汽车以太网协议栈

《大师说》栏目上线啦#
《大师说》栏目是怿星科技2023年推出的深度思考栏目，通过邀请内部专家，针对智能汽车行业发展、技术趋势等输出个性化的观点。每期一位大师，每位一个话题，本期由我们怿星的CTO虞胜伟，进行分享。  
随着车载领域智能化，网联化的发展，汽车电子架构从分布式到集成式再到域控式的变迁，车载控制器的硬件和软件的多元化，以太网逐步成为车载通讯的主干网络。车载以太网较复杂，涉及协议内容很多。通常，协议定义了一套规则和机制，以此来保证设备之间能够有效的沟通。协议栈是通过软件实现协议的行为。
车载以太网协议栈有哪些？

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. N! t0 W2 r, N, ~4 A6 x5 k* z- j以太网的发展已有将近50年的历史，而车载以太网的只有10年左右的历史。既有传统互联网领域成熟的以太网技术也逐步在车载以太网上得到应用，也有特定用于车载以太网的协议和技术。目前汽车上常用的以太网协议栈分为两大类。
基于TCP/IP协议栈，可以开很多的应用协议。例如：
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* x1 P. b( C* L! Y# ~/ |
• 用于诊断刷写的DoIP协议；
  
• 远程诊断中的MQTT，HTTP协议；
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• 面向服务的SOME/IP协议；
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• 音视频流媒体传输的RTSP，RTP，RTCP协议；
  
• 自动驾驶领域使用的DDS协议；
  

另一种车载常用的协议栈是基于时间敏感网络TSN协议栈。近几年车内网络对于数据输出速率和实时性的要求越来越高，TSN协议栈是一个很好的解决方案。
6 g, u6 _' O, u0 t* p8 D5 ~基于时间敏感网络TSN协议栈有：

• 时间同步gPTP协议；
  
• 音视频传输AVTP协议。
  

TCP/IP协议栈，以及MQTT，HTTP，RTSP，RTP，RTCP在传统互联网领域使用广泛，本文中主要介绍适用于车载以太网的协议栈。DoIP，SOMEIP，gPTP协议栈。
8 y+ h+ j4 J  A5 i. v* \( I1 DoIP协议栈

4 H# j$ `+ P8 x  CDoIP（Diagnostic communication over Internet Protocol）基于以太网协议的诊断通信。
1 G) j( J0 w6 [协议规范有：
# U9 {! J( v3 X& M1 H. t

% N. _: ^8 l( ~DoIP协议的使用是基于UDS服务，使用传统CAN通讯协议的车辆只能通过物理寻址或功能寻址的方式实现一对一的诊断应用场景。DoIP则可以利用以太网协议在传输层中的优势实现点对点、一对多、多对一的诊断应用场景。
DoIP协议栈支持车辆发现、路由激活、在线检测、连接维护、DoIP实体状态获取、诊断电源模式获取、诊断应用等功能。
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. l' ]8 U' C  D+ c$ x- ?* U# N
$ s& |% w- z" |2 SOME/IP协议栈

* e# ]& X4 U( N# @$ f1 @, HSOME/IP（Scalable service-Oriented MiddlewarE over IP）是指基于 IP 的可扩展的面向服务的中间件。
协议规范：
: m$ a2 y3 A2 d- ]' b3 n《AUTOSAR_PRS_SOMEIPProtocol》
0 v0 k2 c! g( T% q《AUTOSAR_PRS_SOMEIPServiceDiscoveryProtocol》
7 _$ z) q  i6 j; l5 C' @1 BSOME/IP协议栈通常作为SOA的基础软件模块，集成部署在汽车电子控制器中，用户基于SDK，可实现服务的通信和功能逻辑。基于SOME/IP协议栈可帮助用户实现服务发现，发布和订阅，远程过程调用等功能。


$ J% [# I6 `: K8 ~! U3 gPTP协议栈
8 x& R4 q8 H  {# a2 n, t
2 q& C3 ]9 |$ Z; j( PgPTP(generalized Precision Time Protocol)广义精确时间协议。
/ e( p/ W8 H1 I' }# W4 Q& A协议规范：IEEE 802.1AS, IEEE Standard for Local and Metropolitan Area Networks ---Timing and Synchronization for Time‐Sensitive Applications.
% |+ {2 T* }! ~3 J  tgptp协议栈主要用于控制器之间的时间同步。主时钟选取GPS等高精度授时时钟源用于同步本地时间，主时钟通过gptp协议通讯，同步域内其他节点。
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