作者 | 網蟲
小編 | 不吃豬頭肉

引言
當前車輛診斷主要使用UDS診斷協議，通過診斷功能可實現獲取車輛ECU的狀態信息及進行數據刷寫。但隨著汽車架構的日益復雜，數據爆炸及遠程診斷等狀況逐漸出現，傳統的診斷方法已不足以應對這些復雜性和快速變化，因此，SOVD（Service-Oriented Vehicle Diagnostics）診斷協議于2019年在ASAM啟動，通過標準化的診斷服務和接口，旨在提高診斷效率、靈活性和準確性，以滿足車輛的遠程診斷、近端診斷和車內診斷需求。

為什么需要SOVD

高效的數據傳輸：汽車產生的數據量日益增加，涵蓋從車輛狀態到行車習慣的各種信息，需要更強大的協議來處理和分析數據。SOVD協議實現了高速數據傳輸，顯著提升了診斷效率和響應速度。

遠程需求：隨著車聯網技術的發展，對遠程診斷和服務的需求逐漸增加。

靈活性：SOVD協議允許在運行時動態地定義和調用服務，而不是依賴于靜態的API描述，滿足不同車輛和場景的診斷和服務需求。

標準化：SOVD協議提供了一個標準化的診斷框架和統一的診斷接口，使不同OEM和供應商的系統可以互操作，減少了專有協議帶來的兼容性問題。

跨平臺兼容：支持不同的硬件和軟件平臺，確保各種設備和系統之間的無縫通信。

圖1 汽車診斷發展歷程

SOVD——面向服務的動態診斷
相較于傳統診斷協議，SOVD采用了面向服務的動態診斷特性：
服務獨立性：在SOVD協議中，診斷功能被分解成獨立的服務模塊。例如，發動機診斷服務、制動系統診斷服務和電池管理診斷服務都是獨立的。這些服務各自運行，不相互依賴，確保系統的靈活性和穩定性。
松耦合：服務之間通過標準化接口進行通信，而不是直接調用。這意味著一個服務的變化不會直接影響其他服務。這種松耦合設計使得系統更易于維護和擴展。
服務重用：某個診斷服務可以在不同的車輛和系統中重復使用。例如，標準化的發動機診斷服務可以應用于多種車型，而無需為每個車型單獨開發。這種重用性提高了開發效率，降低了成本。
服務發現機制：診斷服務可以在需要時動態發現，而不是預先綁定到特定的服務實現。這意味著車輛系統可以在運行時根據當前需求發現和調用最合適的診斷服務。
按需服務調用：SOVD協議支持按需調用診斷服務，而不是在系統啟動時加載所有可能的服務。這種按需調用確保了系統資源的高效利用和服務的靈活性。當車輛某個部件需要診斷時，系統會發出請求，調用相關的診斷服務。診斷完成后，服務可以釋放資源，等待下次調用。
實時響應和數據處理：動態診斷要求系統能夠實時響應診斷請求，并處理和傳輸診斷數據。這種實時性對于確保車輛安全和性能至關重要，通過高效的通信協議（如HTTP、MQTT）和優化的服務實現，確保診斷請求能夠快速響應，并實時傳輸診斷結果。
自適應能力：SOVD協議的動態診斷特性使得系統可以根據實際情況調整診斷策略和服務。例如，在不同的駕駛條件下或車輛狀態下，系統可以自適應地選擇合適的診斷服務和策略。

SOVD協議架構

圖2 SOVD協議架構圖

SOVD協議可支持遠程診斷、近端診斷及車輛內部診斷三種場景：

遠程診斷：允許技術人員或服務系統在不需要直接接觸車輛的情況下，通過移動寬帶網絡遠程訪問車輛數據和控制系統。

近端診斷：當技術人員在車輛附近時，可以通過有線或無線方式連接到車輛的SOVD服務器，進行診斷操作。

車輛內部診斷：車輛內部的診斷任務可以獨立于外部服務器或近場測試器運行，例如，車輛健康監測、預測性維護等。

SOVD協議在車端主要由SOVD網關、SOVD2UDS適配器、SOVD庫及診斷管理器（AUTOSAR AP）四部分組成：

SOVD網關：為SOVD邊緣節點，用于接收SOVD請求，使用mDNS進行設備的發現和連接，將其正確的分發到不同的終端。每個車輛中只有一個該組件。

SOVD2UDS適配器：可將基于SOVD協議的診斷請求和數據轉換為符合UDS協議的格式，反之亦然。該組件原生支持DoIP，且可擴展自定義TP。每個車輛中只有一個該組件。

診斷管理器（AUTOSAR AP）：為車輛內部適用于AUTOSAR AP應用的本地SOVD服務器，可通過ara::diag (C++) 接口實現SOVD的功能。該組件的數量取決于ECU/系統的數量。

SOVD庫：適用于不具備完整AUTOSAR環境的應用，可以使用該組件實現SOVD功能。該組件的數量取決于ECU/系統的數量。

SOVD測試解決方案
北匯信息在對SOVD協議進行了深入理解及分析后，推出了系統級SOVD自動化測試解決方案及實車級SOVD自動化測試解決方案，下面就給大家介紹一下SOVD測試解決方案的整體構成。
通過對SOVD協議特性的解讀，總結出針對SOVD協議，需覆蓋以下測試場景:
SOVD API測試：驗證整車SOVD全部的API接口
通過HTTP指令調用車端SOVD接口，并驗證其協議一致性。通過HTTP指令調用車端SOVD接口，觀察SOVD2UDS適配器的表現是否符合預期難點：遠程診斷服務器及車端SOVD接口的自動化調用。

可使用北匯定制化開發的Test Center軟件完成自動化調用遠程診斷服務器及車端SOVD接口。

測試環境：系統級+實車級測試輸入物：API文檔
SOVD2UDS測試
協議轉換測試：驗證SOVD協議的診斷請求和數據符合UDS協議格式轉換的正確性。

通過HTTP指令調用車端SOVD接口，觀察SOVD2UDS適配器的表現是否符合預期。

測試環境：系統級+實車級

測試輸入物：API文檔+診斷數據庫

逆向場景測試：驗證在ECU異常情況下，SOVD協議的診斷請求和數據符合UDS協議格式轉換的正確性。

模擬UDS協議控制器的異常響應（否定響應或無響應），通過HTTP指令調用車端SOVD接口，觀察SOVD2UDS適配器的表現是否符合預期。

難點：逆向場景模擬

UDS控制器異常響應模擬：系統級SOVD測試臺架環境下自動化實現總線/供電硬線故障注入、ECU總線信號無響應/否定響應等多種類型的逆向測試場景。

測試環境：系統級

測試輸入物：API文檔+診斷數據庫

鑒于以上SOVD自動化測試的內容，北匯信息在對SOVD協議做了深入分析后，推出了通用化的系統級及實車級SOVD自動化測試解決方案，在此基礎上，再針對不同客戶進行定制開發，從而實現系統級及實車級的SOVD自動化測試。下面就給大家介紹一下SOVD自動化測試系統的整體方案構成。
硬件層面，SOVD自動化測試方案針對不同客戶的測試需求，可分為系統級測試系統及實車級測試系統兩種形態。
系統級SOVD測試系統由測試機柜和測試臺架兩部分組成，其中測試臺架上集成SOVD相關控制器及程控BOB設備，其中，通過北匯定制化開發的程控BOB設備，可實現控制器的故障注入，以完成逆向測試；測試機柜作為解決方案中的測試執行核心工具，通過總線仿真及采集接口卡進行總線報文的監控和仿真，工控機進行測試工程配置及執行，測試接口與測試臺架進行連接。通過系統級SOVD測試系統可完成SOVD API測試、SOVD2UDS協議轉換測試及SOVD2UDS逆向測試。
實車級SOVD測試系統由測試機箱和戶外電源兩部分組成，其中戶外電源是為SOVD測試機箱進行供電，主要針對燃油車和混動車進行配置，而針對具有自動補電功能的電車，可以考慮由車輛12V蓄電池為SOVD測試機箱進行供電。SOVD測試機箱作為解決方案中的測試執行核心工具，通過總線仿真及采集接口卡進行總線報文的監控和仿真，工控機進行測試工程配置及執行，測試接口與車輛進行連接。通過實車級SOVD測試系統可完成SOVD API測試&SOVD2UDS協議轉換測試。
圖3 SOVD測試系統硬件架構
在軟件層面，SOVD測試解決方案由五大部分組成，分別是：

（1）邏輯定義模塊（PAVELINK.Test Center）：通過北匯定制化開發的Test Center可實現圖形化測試用例編輯、測試用例管理及設備管理、測試任務安排以及測試任務執行等工作，同時通過定制化模塊也可實現自動化調用遠程診斷服務器及車端SOVD接口。

（2）邏輯轉發模塊（PAVELINK.Test Agent）：通過北匯定制化開發的Test Agent可實現轉發由上方Test Center下發的邏輯執行請求，包括CANoe工程調用，控制CANoe測試工程的自動運行，停止。

（3）數據庫轉換模塊（PAVELINK.SOA-Converter）：通過北匯定制化開發的SOA-Converter可實現將OpenAPI及診斷數據庫（ODX及DEXT等格式）的文件格式轉換，用于測試用例生成工具生成測試用例。

（4）測試用例自動生成工具：

①通過北匯定制化開發的測試用例自動生成工具，基于導入的數據庫，可實現SOVD測試用例的自動生成。

②通過VECTOR的CANoe.Diva，基于OpenAPI，可實現測試用例的自動生成，并進行特定用例的手動修改，從而對外部和內部的SOVD API接口進行測試。

（5）測試執行軟件（CANoe）：基于VECTOR的CANoe軟件，可實現包含報文仿真、電源控制、信號仿真、以及BOB控制等。

圖4 SOVD測試系統軟件架構
SOVD協議測試的測試流程如下：

測試前置條件

輸入物：API及診斷數據庫

輸入物格式轉換

通過PAVELINK.SOA-Converter自動化完成輸入物的格式轉換，并將其輸入到測試用例自動化生成工具

測試用例生成

系統級SOVD測試用例：通過測試用例生成器解析輸入物自動生成SOVD API測試用例、SOVD2UDS協議轉換測試用例及SOVD2UDS逆向測試用例

實車級SOVD測試用例：通過測試用例生成器解析輸入物自動生成SOVD API測試用例

測試執行及測試管理

測試用例輸入到PAVELINK.Test Center，Test Center借助PAVELINK.Test Agent自動化調用CANoe、遠程診斷服務器及車端SOVD接口進行測試執行，并根據測試結果生成測試報告

總結
在汽車行業的數字化轉型浪潮中，SOVD（Service-Oriented Vehicle Diagnostics）協議的提出，不僅標志著車輛診斷技術的一次質的飛躍，更是對汽車安全性和智能化水平的一次深刻革新。
測試環節，對于確保SOVD協議的可行性和穩定性至關重要。北匯信息的SOVD測試解決方案通過覆蓋API測試、協議轉換測試以及逆向場景測試，確保每一個診斷服務都能在各種工況下準確無誤地執行，從而保障車輛系統的可靠性和用戶的安全性。
北匯信息的SOVD測試解決方案，采用先進的自動化工具和方法，結合系統級和實車級的測試環境，全面模擬各種可能的應用場景。這種全方位的測試策略，不僅提高了測試的效率和覆蓋率，更是確保了技術的成熟度和應用的廣泛性。
汽車行業的未來充滿無限可能，SOVD協議及其測試解決方案將是我們探索這一未來世界的有力工具。讓我們攜手并進，以測試為橋梁，連接創新與實踐，確保技術的每一步都堅實可靠。感謝您的閱讀，期待與您在汽車技術革新的道路上相遇。