通信易懂唠唠SOME/IP——SOME/IP 协议规范

主要介绍SOME/IP协议中远程过程调用RPC,事件通知Event。

一 Transport Protocol Bindings传输协议绑定

SOME/IP目前支持TCP连接，UDP单播连接，UDP多播连接

1.1 使用UDP还是TCP的指导原则：

• 只有在传输大数据块（>1400bytes),且在出现错误时对延时没有严格要求时使用TCP。

• 如果对延时有严格要求（延时<100ms）时使用UDP。

• 如果要传输的数据块大，同时对延时也有严格要求，可以使用SOME/IP-TP的UDP传输。

同一个insatnce的所有event,method,field应该使用同一个udp单播或者udp多播或者tcp连接，即绑定方式是针对instance的不是针对具体的event或者method的。

而实际上，车辆内部许多应用程序，尤其是智驾相关的应用程序，为了做出快速的响应，对延时有严格的要求，所以UDP传输用的更普遍。虽然UDP不能像TCP那样处理位错误、丢包、分段、网络拥塞等错误，但应用程序本身可以处理这些不太可能发生的错误。

1.2 支持一个包里传输多个SOME/IP消息

比如下面的例子，一个PDU中包含了2个Subscribe消息和6条Subscribe ACK消息。

1.3 多service instance

一个service可以有多个service instance,不同的service instance用instance id区分。

不同服务的多个instance可以使用相同的端口号，同一个service的多个instance不能使用相同的端口号。

服务发现阶段的报文不包含instance id,可以用socket三元素（ip,port,传输协议）区分不同的instance。

同一个service instance 建议tcp和udp使用相同的端口号。

二 Request/Response Communication 请求应答通信

请求应答通信方式是常见的通信方式之一。通信的Clinet端发出请求消息，通信的Server端作出应答。

2.1 SOME/IP的Request/Response消息Client和Server端分别要做的工作

Client:

• Construct the payload

构造payload。Method的所有参数按照函数签名中的顺序序列化。

• Set the Message ID based on the method the client wants to call。

设置Message ID（SerivceId和MethodID)

• Set the Length field to 8 bytes (for the part of the SOME/IP header after the length field) + length of the serialized payload

设置Length=SOME/IP header length之后的部分的大小+payload大小

• Optionally set the Request ID to a unique number (shall be unique for client only)。

设置RequsetID(Client ID和Session ID)。

• Set the Protocol Version according [PRS_SOMEIP_00052]

设置协议版本号0x01

• Set the Interface Version according to the interface definition

设置Interface版本号

• Set the Message Type to REQUEST (i.e. 0x00)

设置Message Type=0x00

• Set the Return Code to 0x00

设置Return Code=0x00

Server:

• Construct the payload

构造payload。Method的Out和InOut参数按照函数签名中的顺序序列化。

• take over the Message ID from the corresponding request。

从相应的请求中接管Message ID。

• Set the length to the 8 Bytes + new payload size

设置length

• take over the Request ID from the corresponding request

从相应的请求中接管Request ID

• Set the Message Type to RESPONSE (i.e. 0x80) or ERROR (i.e. 0x81)

设置MessageType=0x80（正常时）或者0x81(出错时）

• set Return Code to the return code of called method or in case of an Error message to a valid error code.

设置RerurCode。

Return Code的有效值如下

2.2 例子

Client Request消息

Server端Response

三 Fire/Forget Communication请求无影灯的通信

客户端需要做的工作与Request/Response类似，只是MessageType是0x01。服务端不需要应答。

我们通常说的Method就是指Request/Response通信或者Fire/Forget通信。如果Method中有Out或者InOut参数，那么就要使用Request/Response，Server在Response的Payload中携带Out参数。如果Method参数列表中没有Out和InOut参数，那么Method可以设计成Request/Response,这时的Response的 Payload是空的，ReturnCode可以表明执行是否成功。也可以设计成Fire/Forget通信。

四 Notification Events通知事件

通知事件描述了一个通用的发布/订阅概念。通常，服务器发布客户端订阅的服务。SOME/IP只是发布更新的事件，不做发布订阅的机制，这个机制的实现在SOME/IP-SD中。

4.1 在SOME/IP的通知消息中，服务端需要做的工作

• Construct the payload

构造payload。通知消息的有效载荷应包括事件的序列化数据。

• Set the Message ID based on the event the server wants to send

根据服务端想发送的event设置Message ID，包括ServiceID和Method ID。

• Set the Length field to 8 bytes (for the part of the SOME/IP header after the length field) + length of the serialized payload

设置Length=SOME/IP header length之后的部分的大小+payload大小

• Set the Client ID to 0x00. Set the Session ID according to [PRS_SOMEIP_00932], [PRS_SOMEIP_00933], and [PRS_SOMEIP_00521]. In case of active Session Handling the Session ID shall be incremented upon each transmission

设置ClientID=0x00,设置Session ID从0x1-0xFFFF循环递增。

. • Set the Protocol Version according [PRS_SOMEIP_00052]

设置协议版本号0x01

• Set the Interface Version according to the interface definition

设置Interface版本号

• Set the Message Type to NOTIFICATION (i.e. 0x02)

设置Message Type=0x02

• Set the Return Code to 0x00

设置ReturnCode=0x00

4.2 例子

4.3 发送通知的三种机制

• Cyclic update — send an updated value in a fixed interval (e.g. every 100 ms for safety relevant messages with Alive)

周期发送

• Update on change — send an update as soon as a "value" changes (e.g. door open)

只在发送变化时发送

• Epsilon change — only send an update when the difference to the last value is greater than a certain epsilon. This concept may be adaptive, i.e. the prediction is based on a history; thus, only when the difference between prediction and current value is greater than epsilon an update is transmitted.

与上一次的值不一样的发送。

五 Fields

字段表示状态并具有有效值。消费者订阅获取字段值作为初始事件。

一个Field可以有getter和setter方法，和一个notification event。

即Field是上述Request/Response和Notification Event的结合。getter是一个只有Out参数的Method,其Out的值就是Filed要更新的值，即Request的Payload是空，Response的Payload是返回的Field的值。setter有一个In参数一个Out参数，In参数是期望设置的值，Out参数是返回的FIeld的值。即Request的Payload中是要设置的值，Response的Payload中是返回的filed的值。