3. AURIX诊断通信基础
在AURIX安全诊断与受保护刷写系统中，诊断通信是上位机（诊断仪、产线EOL、OTA服务器）与ECU内部诊断栈之间的“运输层”。理解这一层的关键，不是记住某个协议名字，而是搞清楚三件事：报文怎么走（物理/链路层）、诊断请求怎么封装（传输层与寻址）、请求最终落到哪个核（AURIX多核路由）。本节围绕这三条主线展开。
一、CAN与CAN FD：诊断的经典承载
经典CAN每帧数据场最多8字节，标准帧11位标识符、扩展帧29位标识符，位速率常见500 kbit/s。对于UDS诊断，8字节中还要扣除协议控制信息（PCI），单帧实际能携带的诊断数据非常有限，长响应必须靠多帧分段传输。CAN FD在仲裁段保持与经典CAN兼容的速率（如500 kbit/s），在数据段提升到2 Mbit/s甚至5 Mbit/s，数据场扩展到最多64字节，并引入BRS（位速率切换）与ESI等控制位。对诊断的直接收益是：大量原本需要多帧的响应可以单帧完成，刷写时的数据传输吞吐显著提高。
需要特别注意的是，CAN FD帧与经典CAN帧在同一总线上的共存依赖控制器对FD帧格式的识别能力。若总线上存在不支持FD的节点，通常采用“FD帧仅在特定报文ID上使用”或整网不启用FD的策略。诊断开发中，DBC/ODX中的报文长度、填充方式（如0xCC填充）、以及FD帧的DLC编码（DLC=9~15对应12~64字节）都必须与ECU配置一致，否则会出现长度解析错误。
二、DoIP：以太网上的诊断承载
DoIP（Diagnostic over IP）把诊断报文封装在TCP/UDP之上，使用ISO 13400定义的报文头。典型端口为：UDP 13400用于车辆发现与车辆识别，TCP 13400用于诊断连接与数据传输。DoIP报文头固定8字节，包含协议版本、反向版本、载荷类型（Payload Type）和载荷长度。常见载荷类型包括车辆识别请求/响应（0x0001/0x0002）、路由激活请求/响应（0x0005/0x0006）、诊断报文（0x8001）、诊断报文确认（0x8002）等。
与CAN相比，DoIP的优势在于高带宽、天然支持IP寻址、便于远程诊断与OTA。但DoIP不是“即插即用”：诊断仪必须先完成车辆发现（可选）、建立TCP连接、发送路由激活请求并收到成功响应，之后才能发送诊断报文。路由激活中会携带激活类型（如0x00默认、0x01 WWH-OBD、0xE0中央安全）和OEM特定数据，AURIX侧需要校验这些字段后才允许后续诊断流量进入。
三、UDS on CAN / UDS on DoIP：同一应用层，两种承载
UDS（ISO 14229）是应用层协议，定义服务如0x10会话控制、0x27安全访问、0x22读数据、0x2E写数据、0x31例程控制、0x34/0x36/0x37刷写序列、0x3E保持连接等。UDS本身不关心底层是CAN还是DoIP，但传输层适配不同：
- UDS on CAN：由ISO 15765-2（CAN TP）完成分段、流控与重组。单帧（SF）、首帧（FF）、连续帧（CF）、流控帧（FC）四种帧类型通过PCI高4位区分。流控参数BS（Block Size）和STmin决定发送方连续发送多少帧后等待、以及帧间最小间隔。
- UDS on DoIP：诊断消息作为DoIP载荷类型0x8001直接传输，不需要CAN TP分段；长度由DoIP头中的载荷长度字段界定。诊断消息确认（0x8002）用于告知发送方该诊断请求已被ECU接收。
因此，同一套UDS服务实现可以同时挂在CAN和DoIP之上，差异集中在传输层适配与寻址字段的映射上。
四、诊断报文格式与寻址方式
在CAN上，UDS消息的寻址通常采用物理寻址与功能寻址两种。物理寻址针对单个ECU，请求ID与响应ID成对出现；功能寻址使用一个广播ID，多个ECU可同时接收，但通常只有满足条件的ECU响应，且响应仍走各自的物理响应ID。ISO 15765-2还定义了正常寻址、扩展寻址和混合寻址：扩展寻址在数据场首字节插入地址扩展（AE），用于在同一对CAN ID上区分不同目标。
在DoIP上，寻址由逻辑地址（Logical Address）承担：源地址（诊断仪）与目标地址（ECU）各占2字节，出现在DoIP诊断消息载荷的前4字节中。逻辑地址与CAN ID之间的映射由ECU的配置决定，是诊断路由的核心输入之一。
五、AURIX多核诊断路由配置
AURIX（如TC3xx）通常包含多个CPU核（CPU0~CPU5）、CAN/CAN FD模块（MCMCAN）、以太网模块（GETH）以及DMA。诊断请求从总线进入后，需要经过“中断/DMA → 传输层 → UDS服务分发 → 目标核”的路径。多核路由配置要解决的核心问题是：哪个核负责哪个诊断服务或哪个逻辑地址。
典型做法是：CPU0运行诊断主任务，负责CAN TP/DoIP连接管理、UDS会话与安全状态机；刷写相关的大数据搬运由DMA配合，Flash操作可能由指定核或HSM（硬件安全模块）执行；应用核通过核间通信（如共享内存+自旋锁、或AUTOSAR的IOC）接收诊断请求并返回结果。配置时需要明确：
- CAN接收中断或DMA通道绑定到哪个核；
- 逻辑地址/物理CAN ID到目标核的映射表；
- UDS服务处理函数的核归属，以及跨核调用的同步机制；
- 刷写期间各核的看门狗、复位与内存保护策略。
下面这张图给出AURIX多核诊断路由的整体结构：从CAN/CAN FD与DoIP两条入口，经传输层与UDS分发，最终落到不同CPU核与HSM。
六、配置要点与常见问题
实际配置时，建议先固定一张“诊断路由表”，把逻辑地址、CAN ID、目标核、服务范围、是否允许功能寻址逐项列出，再据此生成AUTOSAR CanTp/DoIP配置与OS任务映射。常见问题包括：功能寻址请求被多个ECU同时响应导致总线冲突；CAN FD帧长与DLC配置不一致导致解析失败；DoIP路由激活未完成就发送诊断请求被丢弃；跨核调用未加锁导致诊断响应数据被覆盖。排查时优先确认“请求是否到达目标核”和“响应是否按原路径返回”，再检查UDS层会话与安全状态。