SOVD协议在HPC中的应用详解
整车电子电器架构正在从分布式总线架构逐渐向以high performance computer（以下简称hpc）为中心的集中式架构转变，hpc的引入也正在影响着整车诊断的方式，诊断已经不再局限于对故障码和软硬件信息的读取，也需要对hpc上的应用进行诊断。在这样的行业背景下，asam e.v.提出了面向服务的诊断协议sovd（service-oriented vehicle diagnostics），并于2022年6月发布了asam sovd api specification v1.0。
相较于uds协议，sovd不仅保留了传统的读写数据，例程控制（routine control），故障读取等功能，而且还支持动态发现车内诊断功能，获取hpc的log信息等新的诊断需求，更符合当前软件定义汽车概念下的行业趋势。于此同时，autosar组织将sovd部分内容的软件实现定义在了r22-11及以上版本的autosar adaptive规范中。
基于当前的行业背景以及已经发布的国际标准，车端sovd协议栈主要部署在hpc上，有如下4种应用场景，如图1：
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sovd gateway：应用于sovd边缘节点；
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diagnostic manager sovd extension：用以支持autosar adaptive应用的sovd诊断；
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sovd2uds adapter：sovd和uds的协议转换；
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sovd library：用以支持非autosar adaptive应用的sovd诊断。
图1:sovd应用场景
01
sovd gateway
根据autosar规范中sovd参考架构的描述，sovd gateway作为整车的sovd边缘节点，负责获取以及路由sovd client和目标节点之间的sovd通信报文。
sovd gateway通过sovd请求中的实体（entity）路径识别所路由报文的目标节点，实体和目标节点的匹配关系则通过sovdgatewayinstantiation（tps_manifestspecification ≥ r22-11）静态定义或通过mdns动态发现，如图2。
图2:sovd gateway路由表
除此以外，sovd gateway作为边缘节点，也肩负着对sovd client进行认证以及权限控制的责任，从而保证车辆的信息安全。
02
diagnostic manager sovd
extension
在引入sovd协议之前，autosar adaptive的诊断管理（diagnostic manager，以下简称dm）模块用于处理uds协议定义的诊断服务和故障存储。引入sovd协议之后，dm可同时处理sovd和uds协议定义的诊断行为，即dm既作为uds server，也可以作为sovd server。
dm为上层的autosar adaptive应用提供“ara::diag”接口，对于uds和sovd共享的功能，dm延用已有的接口。如图3所示，dm收到uds请求0x22 12 34或者sovd请求get https://vin.sovd/components/powersteering/data/psvoltage，为上层应用提供的接口同为ara::genericdataidentifier.read(…)。
图3:uds和sovd共享接口
而对于sovd特有的功能，dm新定义了相关的接口，例如ara::getauthorizationurl,ara::sovdproximitychallengetype {...}。
dm在同时提供uds和sovd功能的情况下，也需要处理并发请求的优先级判断。例如，当某一个uds client发送诊断请求将dm切换到非默认会话状态以后，则dm只处理该uds client发送的诊断请求，即该uds client拥有最高访问优先级；sovd中的lock机制也同样需要特殊处理，当dm从某一个sovd client获取了sovd lock后，其他的uds client或sovd client此时则无法访问dm，如图4。
图4:并发的诊断client
03
sovd2uds adapter
对于整车架构来说，传统诊断功能uds是不会被替代的，还会保留在车内的其他节点中，而对于这些节点的诊断访问，通常又需要通过hpc转发，因此，hpc中还需要具备sovd和uds协议转换的功能，sovd2uds adapter就是用来实现协议转换功能的模块。
sovd2uds adapter负责将收到的sovd请求转换为uds请求，同时将收到的uds响应转换为sovd响应。因此，用户在使用该模块时，需要详细定义两个诊断协议之间的对应关系，比如uds did和sovd resource的对应关系，如图5。
图5:sovd与uds的协议转换
04
sovd library
除了依赖于autosar架构的应用，车辆内部通常也会存在非autosar的应用。对于这些应用，可以通过sovd library提供的接口，将这些非autosar的应用也视作为sovd server，从而实现基于sovd的诊断功能，如图6。
图6:sovd library
当前，对于sovd协议，不论是asam e.v./iso，还是autosar规范都还在不断更新和完善中。可以肯定的是，适用于全新e/e架构的车辆诊断功能迭代已经开始，sovd协议的应用是软件定义汽车的系统诊断的一个重要里程碑。
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相较于uds协议，sovd不仅保留了传统的读写数据，例程控制（routine control），故障读取等功能，而且还支持动态发现车内诊断功能，获取hpc的log信息等新的诊断需求，更符合当前软件定义汽车概念下的行业趋势。于此同时，autosar组织将sovd部分内容的软件实现定义在了r22-11及以上版本的autosar adaptive规范中。
基于当前的行业背景以及已经发布的国际标准，车端sovd协议栈主要部署在hpc上，有如下4种应用场景，如图1：
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sovd gateway：应用于sovd边缘节点；
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diagnostic manager sovd extension：用以支持autosar adaptive应用的sovd诊断；
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sovd2uds adapter：sovd和uds的协议转换；
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sovd library：用以支持非autosar adaptive应用的sovd诊断。
图1:sovd应用场景
01
sovd gateway
根据autosar规范中sovd参考架构的描述，sovd gateway作为整车的sovd边缘节点，负责获取以及路由sovd client和目标节点之间的sovd通信报文。
sovd gateway通过sovd请求中的实体（entity）路径识别所路由报文的目标节点，实体和目标节点的匹配关系则通过sovdgatewayinstantiation（tps_manifestspecification ≥ r22-11）静态定义或通过mdns动态发现，如图2。
图2:sovd gateway路由表
除此以外，sovd gateway作为边缘节点，也肩负着对sovd client进行认证以及权限控制的责任，从而保证车辆的信息安全。
02
diagnostic manager sovd
extension
在引入sovd协议之前，autosar adaptive的诊断管理（diagnostic manager，以下简称dm）模块用于处理uds协议定义的诊断服务和故障存储。引入sovd协议之后，dm可同时处理sovd和uds协议定义的诊断行为，即dm既作为uds server，也可以作为sovd server。
dm为上层的autosar adaptive应用提供“ara::diag”接口，对于uds和sovd共享的功能，dm延用已有的接口。如图3所示，dm收到uds请求0x22 12 34或者sovd请求get https://vin.sovd/components/powersteering/data/psvoltage，为上层应用提供的接口同为ara::genericdataidentifier.read(…)。
图3:uds和sovd共享接口
而对于sovd特有的功能，dm新定义了相关的接口，例如ara::getauthorizationurl,ara::sovdproximitychallengetype {...}。
dm在同时提供uds和sovd功能的情况下，也需要处理并发请求的优先级判断。例如，当某一个uds client发送诊断请求将dm切换到非默认会话状态以后，则dm只处理该uds client发送的诊断请求，即该uds client拥有最高访问优先级；sovd中的lock机制也同样需要特殊处理，当dm从某一个sovd client获取了sovd lock后，其他的uds client或sovd client此时则无法访问dm，如图4。
图4:并发的诊断client
03
sovd2uds adapter
对于整车架构来说，传统诊断功能uds是不会被替代的，还会保留在车内的其他节点中，而对于这些节点的诊断访问，通常又需要通过hpc转发，因此，hpc中还需要具备sovd和uds协议转换的功能，sovd2uds adapter就是用来实现协议转换功能的模块。
sovd2uds adapter负责将收到的sovd请求转换为uds请求，同时将收到的uds响应转换为sovd响应。因此，用户在使用该模块时，需要详细定义两个诊断协议之间的对应关系，比如uds did和sovd resource的对应关系，如图5。
图5:sovd与uds的协议转换
04
sovd library
除了依赖于autosar架构的应用，车辆内部通常也会存在非autosar的应用。对于这些应用，可以通过sovd library提供的接口，将这些非autosar的应用也视作为sovd server，从而实现基于sovd的诊断功能，如图6。
图6:sovd library
当前，对于sovd协议，不论是asam e.v./iso，还是autosar规范都还在不断更新和完善中。可以肯定的是，适用于全新e/e架构的车辆诊断功能迭代已经开始，sovd协议的应用是软件定义汽车的系统诊断的一个重要里程碑。
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