引言

现代汽车电子系统日益复杂，车辆诊断已成为保障汽车安全性和可靠性的重要组成部分。

标准法规综述

车辆诊断技术的发展离不开一系列行业标准和法规的支撑。本节将详细介绍 OBD-II、EOBD、中国 OBD 以及通用诊断协议 UDS（ISO 14229）、相关网络层协议 ISO 15765（CAN 总线诊断传输）和 ISO 13400（DoIP，以太网诊断）的背景、结构和关键要求。

技术原理

AUTOSAR DLT（Diagnostic Log and Trace）模块是 AUTOSAR 体系中用于日志记录和跟踪信息的标准化模块。它运行在 ECU 上，用于收集来自应用软件组件（SW-C）、基础软件模块（如 DET、DEM）的日志（Log）和跟踪（Trace）信息，并通过通信总线将这些信息发送到外部工具进行监视和存储。DLT 模块处于 AUTOSAR Classic 平台的软件服务层，位于 RTE 下方、PduR 之上，与诊断事件管理（DEM）和开发错误追踪（DET）等模块协同工作，但侧重点不同。通过 DLT，开发者可以实现 ECU 内各软件部分统一的日志接口、分级过滤、消息格式化和缓冲、以及与外部调试工具的通信，从而大大提升系统的可调试性和诊断能力。

第一章 DoIP 概述

汽车电子诊断经历了从串行通信到总线通信的长足进步，如今正迈向基于以太网的诊断时代。DoIP（Diagnostics over Internet Protocol）即基于IP的诊断协议，是为满足现代车辆诊断需求而出现的新一代标准。它将传统UDS（统一诊断服务）协议承载于IP网络之上，使得车辆ECU与诊断设备之间能够通过以太网或无线网络进行高速通信。DoIP最早由ISO组织制定标准（ISO 13400系列），本质上是DoCAN（CAN总线诊断）的以太网对应方案。本章将介绍DoIP产生的背景、优势及其在汽车诊断中的重要意义。

本文面向嵌入式工程师和资深车载软件开发者，深入剖析 AUTOSAR Classic 平台的实时操作系统（OS）功能。内容涵盖 OS 任务调度机制、钩子函数、核心 OS 对象（事件、信号量、资源等）、内存保护（MPU 配置与访问控制）、中断管理与优先级策略、Timing Protection 时序保护、IOC 跨域数据交换、Spinlock 多核同步、启动与关机流程，以及错误处理与保护机制等模块。文中引用了 Vector 技术手册、AUTOSAR 官方文档及其他权威资料作为支撑，并辅以 EB Tresos/Vector DaVinci 配置实例与图示说明，以期系统、实用地阐述 AUTOSAR OS 的各项功能特性。

1. SoAd 概述

Socket Adaptor (SoAd) 是 AUTOSAR 中负责基于 TCP/UDP 协议进行通信的基础软件模块。它充当在 AUTOSAR 静态通信（I-PDU）与动态 Socket 通信之间的适配层，实现对 TCP/IP Socket 的管理和 PDU 传输。SoAd 的主要功能包括：

• 将 Socket 连接映射到一个或多个 I-PDU（可选地带有 SoAd 自定义的 PDU 头，用于聚合多个 PDU）。
• 通过上层模块的请求或自动配置来打开/关闭 Socket 连接（API 调用 SoAd_OpenSoCon/SoAd_CloseSoCon），并在周期性 SoAd_MainFunction 中执行连接管理。
• 提供 Socket 恢复和断开策略，实现断线重连等功能。
• 定义消息接收过滤策略，指定通过 TCP 或 UDP 接收哪些远端报文。
• 支持 PDU 路由组概念，允许对一组 PDU 的路由进行使能/失能控制。
• 通过 IF-API（接口）和 TP-API（传输协议）向上层模块提供 PDU 的发送与接收，支持多种交付语义和粘包/拆包逻辑。
• 支持 PDU 扇出：一个 IF-PDU 可以被发送到多个 Socket 连接，或者一个接收报文可以拆分成多个 IF-PDU 分发给不同上层。

背景与意义

汽车软件的复杂性与标准化需求。 随着汽车电子技术的发展，车载软件的规模和复杂度日益增加，传统的开发方式难以支撑。在AUTOSAR出现之前，各大整车厂（OEM）通常各自开发专有的ECU软件平台，软硬件高度绑定，不同供应商的平台难以兼容。这导致开发成本高、重复工作多，软硬件升级和跨供应商协作困难。为解决这一瓶颈，业界需要一个统一的开放标准架构，使软件独立于硬件，实现组件的跨平台复用和快速集成。

AUTOSAR联盟的成立。 2003年，包括宝马、博世、大陆、戴姆勒（奔驰）、福特、通用、PSA标致雪铁龙、丰田、大众等在内的九大汽车企业联合发起成立AUTOSAR联盟。AUTOSAR的英文全称是 “Automotive Open System Architecture”（汽车开放系统架构），既指这个全球合作联盟本身，也指该联盟制定的软件架构标准。联盟的目标是在汽车电子/电气(E/E)架构领域制定开放的行业标准，推动模块化、解耦化、可复用的汽车软件架构。AUTOSAR联盟秉承的口号是：“在标准上合作，在实现上竞争”，即各厂商共同制定标准，但在具体产品实现上保持竞争，通过标准化接口提高整个行业的软件开发效率。

AVTP 简介：AVTP（Audio Video Transport Protocol）是 IEEE 1722 标准定义的一种面向时间敏感网络（TSN）的链路层传输协议，用于在以太网上承载音频、视频以及控制数据等流媒体通信。它最初是汽车和专业音视频领域为了满足同步、低时延、高可靠性传输需求而提出的。AVTP 起源于 IEEE Audio/Video Bridging (AVB) 框架，是 AVB 标准家族中的关键组成：AVB 技术组合了 IEEE 802.1AS（精准时钟同步，gPTP）、802.1Qav（队列整形，FQTSS）、802.1Qat（流预定协议，SRP）以及 IEEE 1722（AVTP）等标准，实现了交换式以太网上端到端的同步低延迟音视频传输。2012 年起，AVB 工作组扩展为 TSN 工作组，范围从多媒体拓展到更广泛的工业与汽车实时通信。因此 IEEE 1722 的地位也从单纯的音视频传输协议，演进为TSN 网络中的通用时间敏感数据传输协议，能够统一承载同步音频、视频以及各种控制流。