Le Protocole DoIP

Description détaillée
Méthodes et pratiques
Impact sur les compétences en atelier

Innovation créatrice de nouvelles compétences: Non
Innovation génératrice de nouvelles activités: Non
Phase de développement de l'innovation: Récemment commercialisé

Date de création: 22 octobre 2020
Date de mise à jour: 18 octobre 2022

En bref

Les performances des systèmes de transmission actuels (BUS) ne suffisent plus pour traiter le flot de données devant être transféré aux calculateurs embarqués dans les véhicules. Les constructeurs et fournisseurs automobiles se sont donc orientés vers un réseau de communication plus efficace. La solution retenue pour pallier à cet inconvénient : le DoIP « Diagnostics over Internet Protocol ». C'est un protocole de transport de données étendu, basé sur Ethernet.

Utilisé dans la phase de l'ingénierie de l'automobile (développement) lors de test de fonction, de test sur route, il est également appliqué à l'après vente. La rapidité de transport des données du DoIP permet le développement des activités atelier de téléchargement (mise à jour calculateur, tèlècodage) ainsi que l'accès à distance de plateformes de diagnostic, de services divers en récoltant des informations embarquées (ex: paramètres liés à la conduite ...) ou en délivrant instantanément des informations à l'utilisateur (ex: guidage, internet ...) .

Les équipementiers d'outils de diagnostic communiquent sur le sujet en indiquant que leurs outils répondent à ce protocole. Concernant l'opérateur à l'atelier, l'utilisation de son outil de diagnostic et du protocole DoIP est transparent et ne requière pas de compétences particulières.

Innovation créatrice de nouvelles compétences: Non
Innovation génératrice de nouvelles activités: Non
Phase de développement de l'innovation: Récemment commercialisé

Date de création: 22 octobre 2020
Date de mise à jour: 18 octobre 2022

Description détaillée

Constat :

La multiplication des systèmes électroniques, leur complexité croissante, nécessitent de plus en plus d'échanges de données entre les réseaux et les véhicules.

- Le conducteur peut être connecté à son domicile, à son bureau, à internet.

- Le véhicule peut être connecté à des systèmes d'informations (eCall*, sécurité, aides à la conduite, divertissement), à des services de gestion de flotte (DMS*, entretien prédictif) à des services de diagnostic ou à des outils de diagnostic.

*eCall:"Emergency call" Appel d'urgence

*DMS:"Dealer Management System" Système de gestion des concessionnaires

Cette connectivité nécessitant de nombreux échanges de données, les performances des systèmes de bus actuels ne suffisent plus pour traiter ce flot de données devant être transféré aux calculateurs embarqués dans les véhicules. Les constructeurs et fournisseurs automobiles se sont donc orienté vers un réseau de communication plus efficace.

Solution :

Le DoIP « Diagnostics over Internet Protocol » protocole de transport de données étendu, basé sur Ethernet.

DoIP facilite la communication liée aux diagnostics entre les équipements de test externes et les unités de contrôle automobiles (ECUs). Ce type de transmission permet de transférer de volumineux paquets de données, via un Ethernet rapide, depuis un portail constructeur, une plateforme ou un appareil de diagnostic vers un véhicule et réciproquement. Les possibilités de diagnostic et les applications Flash (reprogrammation) vont de plus en plus se développer.

Exemples :

- Via la prise EOBD l'activité de téléchargement: Le Pass Thru (télécodage et mise à jour de l'ECU).

- Via une interface normalisée interne connectée au réseau embarqué dans l'automobile et ouverte sur l'extérieur: L'accès aux ECUs du véhicule permet de récupérer des données à distance dans le but de diagnostics (Plateforme de diagnostic, Remote Diagnostic), dans le but de collecte d'informations embarqués ou dans le but d'effectuer des mises à jour (OTA: "Over The Air").

Avantages du DoIP:

- Technologie à faible coût (composants électroniques, contrôleur Ethernet et cablâges).

- Technologie facilement intégrable dans l'existant (s'adapte aux autres normes automobiles)

- Ethernet est une technologie qui permet une large bande passante pour la communication de données (performance de la gestion du volume des données, rapidité accrue lors de téléchargement).

- Le format des données DoIP est moins sujet aux erreurs (stabilité).

- Simple câble structuré blindé léger.

- La prise diagnostic 16 broches reste inchangée.

- Les nouveaux testeurs de diagnostic prennent en charge ce protocole. Pour les autres, un câble adaptateur universel peut être fourni par l'équipementier. Cet adaptateur se branche entre la VCI et l'interface OBD du véhicule et sert de commutateur. L'accès DoIP est transparent pour l'utilisateur de l'outil de diagnostic.

Caractéristiques:

Protocole de communication utilisé dans l'électronique de l'automobile, DoIP est défini par la norme ISO 13400-2 et prévu dans la spécification WWH-OBD (World Wide Harmonised OBD ISO 27145). Vitesse de transfert des données 100000kBit/s pour le DoIP soit 200 fois plus rapide que le CAN HS

Tableau comparatif de la vitesse de transport des données:

Exemples de véhicules utilisant le protocole"DoIP"

Land Rover Evoque

Sur la prise diagnostic:

- 1 voie (n° 8 ) pour la demande d'activation de routage et sa réponse (Request / Response)

- 2 x 2 voies spécifiques (1 et 9; 12 et 13) pour le dialogue Ethernet (Emission/Reception)

Volvo XC 90

Sur la prise diagnostic:

- 1 voie (n° 8 ) pour la demande d'activation de routage et sa réponse (Request / Response)

- 2 x 2 voies spécifiques (3 et 11; 12 et 13) pour le dialogue Ethernet (Emission/Reception)

Séquence de communication avec un outil de diagnostic

Dans les 2 exemples précédents, la voie 8 est une ligne d'activation requise pour établir la communication Ethernet entre l'outil de diagnostic et l' ECU passerelle DoIP (Gateway).

*TX: émetteur *RX: recepteur

1. Liaison de connexion

Le testeur envoie sur la ligne d'activation, une demande d'identification du véhicule (requête). Suit la réponse de la passerelle avec l'annonce du véhicule, du VIN, l'adresse de la passerelle...Le testeur identifie l'adresse IP et l'emplacement d'une entrée DoIP.

2. Commutation sur les lignes Ethernet

Demande d'activation de routage des messages de diagnostic vers les calculateurs situés derrière la passerelle. Après authentification, la communication de diagnostic peut avoir lieu (lecture défauts, paramètres ...)

Passerelle DoIP (Noeud)

Ci-dessous: l'outil de diagnostic connecté à internet, est relié à la Gateway via la prise diagnostic (lignes Ethernet).

Implémentation:

Pour qu'une implémentation ne soit pas nécessaire pour chaque ECU, DoIP permet l'utilisation d'une passerelle de diagnostic (représentée dans le schéma ci dessus par la Gateway). Celle-ci est munie d'une pile DoIP. Tous les calculateurs reliés à cette passerelle via un système ou un réseau de bus peuvent être accessibles. La passerelle assume donc le rôle d'intermédiaire. Les demandes de l'outil de diagnostic sont transmises aux réseaux internes afin qu'un ECU souhaité puisse les recevoir et les traiter. Dès qu'une réponse de l'ECU demandé est disponible, la passerelle la renvoie vers le testeur.

Adresses logiques:

Une passerelle de diagnostic a besoin de 2 informations pour transmettre les demandes et les réponses de diagnostic:

- Une adresse logique qui identifie de manière unique l'ECU à diagnostiquer dans le véhicule.

- Quels messages sur le système de bus seront utilisés pour envoyer des demandes de diagnostic et pour recevoir des réponses de diagnostic.

Les deux informations doivent être disponibles pour qu'un ECU soit accessible via la passerelle.

Processus de diagnostic:

Lors du diagnostic, la passerelle reçoit de l'outil, la demande qui contient le paquet de diagnostic avec le service de diagnostic souhaité ainsi que l'adresse logique de l'ECU à diagnostiquer.

La passerelle supprime ensuite le paquet de diagnostic et le conditionne dans un message qui peut être envoyé sur le système de bus ou le réseau utilisé.

La pile DoIP

La pile DoIP n'est pas un générateur de courant comme son nom pourrait l'évoquer, mais un empilage de couches protocolaires permettant le transport de données au sein de la Passerelle DoIP.

La figure représente la structure en couches de la pile. DoIP sert de protocole de transfert pour l'UDS*.

- La couche "Application" gère les protocoles de haut niveau, les questions de représentation, de code et le contrôle du dialogue. La mise en œuvre d'UDS sur le protocole Internet (UDS on IP) se fait à l'aide de la couche d'application ISO 14229-5. L'ISO 13400-2 définit l'exigence relative à la passerelle du véhicule et les exigences relatives à l'équipement d'essai (détecter et établir une communication avec le véhicule).

- La couche "Transport" gère la connexion de bout à bout, le contrôle et la qualité du flux, ainsi que la correction des erreurs. La couche de transport est facilitée par TCP* ou UDP*.

- La couche "Internet" basée sur la norme IPV6*, agit comme une couche réseau; elle détermine le parcours des données, l'adressage logique (adresse IP) et achemine les paquets. Adressage physique (trame).

- La couche "Accès réseau" prend en charge la liaison physique. Ethernet MAC (protocole) est utilisé comme couche de liaison de données. La couche physique correspondante pour la communication embarquée est spécifiée comme large portée ou 100 base T* (tandis que celle pour la communication externe est Ethernet).

Couche physique : Transmission des signaux sous forme numérique.

*UDS:« Unified Diagnostic Services » UDS est un protocole international de diagnostic (communication avec les calculateurs embarqués dans les véhicules). Dans le passé, les OEM fournissaient des services de diagnostic via des protocoles propriétaires ou KWP. UDS est désormais la norme la plus utilisée pour le protocole de diagnostic. UDS prend en charge divers systèmes de BUS tels que : CAN / K-line / FlexRay et Ethernet (IP).

*TCP: "Transport Control Protocol" Protocole avec connexion, assure un service de transmission de données fiable avec une détection et une correction d'erreurs de bout en bout.

*UDP: "User Datagram Protocol" Protocole sans connexion, offre un service de transmission de datagrammes. Pas de correction d'erreur possible.

* IPV4 et IPV6 :

IPV sont des adresses réseaux. IPV6 permet un espace d'adressage plus important, il est + sécurisé, de meilleur qualité et ne connaît pas de limite géographique. Pas de compatibilité entre les deux.

* 100 base T :

100 = débit binaire du réseau en Mbps

T = 2 fils torsadés

Comparaison entre UDSonCAN et UDSonIP

Diffusion sur le marché	Le DoIP n'est pas propre à un constructeur. Son utilisation est en voie de généralisation, au regard des avantages qu'il procure.
Constructeurs concernés	Tous. Utilisé par Volvo sur ces modèles XC90 dès 2017, on le rencontre également chez BMW, Land Rover, Mercedes... La liste des constructeurs n'est pas fermée.
Innovation engendrant des entretiens	Non
Innovation engendrant des réparations	Non
Dispositif législatif en rapport avec l'innovation	ISO 13400-2
Contrôle technique	Le protocole DoIP ne fait pas partie de points de contrôle examinés par les contrôleurs techniques VL, même s'ils utilisent le connecteur de diagnostic, c'est uniquement dans le but de vérifier le dispositif de contrôle des émissions polluantes OBD.
Mots-clés	ISO 13400-2 ; Normes ; DoIP; Protocole

Méthodes et pratiques

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Entreprises concernées aujourd'hui	Centres auto, Spécialistes, MRA, RA2, RA1, Equipementiers
Métiers concernés	Mécanicien technicien VI-VU, Mécanicien-Technicien Auto

Impact sur les compétences en atelier

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