GB/T 43258.3-2023 道路車輛 基于因特網(wǎng)協(xié)議的診斷通信(DoIP) 第3部分：基于IEEE 802.3有線車輛接口（正式版）

GB/T43258.3—2023基于因特網(wǎng)協(xié)議的診斷通信第3部分：基于IEEE802.3有線車輛接口Roadvehicles—DiagnosticcommunicationoverInternetProtocol(DoIP)—Part3:WiredvehicleinterfacebasedonIEEE802.3(ISO13400-3:2016,MOD)國家市場監(jiān)督管理總局國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會IGB/T43258.3—2023 Ⅲ 12規(guī)范性引用文件 13術(shù)語和定義 14符號和縮略語 24.1符號 24.2縮略語 2 2 27以太網(wǎng)物理層和數(shù)據(jù)鏈路層需求 3 37.2以太網(wǎng)物理層需求 37.3以太網(wǎng)數(shù)據(jù)鏈路層需求 37.4以太網(wǎng)PHY和MAC需求 47.5以太網(wǎng)激活線需求 47.6激活線方案的仿真電路模擬器(SPICE)仿真 8 97.8電纜定義 ⅢGB/T43258.3—2023本文件按照GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定起草?！?部分：傳輸協(xié)議與網(wǎng)絡(luò)層服務(wù)；--—第3部分：基于IEEE802.3有線車輛接口；——第4部分：基于以太網(wǎng)的高速數(shù)據(jù)鏈路連接器。本文件修改采用ISO13400-3:2016《道路車輛基于因特網(wǎng)協(xié)議的診斷通信(DoIP)第3部分：本文件與ISO13400-3:2016相比做了下述結(jié)構(gòu)調(diào)整：-—4.2對應(yīng)ISO13400-3:2016中的第4章；——圖3～圖8對應(yīng)ISO13400-3:2016中的圖2～圖7;——表1～表4對應(yīng)ISO13400-3:2016中的表2～表5。本文件與ISO13400-3:2016的技術(shù)差異及其原因如下： 刪除了已經(jīng)廢止的ISO13400-1的引用和描述：——用規(guī)范性引用的GB/T40822—2021替換了ISO14229(見第3章),以適應(yīng)我國技術(shù)條件，增加可操作性；——增加了縮略語GND、WoL和XFRM(見4.2),以提高文件易用性。請注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機(jī)構(gòu)不承擔(dān)識別專利的責(zé)任。本文件由中華人民共和國工業(yè)和信息化部提出。本文件由全國汽車標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(SAC/TC114)歸口。威汽車電子股份有限公司、北京理工大學(xué)深圳汽車研究院、上海機(jī)動車檢測認(rèn)證技術(shù)研究中心有限公GB/T43258.3—2023GB/T43258《道路車輛基于因特網(wǎng)協(xié)議的診斷通信(DoIP)》是為了定義在IP通信鏈路上實(shí)施的車輛診斷系統(tǒng)的通用要求。GB/T43258的——將車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與客戶端DoIP實(shí)體車輛接口要求分離，以實(shí)現(xiàn)長期穩(wěn)定的外部車輛通信——利用現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)來定義可用于診斷通信以及制造商特定用例的長期穩(wěn)定的先進(jìn)通信標(biāo)準(zhǔn)；——允許車輛內(nèi)部和車輛外部DoIP實(shí)體的連接。GB/T43258擬由4個部分構(gòu)成。--—第1部分：一般信息和使用案例定義。規(guī)定了客戶端DoIP實(shí)體與服務(wù)端DoIP實(shí)體之間的車——第2部分：傳輸協(xié)議與網(wǎng)絡(luò)層服務(wù)。規(guī)定了客戶端DoIP實(shí)體使用底層協(xié)議棧的要求，并且采用安全和非安全的診斷通信要求，旨在說明客戶端DoIP實(shí)體與服務(wù)端DoIP實(shí)體連接與通信——第3部分：基于IEEE802.3有線車輛接口。詳細(xì)介紹了基于IEEE802.3100BASE-TX的物——第4部分：基于以太網(wǎng)的高速數(shù)據(jù)鏈路連接器。規(guī)定了車輛連接器的功能要求，旨在統(tǒng)一外部連接器。圖1說明了基于DoIP的車輛診斷通信框架與OSI模型的關(guān)系：——車輛診斷通信框架由GB/T40822組成；——OSI底層框架由本文件和GB/T43258.4組成。VGB/T43258.3—2023ISO7498-1、GB/T40822—2021第10章OSI第7層OSI第6層表示層GB/T40822—2021第4章一第6章應(yīng)用層ISO22901ODXOSI第5層會話層GB/T40822—2021第7章會話層服務(wù)OSI第4層傳輸層OSI第3層網(wǎng)絡(luò)層GB/T43258.2DoIP第2部分：傳輸協(xié)議與網(wǎng)絡(luò)層服務(wù)OSI第2層數(shù)據(jù)鏈路層OSI第1層物理層GB/T43258.3DoIP第3部分：基于IEEE802.3有線車輛接口OSI底層框架圖1根據(jù)OSI模型DoIP文件參考圖2從功能角度說明了車輛網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)示意圖。MGB/T43258.3—2023ECU1DoIP邊緣節(jié)點(diǎn)客戶端1ECUn客戶端2DolPDoIP節(jié)點(diǎn)ECUⅡECU1圖2車載網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)示意圖(功能視圖)本文件由一個或多個DoIP實(shí)體實(shí)施，具體取決于車輛的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。圖2顯示了連接到DoIP邊緣節(jié)點(diǎn)的客戶端1(外部客戶端)和連接車輛內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的客戶端2(內(nèi)部客戶端)。如果沒有額外說明，無論它們連接到哪個網(wǎng)絡(luò)，假定客戶端DoIP實(shí)體的行為相同。1GB/T43258.3—2023道路車輛(DoIP)基于因特網(wǎng)協(xié)議的診斷通信第3部分：基于IEEE802.3有線車輛接口本文件定義了基于IEEE802.3100BASE-TX標(biāo)準(zhǔn)車輛通信接口與測試設(shè)備對物理層和數(shù)據(jù)鏈路層的需求。本文件適用于基于IEEE802.3100BASE-TX標(biāo)準(zhǔn)車輛通信接口與測試設(shè)備中物理層和數(shù)據(jù)鏈路層的設(shè)計。該接口為車輛和測試設(shè)備之間使用基于IP的通信提供物理連接基礎(chǔ)。本文件規(guī)定了以下方面：——車載以太網(wǎng)診斷接口的發(fā)現(xiàn)/識別； 2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文本文件。GB/T40822—2021道路車輛統(tǒng)一的診斷服務(wù)[ISO14229-1:2020,ISO14229-2:2013,ISO14229-3:2012,ISO14229-4:2012,ISO14229-5:2013,ISO14229-6:2013,ISO14229-7:2015,ISO14229-8:2020,MOD]IEC60950-1信息技術(shù)設(shè)備安全第1部分：一般要求(Informationtechnologyequipment—IEEE802.3—2022以太網(wǎng)IEEE標(biāo)準(zhǔn)(IEEEStandardforEthernet)3術(shù)語和定義GB/T40822—2021界定的以及下列術(shù)語和定義適用于本文件。允許以太網(wǎng)硬件決定在兩個以太網(wǎng)端口之間連接是通過交叉連接還是一對一連接電纜，并根據(jù)電纜類型配置物理層收發(fā)器(PHY)以確保Tx和Rx數(shù)據(jù)線正確連接的一種設(shè)備。DoIP邊緣節(jié)點(diǎn)DoIPedgenode路所在終端。2GB/T43258.3—20233.3連接段linksegment100BASE-TX連接兩個物理層收發(fā)器(PHY)的一對雙絞鏈路4符號和縮略語Iact:激活電流。Rn:內(nèi)部電阻。Vat:激活電壓。下列縮略語適用于本文件。Cat5:TIA/EIA-568-B定義的5類電纜(category5cableasspecifiedinTIA/EIA-568-B)DoEth:基于以太網(wǎng)的因特網(wǎng)協(xié)議的診斷(DiagnosticsoverInternetProtocolonEthernet)DoIP:基于IP的診斷通信(DiagnosticsoverInternetProtocol)FMI:失效模式指示器(FailureModeIndicator)GND:地(Ground)MAC:媒介訪問控制(MediaAccessControl)MDI:媒介相關(guān)接口(Medium-DependentInterface)PE:保護(hù)接地導(dǎo)體(ProtectiveEarthconductor)PHY:物理層收發(fā)器(Physicallayertransceiver)Rx:接收(Receive)SPN:可疑參數(shù)編號(SuspectParameterNumber)Tx:傳輸(Transmit)WoL:本地局域網(wǎng)喚醒(WakeonLAN)XFRM:以太網(wǎng)變壓器(Ethernettransformer)5約定ISO13400基于OSI服務(wù)公約(ISO/IEC10731)中討論的適用于診斷服務(wù)的約定。ISO13400應(yīng)用在基于IP通信網(wǎng)絡(luò)上的車輛診斷系統(tǒng)。3GB/T43258.3—2023制定ISO13400目的是為在IP通信鏈路上運(yùn)行的車輛診斷系統(tǒng)定義通用需求。IP系統(tǒng)的需求。圖1描述了使用DoIP的最適用的應(yīng)用程序?qū)崿F(xiàn)的方式。7以太網(wǎng)物理層和數(shù)據(jù)鏈路層需求以太網(wǎng)是在IEEE802.3中包含的不同傳輸技術(shù)和通信速率的多個標(biāo)準(zhǔn)集合，是以幀為基礎(chǔ)連接的有線局域網(wǎng)絡(luò)。幀被定義為線路上數(shù)據(jù)包的格式。因特網(wǎng)協(xié)議(IPv4)理論上允許最大長度為64K字節(jié)的IP包。數(shù)據(jù)包長度受以太網(wǎng)規(guī)范的限制，以太網(wǎng)規(guī)范定義16位長度的字節(jié)場，并且要求數(shù)據(jù)包最小長度為64字節(jié)，最大有效載荷長度為1500字節(jié)。因此，IP數(shù)據(jù)包在以太網(wǎng)的最大長度僅為1500方式差異不在本文件中描述。車輛的以太網(wǎng)連接使用符合IEEE802.3100BASE-TX的四條傳輸線，并額外使用一根激活線。當(dāng)測試設(shè)備與車輛連接或斷開連接時，能夠通過激活線對作為DoIP邊緣節(jié)點(diǎn)的以太網(wǎng)控制器進(jìn)行激活和非激活的切換。有以下兩種類型以太網(wǎng)接插電纜可選擇。——一對一(1:1)連接，通常用于連接終端節(jié)點(diǎn)(例如：計算機(jī))與網(wǎng)絡(luò)集線器或交換下，接插電纜的每個RJ45連接器或連接到車輛的電纜連接器中的引腳都是直接對連(例如：源端口上Rx+直接連接到目標(biāo)端口Rx+)。源端口的Tx引腳被連接到目標(biāo)端口的Rx引腳，反之亦然。根據(jù)以太網(wǎng)實(shí)施的Auto-MDI(X)能力，可以實(shí)現(xiàn)交叉連接和1:1連接相互切換。這取決于PHY的Auto-MDI(X)能力。Auto-MDI(X)特性是為了同時支持兩種線束電纜即插即用而設(shè)計。本條規(guī)定了DoIP邊緣節(jié)點(diǎn)的以太網(wǎng)物理層需求，包括車輛內(nèi)部支線電纜長度和測試設(shè)備與DoIP邊緣節(jié)點(diǎn)的PHY之間最大允許電纜長度，以確保在極端干擾環(huán)境中運(yùn)行。[DoEth-001]DoIP邊緣節(jié)點(diǎn)應(yīng)支持IEEE802.3規(guī)定的100BASE-TX(100Mbit/s以太網(wǎng))標(biāo)準(zhǔn)。[DoEth-002]DoIP邊緣節(jié)點(diǎn)應(yīng)支持IEEE802.3定義的10BASE-T(10Mbit/s以太網(wǎng))標(biāo)準(zhǔn)。注：支持10Mbit/s的需求旨在作為兩個以太網(wǎng)接口之間無法建立100Mbit/s連接的環(huán)境下的備用解決方案。在[DoEth-003]為滿足IEC60950-1(TNV1電路)和IEEE802.3,DoIP邊緣節(jié)點(diǎn)應(yīng)在連接外部網(wǎng)絡(luò)的變壓器線圈之間提供持續(xù)1min的1500V耐壓隔離。本條規(guī)定了DoIP邊緣節(jié)點(diǎn)的以太網(wǎng)數(shù)據(jù)鏈路層的需求，以允許在可實(shí)現(xiàn)的最佳通信速率情況下[DoEth-004]DoIP邊緣節(jié)點(diǎn)應(yīng)在與外部網(wǎng)絡(luò)的鏈路上支持10Mbit/s以太網(wǎng)。[DoEth-005]DoIP邊緣節(jié)點(diǎn)應(yīng)支持100Mbit/s以太網(wǎng)(100BASE-TX)。[DoEth-006]DoIP邊緣節(jié)點(diǎn)應(yīng)支持IEEE802.3規(guī)定的自動協(xié)商機(jī)制，該機(jī)制是兩個直連的網(wǎng)絡(luò)4GB/T43258.3—2023[DoEth-007]測試設(shè)備應(yīng)支持IEEE802.3規(guī)定的100BASE-TX標(biāo)準(zhǔn)。[DoEth-008]為了提高對錯誤的以太網(wǎng)布線(1:1連接/交叉連接)的容錯能力，測試設(shè)備應(yīng)支持Auto-MDI(X)特性。7.4以太網(wǎng)PHY和MAC需求[DoEth-009]DoIP邊緣節(jié)點(diǎn)應(yīng)使用以太網(wǎng)設(shè)備檢測物理連接建立和斷開(鏈路檢測),并將這些注：DoIP邊緣節(jié)點(diǎn)以太網(wǎng)控制器不要求支持本地局域網(wǎng)喚醒(WoL),因?yàn)槭褂?.5中描述的單獨(dú)激活線確保了以該MAC地址，因此無法使用WoL的特性來激活和關(guān)閉以太網(wǎng)控制器。標(biāo)準(zhǔn)的WoL特性的另一弊端Rx(+)-Tx(-Rx(+≥Cat5LCPINGND-激活線YbeIactRRXFRM——以太網(wǎng)變壓器。圖3等效電路圖5GB/T43258.3—2023電氣參數(shù)最小值典型值最大值最小值典型值最大值Rin2.9kQ(—1%)2.9kΩ(—1%)Cin—330nF(+5%)8.5mARext510Ω(—5%)VetVet(t≤60s)"一14V—14V限制值。[DoEth-011]關(guān)閉電壓閾值(Vinsctiv)應(yīng)為2V(見表2),即如果以太網(wǎng)處于關(guān)閉狀態(tài)，低于2V的電壓不應(yīng)激活DoIP邊緣節(jié)點(diǎn)的以太網(wǎng)控制器。這是為了避免由于地偏移或者電磁干擾造成誤激活(見圖4)。[DoEth-012]有效的激活電壓閾值(Vative)應(yīng)為5V。[DoEth-013]當(dāng)信號Vat達(dá)到Vctiv和Vmax之間電壓值時，應(yīng)在200ms內(nèi)激活以太網(wǎng)硬件。即期望系統(tǒng)設(shè)計者在接收電路中設(shè)計一個小于200ms的濾波時間常數(shù)。[DoEth-014]車輛應(yīng)將Va降至Vinactiv并持續(xù)200ms作為來自測試設(shè)備的一個信號，表明可以使以太網(wǎng)硬件進(jìn)入非激活狀態(tài)。[DoEth-021]盡管只在檢測到鏈路后才能通信，但當(dāng)激活線處于“有效激活”狀態(tài)時，應(yīng)允許通信。圖4描述了以太網(wǎng)激活和關(guān)閉的電壓閾值和時序。AAm=32V有效激活Vacivc=5VVnnatine=2V關(guān)閉條件滿足Vmi=0V關(guān)閉條件滿足200ms圖4以太網(wǎng)激活和關(guān)閉電壓閾值和時序6GB/T43258.3—2023表2定義了激活和關(guān)閉電壓閾值。表2激活和關(guān)閉電壓閾值參數(shù)閾值VactiveVmctwVminVmax7.5.2車輛激活線電路示例——方案1需求在車輛端接口電路上的8號引腳需要滿足以下需求。a)相對于信號地5號引腳，電路應(yīng)在8號引腳呈現(xiàn)的電阻阻抗和輸入電容符合表3。這用于外部測試設(shè)備確認(rèn)車輛端按照方案1進(jìn)行引腳分配。b)接口電路需要根據(jù)圖4和表2中的定義來檢測8號引腳上的電壓，并向車輛內(nèi)部系統(tǒng)提供相應(yīng)的信號，以激活或非激活與GB/T43258.4診斷連接器的DoIP以太網(wǎng)連接。圖5顯示了激活線電路示例——方案1,其中激活線開關(guān)電壓(激活、關(guān)閉)閾值標(biāo)稱值為3.4V。備端BC847BW圖5激活線電路示例——方案1表3定義了圖5的電路示例的電氣參數(shù)。表3激活線電路示例——方案1(圖5)的電氣參數(shù)電氣參數(shù)最小值典型值最大值RinC10nF(一5%)20nF(+5%)計算R。時需要考慮晶體管的基極-發(fā)射極電阻。7GB/T43258.3—20237.5.3車輛激活線電路示例——方案2需求在車輛端接口電路上的8號引腳需要滿足以下需求。a)相對于信號地5號引腳，電路應(yīng)在8號引腳呈現(xiàn)的電阻阻抗和輸入電容符合表4。這用于外部測試設(shè)備確認(rèn)車輛端按照方案2進(jìn)行引腳分配。b)接口電路需要根據(jù)圖4和表2中的定義來檢測8號引腳上相對于信號地5號引腳的電壓，并向車輛內(nèi)部系統(tǒng)提供相應(yīng)的信號，以激活或非激活與GB/T43258.4診斷連接器的DoIP以太網(wǎng)連接。圖6顯示了激活線電路示例——方案2,其中激活線開關(guān)電壓(激活、關(guān)閉)閾值標(biāo)稱值為4.4V。測試設(shè)車輛端V220nF36kQ5%3.3kQ1%11kQ5BC847BW圖6激活線電路示例——方案2表4定義了圖6中電路示例的電氣參數(shù)。表4激活線電路示例——方案2(圖6)電氣參數(shù)電氣參數(shù)最小值典型值最大值R2.9kQ(—1%)3.3kΩ(+1%)200nF(—5%)計算R時需要考慮晶體管的基極-發(fā)射極電阻。7.5.4激活線操作原則本文件規(guī)定的激活線采用連接外部測試設(shè)備到車輛的雙向信號，可支持車輛端的診斷連接器識別兩套不同的引腳配置，方案1和方案2。若為使用方案2的以太網(wǎng)引腳分配的車輛定義了一個完全不同的車輛輸入電阻(見表4),則外部測試設(shè)備可應(yīng)用相同的方式來區(qū)分車輛中不同的以太網(wǎng)引腳分配，并相應(yīng)地更改內(nèi)部引腳多路復(fù)用器的設(shè)置。7.5.5外部測試設(shè)備激活線需求[DoEth-017]為通過以太網(wǎng)與DoIP邊緣節(jié)點(diǎn)建立通信，測試設(shè)備需根據(jù)表2的需求在以太網(wǎng)激8GB/T43258.3—2023內(nèi)可靠通信。在此范圍之外，考慮到[DoEth-014]描述的時序，由車輛制造商的設(shè)注1:為與車輛建立通信可能需要額外的前提條件[例如：點(diǎn)火鑰匙在“運(yùn)行(RUN)”位置]。這取決于車輛制造商[DoEth-018]當(dāng)外部測試設(shè)備不再需要連接，應(yīng)根據(jù)[DoEth-014]向車輛以太網(wǎng)硬件發(fā)送信[DoEth-023]可與使用方案1和方案2的以太網(wǎng)引腳分配的車輛一起使用的外部測試設(shè)備應(yīng)——在激活線上使用可切換的4.7kQ(±5%)上拉電阻；——計算引腳8上相對于上拉電源電壓；——在激活線上使用高于5V電壓(例如：上拉電阻),外部測試設(shè)備不能超過規(guī)定的輸入電流(見表1)。注2:從車輛物理上斷開外部測試設(shè)備會自動達(dá)到7.5.1規(guī)定的關(guān)閉電壓閾值。[DoEth-022]車輛制造商使用：——方案1以太網(wǎng)引腳分配應(yīng)符合表3規(guī)定的電阻和電容值；——方案2以太網(wǎng)引腳分配應(yīng)符合表4規(guī)定的電阻和電容值。本文件給定了一個SPICE模擬結(jié)果，用組件標(biāo)稱值的示例電路來說明典型的電壓-時間曲線。已包含車輛端組件誤差以說明組件誤差的影響?！壽E顯示了包含車輛電阻誤差的方案1和方案2的激活線電壓；——假設(shè)仿真期間地偏移為0;——減小激活周期以在同一個軌跡圖中顯示上升/下降響應(yīng)。圖7顯示了激活線模擬——基于電壓的方案確定。9GB/T43258.3—2023pp.0μs........50μs........100Hs.......150.μs....200.μs.......250_μs......300μs.標(biāo)引序號說明：VpallSsrce電源電壓。ISO未定義方案1方案2ISO未定義350Hs....400H....450μs.7.7確定方案1、方案2或非ISO13400流程圖8顯示了使用阻抗判斷方法確定方案的流程。對不同以太網(wǎng)方案，車輛電路對地呈現(xiàn)不同電阻。車輛電路8號引腳的輸入電阻由電路上已知的上拉電阻決定，通過檢測8號引腳輸出電壓并與電源電方案12010v方案2GB/T43258.3—2023開始檢測8,3,11,12,13,1,9否是測量上拉電源電壓和8號引腳電壓38號引腳電壓>53%否是開啟510/1000Q電阻上拉28號引腳電壓>83%否否是開啟510/1000Ω電阻上拉1——檢查車輛引腳8是否上拉到高狀態(tài)；2——檢查車輛引腳8是否有下拉電阻；3——確定DoIP方案1或方案2。圖8使用電阻法確定方案1、方案2或者非ISO13400流程7.8電纜定義本條規(guī)定了有關(guān)電纜特性和電纜長度需求，以確保以太網(wǎng)通信以100Mbit/s的預(yù)期速率進(jìn)行。[DoEth-015]連接電纜屏蔽層應(yīng)連接到測試設(shè)備側(cè)的保護(hù)接地導(dǎo)體(PE)。[DoEth-016]連接電纜屏蔽層不應(yīng)連接到車輛或測試設(shè)備的地。[DoEth-019]車輛到測試設(shè)備的連接電纜至少應(yīng)為Cat5。[D