包括：
在接收所述诊断请求后，并发送肯定响应至诊断仪，再发送所述诊断请求的首帧数据至控制器局域网节点，接收所述控制器局域网节点发送的反馈响应后，连续发送所述诊断请求的第一剩余帧数据直至所述等待时间结束，在此期间，发送否定响应至所述诊断仪；
当在所述等待时间内未成功发送所述诊断请求的全部帧数据时，接收所述控制器局域网节点发送的否定响应，在所述扩展等待时间内发送所述诊断请求的第二剩余帧数据后接收所述控制器局域网节点发送的单帧的第一诊断响应，再发送第二诊断响应至所述诊断仪。
可选地，所述扩展等待时间大于所述等待时间，所述扩展执行时间大于所述执行时间。
本发明实施例提供一种以太网到控制器局域网的诊断路由装置，应用于网关，包括：
接收模块，用于在以太网域中，接收诊断仪发送的诊断请求，其中，所述诊断请求包括至少一帧数据；
发送模块，用于接收所述诊断请求后，在控制器局域网CAN域中，依次发送每帧数据至控制器局域网节点控制器局域网节点，并发送否定响应至诊断仪，直至接收控制器局域网节点发送的第一诊断响应时发送第二诊断响应至诊断仪；
其中，发送所述诊断请求至控制器局域网节点和接收控制器局域网节点发送的第一诊断响应之间的等待时间等于接收诊断仪发送的所述诊断请求和发送第二诊断响应至诊断仪之间的执行时间；
接收控制器局域网节点发送的否定响应和第一诊断响应之间的扩展等待时间等于发送否定响应和第二诊断响应至诊断仪之间的扩展执行时间。
可选地，所述发送模块具体用于：
接收所述诊断请求后，在控制器局域网CAN域中，依次发送每帧数据至控制器局域网节点控制器局域网节点，并发送否定响应至诊断仪，直至接收控制器局域网节点发送的第一诊断响应时发送第二诊断响应至诊断仪的步骤包括：
在接收所述诊断请求后，并发送肯定响应至诊断仪，再发送所述诊断请求的首帧数据至控制器局域网节点，接收所述控制器局域网节点发送的反馈响应后，连续发送所述诊断请求的第一剩余帧数据直至所述等待时间结束，在此期间，发送否定响应至所述诊断仪；
当在所述等待时间内未成功发送所述诊断请求的全部帧数据时，接收所述控制器局域网节点发送的否定响应，在所述扩展等待时间内发送所述诊断请求的第二剩余帧数据后接收所述控制器局域网节点发送的单帧的第一诊断响应，再发送诊第二断响应至所述诊断仪。
可选地，所述扩展等待时间大于所述等待时间，所述扩展执行时间大于所述执行时间。
本发明实施例提供一种网关，包括上所述的以太网到控制器局域网的诊断路由装置。
本发明实施例还提供一种电动汽车，包括如上所述的网关。
本发明的上述技术方案至少具有如下有益效果：
上述方案中，所述以太网到控制器局域网的诊断路由方法包括：在以太网域中，接收诊断仪发送的诊断请求，其中，所述诊断请求包括至少一帧数据；接收所述诊断请求后，在控制器局域网CAN域中，依次发送每帧数据至控制器局域网节点控制器局域网节点，并发送否定响应至诊断仪，直至接收控制器局域网节点发送的第一诊断响应时发送第二诊断响应至诊断仪；其中，发送所述诊断请求至控制器局域网节点和接收控制器局域网节点发送的第一诊断响应之间的等待时间等于接收诊断仪发送的所述诊断请求和发送第二诊断响应至诊断仪之间的执行时间；接控制器局域网节点发送的否定响应和第一诊断响应之间的扩展等待时间等于发送否定响应和第二诊断响应至诊断仪之间的扩展执行时间。本发明的方案实现以太网到CAN多帧传输的诊断路由，使以太网和控制器局域网协议的通讯成为可能。
附图说明
图1为本发明实施例的以太网到控制器局域网的诊断路由方法的流程图；
图2为本发明实施例的以太网到控制器局域网的诊断路由方法中的路由示意图。
具体实施方式
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
本发明实施例针对现有技术中以太网与控制器局域网通讯的问题，提供一种以太网到控制器局域网的诊断路由方法、装置及网关。
如图1至2所示，本发明的一实施例提供了一种以太网到控制器局域网的诊断路由方法，应用于网关，包括：
步骤S11，在以太网Ethernet域中，接收诊断仪Tester发送的诊断请求，其中，所述诊断请求包括至少一帧数据；
步骤S12，接收所述诊断请求后，在控制器局域网CAN域中，依次发送每帧数据至控制器局域网节点CAN Node，并发送否定响应至Tester，直至接收CAN Node发送的第一诊断响应时发送第二诊断响应至Tester；
其中，发送所述诊断请求至CAN Node和接收CAN Node发送的第一诊断响应之间的等待时间等于接收Tester发送的所述诊断请求和发送第二诊断响应至Tester之间的执行时间；
接收CAN Node发送的否定响应和第一诊断响应之间的扩展等待时间等于发送否定响应和第二诊断响应至Tester之间的扩展执行时间。
本发明的该实施例中，网关在Ethernet到CAN诊断路由的场景中，既要遵循Ethernet域的UDS(Unified Diagnostic Services，统一诊断服务)诊断超时机制时间参数，又要遵循基于CAN的UDS诊断超时时间参数。一般来说，执行时间记作P2Server，等待时间记作P2Client，扩展执行时间记作P2*Server，扩展等待时间记作P2*Client。也就是说DoIP Gateway(网关)在P2Server超时后给Tester发否定响应0x78，与此同时CAN Node在P2Client时间超时也要发否定响应0x78。为了保证网关两端时间参数对称，因此需要网关进行特殊处理，也就是说，网关作为诊断仪与被诊断节点时的超时时间参数保持一致。
本发明一可选的实施例中，步骤S12，接收所述诊断请求后，在控制器局域网CAN域中，依次发送每帧数据至控制器局域网节点CAN Node，并发送否定响应至Tester，直至接收CAN Node发送的第一诊断响应时发送第二诊断响应至Tester的步骤包括：
在接收所述诊断请求后，并发送肯定响应至Tester，再发送所述诊断请求的首帧数据至CAN Node，接收所述CAN Node发送的反馈响应后，连续发送所述诊断请求的第一剩余帧数据直至所述等待时间结束，在此期间，发送否定响应至所述Tester；
当在所述等待时间内未成功发送所述诊断请求的全部帧数据时，接收所述CANNode发送的否定响应，在所述扩展等待时间内发送所述诊断请求的第二剩余帧数据后接收所述CAN Node发送的单帧的第一诊断响应，再发送第二诊断响应至所述Tester。
本发明的该实施例中，如图2所示，在Etnernet域中，DoIP Gateway接收Tester发送的诊断请求后发送肯定响应至Tester。并在CAN域中，DoIP Gateway将诊断请求进行多帧发送到CAN Node，在成功发送所述诊断请求的首帧数据后，获取CAN Node发送的反馈流控帧响应，DoIP Gateway开始发送否定响应0x78至Tester，并且DoIP Gateway开始连续发送所述诊断请求的剩余帧数据至CAN Node。同时，DoIP Gateway每隔预设时间发送否定响应0x78至Tester，直至DoIP Gateway发送所述诊断请求的剩余全部帧数据后，接收到CANNode发送的单帧的第一诊断响应，DoIP Gateway停止发送否定响应，并发送第二诊断响应至Tester。
其中，DoIP Gateway接收到的所述诊断请求，在执行时间P2Server内，发送肯定响应和发送CAN Node首帧数据后，开始发送否定响应直至CAN Node完成接收所述诊断请求信息后，发送诊断响应至Tester。若在所述执行时间P2Server内，DoIP Gateway未完成发送CAN Node所述诊断请求的全部帧数据，在扩展执行时间P2*Server内，DoIP Gateway发送否定响应直至完成发送CAN Node所述诊断请求的全部帧数据后，发送第二诊断响应至Tester。
在等待时间P2client内，DoIP Gateway发送CAN Node首帧数据至发送完成所述诊断请求的全部帧数据后接收到CAN Node的单帧的第一诊断响应。若在所述等待时间P2client内，DoIP Gateway未接收到CAN Node发送的接收完成所述诊断请求信息的第一诊断响应，在扩展等待时间内，DoIP Gateway接收CAN Node发送的否定响应，直至CAN Node接收完成所述诊断请求信息，发送第二诊断响应至DoIP Gateway。
需要说明的是，发送所述诊断请求至CAN Node和接收CAN Node发送的第一诊断响应之间的等待时间P2Client等于接收Tester发送的所述诊断请求和发送第二诊断响应至Tester之间的执行时间P2Server；接收CAN Node发送的否定响应和第一诊断响应之间的扩展等待时间P2*Client等于发送否定响应和第二诊断响应至Tester之间的扩展执行时间P2*Server。
本发明一可选的实施例中，所述扩展等待时间大于所述等待时间，所述扩展执行时间大于所述执行时间。
本发明的该实施例中，优选所述扩展等待时间P2*client等于所述扩展执行时间P2*Server为5s，所述等待时间P2Client等于所述执行时间P2Server为150ms。
还需要说明的是，使网关在CAN域作为Client的时间参数向Ethernet域作为Server的时间参数对齐，因此同样存在其它的解决方案，例如：自定义时间参数。目的是使是使网关在CAN域作为Client的时间参数向Ethernet域作为Server的时间参数一致。
本发明的一实施例提供了一种以太网到控制器局域网的诊断路由装置，应用于网关，包括：
接收模块，用于在以太网Ethernet域中，接收诊断仪Tester发送的诊断请求，其中，所述诊断请求包括至少一帧数据；
发送模块，用于接收所述诊断请求后，在控制器局域网CAN域中，依次发送每帧数据至控制器局域网节点CAN Node，并发送否定响应至Tester，直至接收CAN Node发送的第一诊断响应时发送第二诊断响应至Tester；
其中，发送所述诊断请求至CAN Node和接收CAN Node发送的第一诊断响应之间的等待时间等于接收Tester发送的所述诊断请求和发送第二诊断响应至Tester之间的执行时间；
接收CAN Node发送的否定响应和第一诊断响应之间的扩展等待时间等于发送否定响应和第二诊断响应至Tester之间的扩展执行时间。
本发明的该实施例中，现有技术中Ethernet域的P2Server一般为50ms，CAN域的P2Client一般为150ms，由于数据传输或者控制器的处理需要时间，需要将C/S结构中Client的时间参数大于Server的时间参数以保证Client不会因控制器处理时间及数据在总线上传输的时间延迟导致通讯失败的情况，此方法使Ethernet到CAN诊断路由成为可能，也就是说，如所述以太网到控制器局域网的诊断路由方法中的所述等待时间等于所述执行时间，即P2Server等于P2Client为150ms。
进一步地，所述发送模块具体用于：
在接收所述诊断请求后，并发送肯定响应至Tester，再发送所述诊断请求的首帧数据至CAN Node，接收所述CAN Node发送的反馈响应后，连续发送所述诊断请求的第一剩余帧数据直至所述等待时间结束，在此期间，发送否定响应至所述Tester；
当在所述等待时间内未成功发送所述诊断请求的全部帧数据时，接收所述CANNode发送的否定响应，在所述扩展等待时间内发送所述诊断请求的第二剩余帧数据后接收所述CAN Node发送的单帧的第一诊断响应，再发送第二诊断响应至所述Tester。
更进一步地，所述扩展等待时间大于所述等待时间，所述扩展执行时间大于所述执行时间。
本发明的该实施例中，所述以太网到控制器局域网的诊断路由装置应用如上所述的以太网到控制器局域网的诊断路由方法，所述装置使网关在控制器局域网段作为Client的时间参数像网关在Ethernet域作为Server的时间参数对齐，实现了整个网络架构以太网到控制器局域网的诊断路由。
本发明的一实施例提供了一种网关，包括如上所述的以太网到控制器局域网的诊断路由装置。
本发明的该实施例中，所述网关在CAN域作为Client的时间参数像网关在Ethernet域作为Server的时间参数对齐，使Ethernet到CAN协议之间的通讯成为可能。
本发明的一实施例还提供了一种电动汽车，包括如上所述的网关。
本发明的该实施例中，采用如上所述的网关的电动汽车的车载总线网络，只需配置网关，即可实现不同协议之间的诊断路由，对电动汽车的研发具有节省成本和提高研发效率的重大作用。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种以太网到控制器局域网的诊断路由方法，应用于网关，其特征在于，包括：
在以太网域中，接收诊断仪发送的诊断请求，其中，所述诊断请求包括至少一帧数据；
接收所述诊断请求后，在控制器局域网CAN域中将诊断请求进行多帧发送到控制器局域网节点，依次发送每帧数据至控制器局域网节点，并发送否定响应至诊断仪，直至接收控制器局域网节点发送的第一诊断响应时发送第二诊断响应至诊断仪；
在等待时间内，发送所述诊断请求至控制器局域网节点并接收控制器局域网节点发送的第一诊断响应，在执行时间内接收诊断仪发送的所述诊断请求并发送第二诊断响应至诊断仪，其中，所述等待时间等于所述执行时间
接收控制器局域网节点发送的否定响应和第一诊断响应之间的扩展等待时间等于发送否定响应和第二诊断响应至诊断仪之间的扩展执行时间；
接收所述诊断请求后，在控制器局域网CAN域中将诊断请求进行多帧发送到控制器局域网节点，依次发送每帧数据至控制器局域网节点，并发送否定响应至诊断仪，直至接收控制器局域网节点发送的第一诊断响应时发送第二诊断响应至诊断仪的步骤包括：
在接收所述诊断请求后，发送肯定响应至诊断仪，再发送所述诊断请求的首帧数据至控制器局域网节点，接收所述控制器局域网节点发送的反馈响应后，连续发送所述诊断请求的第一剩余帧数据直至所述等待时间结束，在此期间，发送否定响应至所述诊断仪；
当在所述等待时间内未成功发送所述诊断请求的全部帧数据时，接收所述控制器局域网节点发送的否定响应，在所述扩展等待时间内发送所述诊断请求的第二剩余帧数据后接收所述控制器局域网节点发送的单帧的第一诊断响应，再发送第二诊断响应至所述诊断仪。
2.根据权利要求1所述的以太网到控制器局域网的诊断路由方法，其特征在于，所述扩展等待时间大于所述等待时间，所述扩展执行时间大于所述执行时间。
3.一种以太网到控制器局域网的诊断路由装置，应用于网关，其特征在于，包括：
接收模块，用于在以太网域中，接收诊断仪发送的诊断请求，其中，所述诊断请求包括至少一帧数据；
发送模块，用于接收所述诊断请求后，在控制器局域网CAN域中将诊断请求进行多帧发送到控制器局域网节点，依次发送每帧数据至控制器局域网节点，并发送否定响应至诊断仪，直至接收控制器局域网节点发送的第一诊断响应时发送第二诊断响应至诊断仪；
在等待时间内发送所述诊断请求至控制器局域网节点并接收控制器局域网节点发送的第一诊断响应，在执行时间内接收诊断仪发送的所述诊断请求并发送第二诊断响应至诊断仪，其中，所述等待时间等于所述执行时间；
接收控制器局域网节点发送的否定响应和第一诊断响应之间的扩展等待时间等于发送否定响应和第二诊断响应至诊断仪之间的扩展执行时间；
所述发送模块具体用于：
在接收所述诊断请求后，发送肯定响应至诊断仪，再发送所述诊断请求的首帧数据至控制器局域网节点，接收所述控制器局域网节点发送的反馈响应后，连续发送所述诊断请求的第一剩余帧数据直至所述等待时间结束，在此期间，发送否定响应至所述诊断仪；
当在所述等待时间内未成功发送所述诊断请求的全部帧数据时，接收所述控制器局域网节点发送的否定响应，在所述扩展等待时间内发送所述诊断请求的第二剩余帧数据后接收所述控制器局域网节点发送的单帧的第一诊断响应，再发送第二诊断响应至所述诊断仪。
4.根据权利要求3所述的以太网到控制器局域网的诊断路由装置，其特征在于，所述扩展等待时间大于所述等待时间，所述扩展执行时间大于所述执行时间。
5.一种网关，其特征在于，包括如权利要求3至4中任一项所述的以太网到控制器局域网的诊断路由装置。
6.一种电动汽车，其特征在于，包括如权利要求5所述的网关。
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