adaptive autosar的诊断模块DM是如何实现诊断的？
Adaptive AUTOSAR (Adaptive Automotive Open System Architecture) 是一种用于汽车电子控制单元（ECU）的软件架构标准，旨在支持高度动态和功能丰富的现代汽车应用。与经典的AUTOSAR标准不同，Adaptive AUTOSAR专注于满足汽车电子系统的高计算能力要求、灵活性和安全性，特别是在自动驾驶和高级驾驶辅助系统（ADAS）等复杂应用中。
在Adaptive AUTOSAR中，诊断模块是系统中非常重要的部分，它负责监控、检测和报告系统中的故障与异常情况。为了实现这一目标，Adaptive AUTOSAR提供了一种诊断管理框架，该框架包括诊断功能、故障管理、故障代码管理和健康监测等功能。
以下是详细的步骤介绍，涵盖诊断模块的开发和工作流程。
1. 诊断模块的基本概念
在Adaptive AUTOSAR中，诊断模块基于Diagnostic Communication Manager (DCM) 和 Diagnostic Event Manager (DEM) 来实现诊断功能。这些模块的主要作用是：
- 故障检测与管理：通过传感器、执行器或其他诊断方法检测到故障。
- 故障代码管理：对不同的故障进行分类和编码，使其在系统中易于识别和处理。
- 诊断通信：通过标准的通信协议（如UDS或ISO 14229）与外部设备（如诊断工具、维修站）进行故障报告和查询。
- 健康监控：提供汽车ECU状态和健康状况的监测，及时检测潜在的故障。
诊断服务管理
诊断服务管理是诊断模块的核心部分，负责处理诊断请求和响应。它包括以下几个步骤：
- 请求验证 ：检查诊断请求的格式和内容是否合法。
- 服务检查 ：确认请求的诊断服务是否受支持。
- 会话和安全检查 ：确保请求在正确的会话和安全级别下进行。
Adaptive AUTOSAR使用统一诊断服务（UDS）协议进行诊断通信。UDS协议定义了一系列标准化的诊断服务，用于读取和清除故障代码、执行控制单元重置等操作1。
事件管理
事件管理模块负责监控和记录系统中的诊断事件，如故障检测和状态变化。它可以根据预定义的条件触发相应的诊断服务。
2. Adaptive AUTOSAR 诊断模块的工作流程
诊断模块的工作流程可以从以下几个方面进行详细描述：
2.1 故障检测
诊断功能首先需要在ECU内部进行故障检测。这个过程可以基于多种传感器数据、状态监测或通过内建的算法进行自诊断。常见的诊断方法包括：
- 传感器值检查：比如检查传感器输出值是否超出正常范围。
- 自诊断功能：ECU通过自身的内部算法和状态来判断其是否出现故障。
- 对比法：将当前数据与预设的正常值进行对比，若偏离过大则认为存在故障。
2.2 故障代码生成
一旦检测到故障，系统需要生成相关的故障代码，通常称为故障诊断代码（DTC）。这些代码遵循ISO 14229或UDS标准进行编码，便于外部诊断工具识别和处理。
- DTC（故障代码）：每个故障事件都有一个对应的代码。DTC通常由ECU内部的诊断模块生成，并通过诊断通信接口（如CAN、Ethernet）发送给诊断设备。
- 故障记录：ECU会将故障事件记录在内存中（如故障内存），以便后续分析和检索。每个故障可能与发生时间、频率等信息一起记录。
2.3 故障的分类与存储
诊断模块根据故障的严重性、类型和发生频率，将故障分为不同的等级。例如：
- 永久性故障（Permanent DTC）：这些故障一旦发生，不会自动清除，直到维修或处理完成后才能消除。
- 暂时性故障（Intermittent DTC）：这些故障是偶发的，通常会自动消除。
- 历史故障：记录历史中曾经发生过的故障。
2.4 故障报告和诊断服务
在实现故障检测和故障代码生成后，Adaptive AUTOSAR通过诊断服务将故障信息提供给外部设备（如诊断工具、维修站）。此过程通常依赖于UDS（Unified Diagnostic Services）协议，标准的诊断操作包括：
- 读取故障代码：允许诊断工具读取并显示车辆的故障代码。
- 清除故障代码：在修复问题后，允许清除ECU的故障代码。
- 读取实时数据：允许诊断工具读取当前ECU的实时数据，以便进一步分析。
3. 开发流程
开发Adaptive AUTOSAR诊断模块通常包括以下几个步骤：
3.1 需求分析
- 诊断需求收集：首先，开发团队需要根据车辆的功能需求、法规要求和故障管理策略收集诊断需求。通常，汽车制造商会规定必须支持的故障码类型、诊断服务、通信协议等。
- 诊断功能规划：根据车辆的功能特性，设计相应的诊断功能，例如哪些模块需要支持自诊断、故障报告和通信。
3.2 诊断模块设计
- 诊断通信管理器（DCM）：负责实现UDS协议、故障代码查询、清除操作等功能。
- 诊断事件管理器（DEM）：负责记录和管理故障事件，包括错误的检测、存储、清除及其状态更新。
- 故障码管理：设计并实现故障码分类和存储逻辑，确保故障代码符合ISO 14229标准。
3.3 诊断模块实现
- 软件组件（SWC）开发：根据设计需求实现诊断功能，确保模块能够与汽车的ECU硬件、传感器和执行器正确交互。
- 通信协议实现：实现UDS或其他诊断协议，以便与外部诊断工具进行交互。
- 数据存储与管理：实现故障码存储机制，并确保ECU能够存储和恢复故障事件。
3.4 集成与测试
- 单元测试：确保每个诊断模块（如DCM、DEM）都能独立工作。
- 系统集成：将诊断模块集成到整体系统中，确保所有模块在实时运行时能正常检测故障和进行故障报告。
- 诊断工具测试：使用诊断工具验证故障码是否能正确读取和清除，确保与外部设备的通信正常。
- 故障仿真：通过仿真测试引入各种故障，验证诊断模块的有效性和可靠性。
3.5 调试与优化
- 性能优化：确保诊断模块在实时环境中的响应时间和计算资源使用优化。
- 兼容性检查：确保系统在不同的硬件平台、不同的ECU上能够正确工作。
4. 运行时工作流程
在运行时，Adaptive AUTOSAR诊断模块的工作流程包括：
1. 监控与检测：实时监控传感器和执行器的状态，判断是否发生故障。
2. 故障识别与报告：一旦检测到故障，生成故障代码并记录到故障内存中。
3. 故障信息传输：通过诊断通信协议（如UDS）与外部诊断工具进行交互，传输故障信息。
4. 故障处理：系统可以基于诊断结果进行故障处理或执行相关的容错策略，确保系统的安全性和稳定性。
总结
Adaptive AUTOSAR的诊断模块是基于标准的诊断服务和通信协议（如UDS）实现的，主要用于故障检测、故障代码生成、诊断通信等功能。它的开发涉及需求分析、模块设计、协议实现、系统集成等多个阶段，确保ECU能够实时有效地监测故障并与外部诊断工具进行交互。