С распространением автопилотирования, connected-автомобилей и интеллектуальных систем количество и сложность бортовых электронных компонентов и датчиков постоянно растут. Чтобы удовлетворить эти требования, Automotive Ethernet как новый тип бортовой сети играет всё более важную роль. В статье — базовые функции Ethernet в TSMaster, устройства для Automotive Ethernet и комплексное решение TOSUN для симуляции и тестирования бортового Ethernet: высокоскоростная передача данных, низкие задержки и высокая пропускная способность.
Ключевые слова: Automotive Ethernet, SOME/IP, TSSocket, симуляция, DoIP-прошивка.
1. Базовые функции Ethernet в TSMaster
1.1. Протокольный стек TSSocket
TSSocket — собственная разработка TOSUN, независимая от TCP/IP-стека операционной системы. Особенности:
- каждый независимый Ethernet-интерфейс аппаратного устройства может быть настроен на отдельный независимый TCP/IP-стек;
- стек не отправляет автоматически служебные Ethernet-кадры, характерные для платформ Windows/Linux.
1.2. TSSocket API
Стек TSSocket также предоставляет API для вторичной разработки: он соответствует Ethernet-устройствам TOSUN и поддерживает верхнеуровневые приложения SOME/IP, DDS и другие Ethernet-протоколы (рис. 1-2).
1.3. Отображение, запись и воспроизведение сообщений
TSMaster умеет отображать, записывать и воспроизводить сообщения различных Ethernet-протоколов (рис. 1-3).
1.4. SOME/IP
SOME/IP: базовые функции
- импорт файлов AUTOSAR ARXML;
- сериализация/десериализация по информации из ARXML;
- автоматическая генерация участников симуляции и одновременная симуляция нескольких участников;
- автоматическая генерация типов данных и символьных переменных базы данных;
- программный интерфейс для мини-программ;
- поддержка VLAN.
SOME/IP: генерация информации
- поддержка ARXML-файлов AUTOSAR CP и AP;
- генерация типов данных по ARXML для пользовательского программирования в C-мини-программах;
- генерация информации сериализации по ARXML для сериализации/десериализации данных;
- автоматическая генерация кода симуляции участников из файла — готов к запуску;
- автоматическая генерация кода симуляции противоположной стороны участника для быстрого развёртывания и тестирования SOME/IP-окружения.
SOME/IP: пользовательские переменные
Пользовательские переменные, генерируемые TSMaster Ethernet-SOME/IP, напрямую связаны с модулями панелей и графики — это даёт быстрый доступ к результатам сериализации (рис. 1-5).
SOME/IP: режим симуляции
- режим симуляции поддерживает одновременную генерацию участников-оппонентов для быстрого построения симуляционной модели;
- поддерживается изменение базовой информации (IP/MAC и т.д.) с симуляцией — без неудобной правки ARXML.
SOME/IP: симуляционное тестирование
- сгенерированный по ARXML код симуляции участника и противоположной стороны (C/C++) можно запускать напрямую; пользователь пишет свою бизнес-логику на его основе;
- взаимодействие с другими модулями: изменение сервисных данных через модули значений сигналов, управление сервисными переменными с панелей — удобный обмен и ввод данных; совместно с графическими программами реализуются функции SOME/IP-тестирования.
2. Аппаратные инструменты TOSUN для Automotive Ethernet
2.1. TE1021
Интерфейс 100/1000Base-T1 → 100/1000Base-Tx, 1 канал
- в комплекте кабели с автомобильным разъёмом D-SUB9 и разъёмом RJ-45 — удобно подключать ЭБУ к ПК с автомобильным Ethernet-интерфейсом;
- кнопкой выбирается режим Master или Slave; данные Ethernet без потерь преобразуются между автомобильным Ethernet и 100/1000Base-TX;
- передача данных полнодуплексная в обоих направлениях; конфигурация режима выполняется DIP-переключателями.
Подробнее: TE1021.
2.2. TE1051
Интерфейс Automotive Ethernet → USB, 1 канал
- работает самостоятельно или в паре с Ethernet-конвертерами TOSUN (TE1021/TE1105) — для наблюдения и записи сообщений в реальном времени в TSMaster;
- через TSMaster выполняет симуляцию, анализ и тестирование Ethernet-данных, а также функции DoIP и SOME/IP.
Подробнее: TE1051.
2.3. TE1105
5-канальный коммутатор Automotive Ethernet
- поддержка IEEE 802.1q (VLAN), фильтрация MAC при зеркалировании, шейпинг трафика IEEE 802.1Qav AVB, планирование по времени IEEE 802.1Qat;
- DIP-переключателем выбирается режим Master/Slave; данные Ethernet без потерь передаются между автомобильным Ethernet и 100/1000Base-TX.
Подробнее: TE1105.
2.4. TC1054Pro
Многоканальное тестовое устройство Automotive Ethernet / CAN FD / LIN
- TC1054Pro — устройство с 4 каналами Automotive Ethernet, 4 каналами CAN FD и 2 каналами LIN с подключением по USB / гигабитному / 10-гигабитному Ethernet;
- подключается к ПК по 10G Ethernet, 1000Base-T или USB3.0 и через TSMaster выполняет сетевой анализ, симуляцию, тестирование и верификацию, а также функции DoIP и SOME/IP.
3. Прошивка по DoIP без кода
UDS-диагностика TSMaster поддерживает не только CAN/CAN FD и LIN, но и диагностику и прошивку по DoIP через Ethernet. В TSMaster разработка диагностического процесса выполняется с минимумом кода или вовсе без него, быстро связывая диагностику на этапах разработки, производства и послепродажного обслуживания. Основные функции DoIP-прошивки без кода в TSMaster — ниже (рис. 3-1).
3.1. Конфигурация транспортного уровня
Параметры транспортного уровня включают:
- тип диагностического устройства;
- канал транспортного уровня;
- IP-адрес и порт тестируемого устройства;
- IP-адрес и порт тестера;
- логические ID запроса и ответа;
- функциональный логический ID.
3.1.1. Конфигурация сервисного уровня
Активация маршрутизации диагностического сервисного уровня:
- можно выбрать автоматическое выполнение команды активации маршрутизации после подключения к DUT;
- настройка таймаута активации при инициализации TCP;
- типы активации: Default, WWH-OBD, ISO/SAE Reserved, Central Security;
- поддержка OEM-специфичных типов и отправки специальной информации.
3.1.2. Seed&Key
Seed&Key поддерживает загрузку DLL на платформах C++, C# и VB.NET. Исходный код SeedKey также можно экспортировать в DLL прямо из TSMaster. Для быстрой проверки алгоритма «сид-ключ» используется Seed&KeyTester (рис. 3-4).
3.1.3. Базовые диагностические сервисы
Базовая диагностическая конфигурация:
- создание нескольких диагностических сервисов;
- изменение запроса и ответа сервиса;
- разбор диагностических параметров через системные переменные;
- регистрация диагностических сервисов как системных переменных для внешней автоматизации;
- загрузка файлов составными диагностическими сервисами;
- пользовательские алгоритмы CRC;
- поддержка зашифрованных, подписанных и корпоративных пользовательских форматов файлов.
3.1.4. Конфигурация загрузки файлов
Загрузка файлов поддерживает:
- форматы hex/bin/s19/mot/srec/vdf и форматы производителя;
- изменение разрядности стартового адреса и длины данных;
- импорт и изменение пользовательских алгоритмов CRC;
- просмотрщик загружаемых файлов.
3.1.5. Автоматические диагностические процессы
Автоматические диагностические процессы: несколько групп процессов, конфигурация диагностических сервисов мышью, выполнение процесса прошивки одной кнопкой, внешний вызов диагностических системных переменных (рис. 3-8).
3.1.6. Пример диагностики и прошивки по DoIP
Визуализация процесса DoIP-прошивки, разбор сообщений сервисного уровня, а также просмотр и запись исходных Ethernet-кадров (рис. 3-9, 3-10).
3.1.7. Автоматизация DoIP-прошивки — COM-компонент
TSMaster объединяет анализ сообщений, диагностику, калибровку и системные переменные — удобно для синхронного анализа данных. Автоматизированная диагностика возможна и через вызовы COM-компонента (рис. 3-11).
