DoIP学习笔记系列:(三)用CAPL脚本过“安全认证”,$27服务实现

CANoe CAPL实现DoIP安全认证自动化
本文介绍如何在CANoe中使用CAPL脚本来实现DoIP接口和诊断接口的安全认证自动化,特别是通过$27服务进行自动化测试。内容强调了在CAPL中调用接口的关键步骤,并鼓励读者多交流以解决疑难问题。

图片来源于网络


如何新建CAPL工程,在此不再赘述,本章主要分享一下如何在CAPL中调用DoIP接口、diag接口进行DoIP和诊断的测试。


注意:CANoe工具本身的使用没什么难的,所谓会者不难难者不会,各位小伙伴有疑问要多问,多交流,往往难事都只是一层窗户纸


1. 如何调用接口通过安全认证?

在Diagnostic Console中可以通过“手点”的方式,可以通过“安全认证”,但往往一些测试需求,我们的手速跟不上,那就希望测试程序能自动通过“安全认证”,CANoe中CAPL脚本可以干自动化测试的事情,但在CAPL中如何调用$27服务呢,我们通过研究下面的脚本看看如何实现:

// 包含关系,此脚本工程无需包含其他脚本
includes
{
//no code  
}

// 变量定义
variables
{
	const int MaxSize = 16;
    const byte KeySize = MaxSize;
    byte gTesterSeedArray[KeySize];
    char gVarinat[200] = "Common";
    char gOption[200] = "";
    int gMaxKeyArraySize = MaxSize;
    byte gAdcKeyArray[KeySize];
    int gTesterSeedArrySize = MaxSize;
    dword gAdcKeyA
<think>由于用户要求的是使用CAPL脚本实现DoIP到CAN的功能寻址,因此我们需要先理解功能寻址的概念。 在汽车网络中,功能寻址(Functional Addressing)是指消息发送到一个功能实体(而不是特定的节点),即多个节点可能会响应同一个功能地址。而物理寻址(Physical Addressing)则是发送到特定的节点(通常是一个节点)。 在DoIP(Diagnostics over Internet Protocol)中,诊断消息通常通过以太网传输。而我们需要将DoIP消息转换为CAN总线上的功能寻址消息。 假设场景: - 我们有一个DoIP消息,其目标地址是一个功能地址(例如,0xF1)。 - 我们需要将这个DoIP消息转换为CAN消息,并在CAN总线上以功能寻址的方式发送(即CAN标识符设置为功能地址对应的标识符)。 步骤: 1. 接收DoIP消息(通过以太网)。 2. 解析DoIP消息,提取出诊断请求数据(如UDS请求)和目标地址(功能地址)。 3. 将诊断请求数据封装到CAN帧中,并将CAN标识符设置为功能地址对应的标识符(在CAN中,功能地址通常用特定的CAN ID表示,这个映射关系需要预先定义)。 4. 将CAN帧发送到CAN总线上。 注意:在CAPL中,我们可以使用以太网相关的函数来接收DoIP消息,然后使用CAN函数发送CAN帧。 下面是一个简化的CAPL脚本示例,用于说明这一过程: ```c // 引入必要的头文件 includes { // 可能需要的头文件,例如DoIP相关的定义 } // 定义功能地址映射:将DoIP功能地址映射到CAN标识符 // 假设DoIP功能地址0xF1对应的CAN ID为0x7DF(这是UDS功能寻址常用的CAN ID) const dword FUNCTIONAL_ADDRESS_DOIP = 0xF1; const dword CAN_FUNCTIONAL_ID = 0x7DF; // 定义变量 variables { // 用于存储接收到的DoIP消息 byte doipMessage[4096]; int doipMessageLength; } // 以太网事件:当收到DoIP消息时 on ethernetPacket * { // 检查是否为DoIP消息(假设使用UDP端口13400,标准DoIP端口) if (this.dport == 13400 || this.sport == 13400) { // 解析以太网帧,获取DoIP数据 // 这里简化处理,假设直接获取到DoIP负载 // 实际中需要解析以太网、IP、UDP和DoIP头部 // 假设我们有一个函数parseDoIP可以解析DoIP消息并返回诊断数据 byte data[]; dword sourceAddress; dword targetAddress; int result = parseDoIP(this, data, sourceAddress, targetAddress); // 如果解析成功且目标地址是功能地址 if (result == 1 && targetAddress == FUNCTIONAL_ADDRESS_DOIP) { // 将数据封装到CAN帧中 CanMessage msg; msg.id = CAN_FUNCTIONAL_ID; // 设置CAN功能寻址ID msg.dlc = data[0]; // 假设数据长度在第一个字节,或者根据实际情况调整 // 将数据复制到CAN帧的数据域(注意:CAN帧数据域最多8字节,如果超过需要分段) // 这里简化处理,假设数据长度不超过8 if (msg.dlc <= 8) { memcpy(msg.data, data+1, msg.dlc); // 假设数据从第二个字节开始 // 发送CAN消息 output(msg); } else { // 处理长消息,需要分段发送(这里省略,实际中需要按照ISO-TP等协议分段) write("Message too long for single CAN frame. Segmentation not implemented."); } } } } // 辅助函数:解析DoIP消息 int parseDoIP(ethernetPacket *packet, byte data[], dword &sourceAddress, dword &targetAddress) { // 这里实现解析逻辑,根据DoIP协议解析 // 返回1表示成功,0表示失败 // 示例中我们假设已经解析出数据、源地址和目标地址 // 实际解析需要跳过以太网、IP、UDP头部,然后解析DoIP头部 // 假设DoIP头部之后就是诊断数据(UDS请求) // 这里我们简化,直接模拟数据 // 实际中需要解析DoIP头部,获取目标地址等 // 假设我们得到的数据如下(仅用于示例): sourceAddress = 0x0; // 源地址(物理地址) targetAddress = FUNCTIONAL_ADDRESS_DOIP; // 目标地址(功能地址) // 假设诊断数据在DoIP负载中,从某个偏移开始 // 这里我们假设整个UDP负载就是DoIP消息,并且诊断数据在DoIP头部之后 // 标准DoIP头部为8字节:版本、反版本、类型、长度 int doipHeaderLength = 8; if (packet.udp.Length < doipHeaderLength) { return 0; // 长度不够 } // 跳过DoIP头部,获取诊断数据 data[0] = packet.udp.Data[doipHeaderLength]; // 假设第一个字节是数据长度(实际UDS请求不一定这样) // 实际中,诊断数据是UDS请求,可能没有长度前缀,需要根据具体情况处理 // 这里我们假设数据长度在第一个字节,后面跟着数据 int dataLength = data[0]; if (packet.udp.Length < doipHeaderLength + 1 + dataLength) { return 0; } // 复制数据(从DoIP头部之后的一个字节开始,复制dataLength个字节) memcpy(data+1, packet.udp.Data+doipHeaderLength+1, dataLength); // 设置总数据长度(包括第一个字节的长度) data[0] = dataLength; doipMessageLength = dataLength + 1; return 1; } ``` 注意:上述代码是一个简化的示例,实际应用中需要根据具体的DoIP报文格式和CAN总线要求进行调整。特别是: - DoIP报文的解析需要严格按照标准(ISO 13400)进行。 - 如果诊断消息长度超过8字节,需要按照ISO-TP(ISO 15765-2)进行分段传输,这里没有实现。 - 功能地址的映射关系需要根据实际车型的规范定义。 另外,CAPL脚本需要运行在支持以太网和CAN的硬件上(如Vector公司的CANoe等工具)。 §§相关问题§§ 1. 在CAPL中如何处理长诊断消息的分段传输(ISO-TP)? 2. DoIP协议中功能寻址和物理寻址的区别是什么? 3. 如何配置CAPL节点以同时支持以太网和CAN通信?</think>### DoIP到CAN功能寻址的CAPL脚本实现 功能寻址(Functional Addressing)在汽车诊断中允许向一组ECU广播请求(而非单个ECU)。以下是一个实现DoIP到CAN功能寻址的CAPL脚本示例,包含关键步骤解析: ```c /* 系统参数配置 */ variables { // DoIP功能地址(ISO 13400-2标准) const dword DOIP_FUNCTIONAL_ADDRESS = 0xF1; // CAN功能地址(ISO 15765-2标准) const dword CAN_FUNCTIONAL_ID = 0x7DF; // 网络接口声明 char gDoIPInterface[64] = "Ethernet1"; char gCANInterface[64] = "CAN1"; } /* 主函数:初始化设置 */ on start { // 激活DoIP和CAN通道 EthernetActivateChannel(gDoIPInterface); CanActivateChannel(gCANInterface); write("DoIP到CAN功能寻址网关已启动"); } /* DoIP消息处理 */ on ethernetPacket * { // 筛选DoIP诊断消息(UDP端口13400) if (this.port == 13400 && this.direction == RX) { byte payload[4096]; dword payloadSize = this.GetData(payload); // 验证DoIP头部(版本+类型) if (payload[0] == 0x02 && payload[1] == 0xFD && payload[2] == 0x80) { dword targetAddress = getDoIPTargetAddress(payload); // 提取目标地址 // 识别功能寻址请求 if (targetAddress == DOIP_FUNCTIONAL_ADDRESS) { byte diagnosticData[8]; dword dataSize = extractDiagnosticData(payload, diagnosticData); // 转发到CAN总线(功能寻址) sendCANFunctional(diagnosticData, dataSize); } } } } /* 辅助函数:提取DoIP目标地址 */ dword getDoIPTargetAddress(byte payload[]) { // 目标地址位于DoIP头部偏移量6-7字节 return (payload[6] << 8) | payload[7]; } /* 辅助函数:提取诊断负载 */ dword extractDiagnosticData(byte payload[], byte output[]) { dword dataLength = (payload[4] << 8) | payload[5]; // DoIP数据长度 dword headerSize = 8; // DoIP头部长度 // 复制诊断数据(跳过头部) memcpy(output, payload + headerSize, min(dataLength, elcount(output))); return min(dataLength, elcount(output)); } /* CAN功能寻址发送 */ void sendCANFunctional(byte data[], dword size) { CanMessage msg; msg.id = CAN_FUNCTIONAL_ID; // 功能标识符 msg.dlc = min(size, 8); // 限制为8字节 msg.flags.extended = 0; // 标准帧 // 填充数据 for(dword i=0; i<msg.dlc; i++) { msg.byte(i) = data[i]; } // 发送到CAN总线 output(msg); write("已转发功能寻址请求至CAN ID:0x%X", msg.id); } ``` ### 关键实现说明 1. **地址映射机制** - DoIP功能地址 `0xF1` 映射到CAN功能ID `0x7DF`(标准UDS功能寻址) - 实际项目需根据OEM规范调整映射关系[^1] 2. **协议转换流程** ```mermaid graph LR A[DoIP以太网帧] --> B{目标地址=0xF1?} B -->|Yes| C[提取诊断数据] C --> D[封装CAN帧] D --> E[发送至0x7DF] ``` 3. **错误处理增强建议** - 添加ISO-TP分段处理(长消息支持) - 实现超时重传机制 - 增加CRC校验验证数据完整性 ### 测试验证方法 1. **仿真环境配置** - CANoe工程中创建: - 1个DoIP Ethernet节点 - 1个CAN模拟节点 - 本脚本部署在网关节点 2. **测试用例示例** ```c // 发送DoIP功能寻址请求 diagRequest UDS_Request functional "诊断请求示例" UDS_Request.sendToDiagServer(0xF1) ``` ---
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