关于SOMEIP报文模拟踩过的一些坑

谈思汽车 2024-02-07 11:50

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我司电子电器架构升级了，原先我们的ASW部署在自己的控制器中，我们自己做ASW与BSW的集成，自然也负责CAN的通信诊断测试和基于CAN信号的功能测试。

新架构后控制器被取消了，然后ASW被部署在区域控制器中，对外接口也换成的SOMEIP。为了测试功能，需要模拟SOMEIP的交互过程，这中间踩了不少的坑，不过总算是成功了，记录一下踩过的坑。

在进行信息交互时，车端的时钟系统与需要与车外的时钟系统对齐基准时间，也即遵循相同的时钟体系，以便在时间维度定位事件。

技术方案的选择

Vector API方案

我们原先模拟CAN交互的时候，由于最早压根没有CANoe，所以选择了XL Driver Library来做。这是个很底层的库，CANoe或者CANape我理解都是基于这个库做的。

我们对这个库还进行了封装，分为CAN、UDS-TP、UDS-Service三个层次，还做了能够精确控制程控电源电压和上下电时刻的PowerControl库。

基于这些库我们完成了很多个车型的诊断、通信、功能内部测试。由于历史包袱，即使后来有了CANoe，还是一直用这套东西。

基于成功经验，我们一开始也打算直接使用这个底层库做SOMEIP的仿真，花了两个月左右的时间，基本的流程和函数也调试完成了，但是我们忽视了一点，我们手里有的5610只支持100M，但是实车很多接口是1000M的，导致这个方案没有再用。但是对ARXML文件的解析基本在这个阶段完成了，给后续工作打下了基础。

这个方案的好处是基于MAC层的，理论上讲可以用一个Channel模拟出所有对手件节点的SOMEIP报文出来。

但相对而言，需要人工处理的地方比较多，而且还需要Vector的硬件，有优势也有劣势吧，但是没有继续下去的最主原因还是因为没有1000M的Vector硬件盒子。

Windows环境socket编程方案

由于原先有Windows环境socket编程的基础，所以计划使用这个方案，好处是通过OS配置好mac和ip后，只需要在代码中配置UDP层的参数就可以了，能简化工作量。

但是模拟一个节点就需要一个网卡和一个车载以太网的转换器。我们最终好使的方案就是这个，下一部分继续详细说明。

其实后来查资料的发现，socket编程也可以发送底层的mac包，详情可见

www.baeldung.com/cs/raw-sockets

昆易电子方案

在“Windows环境socket编程”方案正在做还没有完全做好的时候，我们也找了一些别的方案。交流了不少供应商，感觉昆易电子做的比较好，于是申请了设备使用。但是万万没想到，卡在ARXML解析这一步了。

我司的ARXML是严格管理的，我们作为ASW开发部门，拿到的ARXML只包含我们自己这个网络节点的信息，别的包可以解析，但是缺少信息，导致没办法导入到昆易的设备。

我们中间走了很多弯路，浪费了很多的时间。感觉ARXML还是太复杂了，而且没有一个很明确的格式定义，不像dbc可以很方便的生成和解析。

不过昆易的VBE1000系列车载以太网转换盒确实很好用。双通道的还支持Bypass功能。

CANoe方案

这和方案2.3是同一个阶段，终于到货了一个5620，然后了解了一下CANoe的方案。这个的介绍可以参考：

Overview Example Configurations for SOME/IP Simulation

链接里的例子已经很不错了。没继续往下走的原因有两个，一个是5620只有一套，如果按这个方案会比较受限；另一个还是ARXML的问题，解析不了。

Windows环境socket编程方案踩坑过程

方案简介

还是分层架构，先编写someip的封装库，完成报文填充和报文解析，然后每个节点一个exe，调用封装库，每个exe中有三个线程，三个socket。主线程做Someip Server，负责发送someip 数据frame和sd的offer service，SD Rec线程负责监听SD端口，负责完成订阅交互，Client线程负责接收someip 数据frame。

SD端口还要设置多播。最上层有个TestControl的exe，与每个节点的exe通过共享内存控制节点的发送内容。

字节序的坑

刚开始的时候对着实车采集的log，在电脑上打开wireshark，不断对比wireshark抓的自己通过socket发出去的包和实车采集的包的区别。首先发现的是字节序不对。

后续将所有多于1个byte的成员都改写为多个byte的数组，在someip的结构体里按网络字节序，在填充和解析的时候完成字节序的转换。

结构体填充的坑

由于结构体对齐，导致解析header的很麻烦，网上找了找，使用#pragma pack (1)和#pragma pack ()搞定。

同时，在动态内存分配时忘了自己是64位系统，把指针的长度按4Byte算，导致填充的someip结构体出来问题。

VLAN的坑

在把某个包的所有byte都做对的情况下，控制器就是不订阅。向某个高手请教，一句话解决了我的问题：“VLAN设置了吗？”

我的电脑是intel的网卡，设置vlan非常复杂，下载了app，弄了好半天才搞定，这次控制器就订阅了。后来我们找了很多USB的Realtek的网卡，VLAN设置就很简单了，和设置物理地址在一个地方。

mac与IP绑定的坑

经过上一步，订阅是订阅了，但是仿真节点发不出去订阅OK，详细分析wireshark，发现不知道为什么，arp协议总找不到对应ip的mac，可能车载以太网就是这样的？没深入研究，网上查了查，直接一条指令搞定。