Η επικοινωνία που βασίζεται σε Ethernet επιτρέπει νέες εφαρμογές στα διαγνωστικά οχημάτων. Για παράδειγμα, η άμεση πρόσβαση του οχήματος από τον ελεγκτή είναι πλέον δυνατή ακόμη και χωρίς VCI και η ενσωμάτωση της διαγνωστικής διεπαφής στην υποδομή πληροφορικής έχει απλοποιηθεί σημαντικά. Αυτό μπορεί να πραγματοποιηθεί τόσο με χρήση καλωδίου LAN ή εναλλακτικά μέσω WLAN στην περίπτωση εφαρμογών για φορητές συσκευές. Το διάγραμμα (Εικ. 1) παρέχει μια επισκόπηση των θεμελιωδών στοιχείων ενός διαγνωστικού ελεγκτή που βασίζεται σε τυποποιημένες μονάδες. Κανονικά το όχημα είναι προσβάσιμο μέσω μιας διεπαφής επικοινωνίας οχήματος (VCI) που συνδέεται με το σταθμό εργασίας συχνά μέσω USB, WLAN ή LAN. Στο παρελθόν, τα ιδιόκτητα πρωτόκολλα και το KWP χρησιμοποιούνταν ως πρωτόκολλα επικοινωνίας.

Εικ. 1: Τεχνολογία ελεγκτή.

Σήμερα, το πρωτόκολλο UDS (Unified Diagnostic Services) τείνει να χρησιμοποιείται. Υποστηρίζει όλα τα καθιερωμένα συστήματα διαύλου, όπως CAN, K-Line, FlexRay και επίσης Ethernet. Ο πυρήνας του συστήματος είναι ένας διαγνωστικός διακομιστής MVCI συμβατός με το πρότυπο ISO 22900, ο οποίος, μεταξύ άλλων, καθορίζει τις παραμέτρους επικοινωνίας και μετατρέπει τη ροή byte που προέρχεται από το D-PDU API σε φυσικές τιμές. Οι λειτουργίες ελέγχονται σε αρχεία ODX που δημιουργούνται χρησιμοποιώντας ένα σύστημα συγγραφής. Με έναν D-Server, ένα σύστημα χρόνου εκτέλεσης OTX μπορεί να απαλλάξει την εφαρμογή από το να ασχολείται με ακολουθίες δοκιμών, επειδή λειτουργεί επίσης βάσει δεδομένων χρησιμοποιώντας αρχεία OTX που παρέχονται από ένα σύστημα συγγραφής.

Διαγνωστικά μέσω πρωτοκόλλου Διαδικτύου (DoIP)

Με τη χρήση τυποποιημένων διεπαφών και μορφών δεδομένων, η επεξεργασία είναι λιγότερο επιρρεπής σε σφάλματα και η επαναχρησιμοποίηση σε ολόκληρο τον κύκλο ζωής ενός οχήματος είναι πολύ πιο αποτελεσματική. Το DoIP έχει ληφθεί υπόψη σε όλα τα σχετικά πρότυπα που χρησιμοποιούνται ως βάση για εξαρτήματα διαγνωστικού ελεγκτή. Η προδιαγραφή για το OTX (Open Test sequence eXchange, ISO 13209) επιτρέπει μια επέκταση για τη δημιουργία δοκιμαστικών ακολουθιών κατά τη χρήση DoIP. Ένα MCD-3D API συμβατό με το ISO 22900-3 πρέπει να χρησιμοποιηθεί ως διεπαφή προγραμματισμού για τον διακομιστή διαγνωστικών. Πρέπει να πληροί το ASAM MCD-3D 3.0.

Η πρόσβαση στα VCI γίνεται μέσω της διεπαφής προγραμματισμού D-PDU API σε συμμόρφωση με το ISO 22900-2, το οποίο περιλαμβάνει μια τροποποίηση για το DoIP. Το DoIP είναι μέρος της προδιαγραφής UDS, του πιο διαδεδομένου προτύπου για διαγνωστική επικοινωνία. Το ISO 14229¬5 καθορίζει το επίπεδο εφαρμογής και το ISO 13400 ορίζει το επίπεδο μεταφοράς. Εκτός από το CAN, το DoIP πρόκειται να ενσωματωθεί στον ορισμό του παγκόσμιου προτύπου WWH-OBD (World Wide Harmonized OBD, ISO 27145).

Σύγκριση με το DiagOnCAN

Σε αυτό το σημείο, ακολουθεί μια σύγκριση των θεμελιωδών χαρακτηριστικών του DoIP με τα διαγνωστικά που χρησιμοποιούνται συνήθως μέσω του διαύλου CAN. Το τυπικό φυσικό επίπεδο Ethernet χρησιμοποιείται ως μέσο μετάδοσης για DoIP. Αυτό δεν επιτρέπει μια δομή διαύλου όπως το CAN. Απαιτείται ένας διακόπτης για κάθε κόμβο δικτύου. Μια θεμελιώδης διαφορά είναι ο ρυθμός bit με 100 Mbit/s για το DoIP και 500 kbit/s για τη μετάδοση με CAN. Στην επικοινωνία που βασίζεται σε Ethernet, είναι πιθανό να υπάρχουν μεγαλύτεροι χρόνοι καθυστέρησης από ό,τι με το CAN, το οποίο μπορεί, ωστόσο, να αντισταθμιστεί σε πολλές εφαρμογές χρησιμοποιώντας μεγάλα πακέτα δεδομένων. Η Εικ.2 δείχνει ότι και στις δύο περιπτώσεις δεν υπάρχει σημαντική διαφορά στη μέθοδο πρόσβασης για την εφαρμογή με το UDS ως διαγνωστικό πρωτόκολλο.

Εικ. 2: Σύγκριση UDSonIP και UDSonCAN.

Εικ. 3: Το DoIP στο μοντέλο OSI.

Με το DoIP, τα συνηθισμένα μηνύματα UDS συσκευάζονται σε τηλεγραφήματα TCP/IP και έτσι μπορούν να μεταδοθούν μέσω Ethernet ή WLAN. Αυτό σημαίνει ότι το DoIP χρησιμοποιείται αντί για το DiagOnCAN ως στρώμα μεταφοράς. Η προδιαγραφή DoIP ορίζει διάφορες διαμορφώσεις ή τρόπους πρόσβασης σε όχημα με δυνατότητα DoIP. Στην απλούστερη λειτουργία συνδυασμού γίνεται πρόσβαση μόνο σε μία αποκαλούμενη οντότητα. Σε άλλους τρόπους λειτουργίας, αντιμετωπίζεται μια ομάδα οντοτήτων που θα μπορούσαν να κατανεμηθούν σε πολλά οχήματα. Αφού ζητηθούν πληροφορίες αναγνώρισης και κατάστασης του οχήματος και δημιουργηθεί η σύνδεση μέσω UDP/IP, δημιουργείται μια σύνδεση TCP/IP χρησιμοποιώντας ένα αίτημα ενεργοποίησης δρομολόγησης. Μετά από μια επιτυχή επιβεβαίωση, τα Διαγνωστικά Αιτήματα μπορούν να σταλούν σε οποιαδήποτε ECU που υπάγεται στο DoIP ECU.

DoIP στο μοντέλο OSI

Εάν ρίξετε μια ματιά στο μοντέλο αναφοράς OSI, σύντομα γίνεται σαφές πώς το DoIP ταιριάζει στη δομή λογισμικού μιας ECU. Η Εικ. 3 δείχνει μια απλοποιημένη έκδοση μερικών θεμελιωδών εφαρμογών με τα δευτερεύοντα επίπεδα λογισμικού. Τα επίπεδα 5 έως 7 εφαρμόζουν τον χειρισμό πρωτοκόλλου ειδικού DoIP για διαγνωστικά. Τόσο το TCP όσο και το UDP χρησιμοποιούνται ως στρώμα μεταφοράς για την αναγνώριση του οχήματος. Σύμφωνα με το πρότυπο, το IPv6 προτιμάται στο επίπεδο δικτύου, αν και το IPv4 χρησιμοποιείται συνήθως για λόγους συμβατότητας. Στο επίπεδο σύνδεσης δεδομένων, χρησιμοποιείται MAC Ethernet. Ως Φυσικό Επίπεδο, το BroadR-Reach καθορίζεται για επικοινωνία εντός του οχήματος και το τυπικό Ethernet για επικοινωνία εκτός πλοίου.

Πρόσβαση οχήματος

Τέσσερις γραμμές δεδομένων και μια γραμμή ενεργοποίησης ορίζονται για την πρόσβαση του οχήματος μέσω ελεύθερων ακίδων στην τυπική υποδοχή OBD. Γίνεται επί του παρόντος σημαντική σκέψη για το εάν θα πρέπει να καθοριστεί μια πιο κατάλληλη σύνδεση για υψηλότερους ρυθμούς δεδομένων. Η διαγνωστική πρόσβαση είναι επομένως εύκολο να επιτευχθεί χρησιμοποιώντας ένα καλώδιο Ethernet με υποδοχή OBD. Για εφαρμογές για κινητές συσκευές, η μετατροπή WLAN και LAN είναι δυνατή με ένα εύχρηστο dongle OBD. Και για χρήση στην υπηρεσία, όταν πρόκειται να λειτουργήσει το Ethernet και ο νόμιμα προβλεπόμενος δίαυλος CAN, η καλύτερη επιλογή είναι να χρησιμοποιήσετε ένα ισχυρό VCI.

Σύνοψη

Λόγω του πολύ μεγαλύτερου εύρους ζώνης σε σύγκριση με το CAN, το DoIP καθιστά δυνατό τον χειρισμό μεγάλων ποσοτήτων δεδομένων, κάτι που είναι ιδιαίτερα ωφέλιμο σε εφαρμογές με προγραμματισμό flash. Αυτή η τεχνολογία συνεχίζει να είναι μελλοντική και φθηνή, καθώς δεν χρειάζεστε απαραίτητα διαγνωστικό υλικό. Με την ενσωμάτωση του DoIP σε ένα διαγνωστικό ελεγκτή βάσει προτύπων, ο χρήστης μπορεί να επωφεληθεί από τα σχετικά πλεονεκτήματα, όπως η ασφαλής και αποτελεσματική δημιουργία και περαιτέρω επεξεργασία διαγνωστικών δεδομένων, καθ' όλη τη διάρκεια του κύκλου ζωής ενός οχήματος.