someip 入门

什么是someip？
SomeIP（Scalable Service-Oriented MiddlewarE over IP）是一种基于以太网的通信协议，用于汽车领域的通信。它允许不同的汽车电子控制单元（ECUs）之间通过网络进行通信，以便在车辆内部传输数据和信息。SomeIP的设计目的是提供一种高效、可靠的通信方式，使得车辆内部的各种系统和组件可以相互交互，实现更高级别的功能和服务。
Scalable：可扩展性，在不同操作系统，不同的设备（MCU/SOC）
Service-Oriented：客户端和服务端配置交换数据。
MiddlewarE：使用标准的API，操作系统/硬件与应用之间的系统软件和服务程序。
over IP：基于TCP/UDP传输协议。

SomeIP（Scalable Service-Oriented MiddlewarE over IP）是一种基于以太网的通信协议，用于汽车领域的通信。它允许不同的汽车电子控制单元（ECUs）之间通过网络进行通信，以便在车辆内部传输数据和信息。SomeIP的设计目的是提供一种高效、可靠的通信方式，使得车辆内部的各种系统和组件可以相互交互，实现更高级别的功能和服务。

以下是SomeIP的一些关键特点和详细信息：

基于以太网的通信：
SomeIP协议基于以太网技术，使用IP（Internet Protocol）作为通信基础。这意味着它能够利用现有的以太网基础设施，如网线、交换机等，实现车辆内部各个系统之间的通信。
服务导向的通信：
SomeIP是一种服务导向的通信协议，它允许不同的ECUs提供和使用各种服务。这些服务可以包括车辆诊断、媒体播放、导航等功能。ECUs可以发布它们提供的服务，并且其他ECUs可以使用这些服务，从而实现功能的共享和交互。
消息传输机制：
SomeIP使用消息传输机制来实现通信。消息可以是任何数据，如传感器数据、控制指令等。这些消息被封装在以太网帧中，并通过网络发送到目标ECU。SomeIP定义了消息的格式和编码规则，确保消息能够被正确解析和处理。
服务发现和注册：
SomeIP提供了服务发现和注册机制，使得ECUs能够自动发现其他ECUs提供的服务，并注册自己提供的服务。这样，系统中的各个组件就能够动态地了解可用的服务，并进行通信。
安全性：
在汽车领域，安全性是一个至关重要的问题。SomeIP可以与安全协议（例如TLS，Transport Layer Security）结合使用，确保通信数据的机密性和完整性。这样，敏感信息就能够在车辆网络中安全地传输。
实时性和性能：
SomeIP被设计为具有低延迟和高性能的通信协议。这对于汽车系统中需要实时响应的任务（例如制动控制、转向控制等）非常重要。

SOME/IP是一种面向服务的可扩展中间件，它支持广泛的中间件功能，包括序列化、远程过程调用（RPC）、消息传递、服务发现（SD）、发布/订阅（Pub/Sub）、UDP消息分段。SOME/IP协议规范支持TCP和UDP传输消息，选择哪种传输协议取决于配置情况。SOME/IP的通信方式是在接收方有需求的时候才发送，避免了无效信息对总线造成的影响。SOME/IP支持四种通信模式，包括Request & Response Method（双向方法）、Fire & Forget Method（单向方法）、Event（事件）和Field（字段）。SOME/IP还支持错误处理机制，可以在响应消息中携带Return Code或显式的错误消息。

Request & Response Method（双向方法）、Fire & Forget Method（单向方法）、Event（事件）和Field（字段）是SOME/IP协议支持的四种通信模式，具体介绍如下：

Request & Response Method（双向方法）
Request & Response Method是客户端向服务器发送请求，服务器返回响应给客户端的通信模式。在这种模式下，客户端发送请求消息，服务器接收到请求消息后进行处理，并返回响应消息给客户端。客户端在接收到响应消息后，可以根据响应消息中的内容进行后续处理。这种通信模式是一种同步的通信方式，客户端需要等待服务器返回响应消息后才能进行下一步操作。
Fire & Forget Method（单向方法）
Fire & Forget Method是客户端向服务器发送请求，但服务器不返回响应的通信模式。在这种模式下，客户端发送请求消息，服务器接收到请求消息后进行处理，但不返回响应消息给客户端。客户端在发送请求消息后，不需要等待服务器返回响应消息，可以直接进行下一步操作。这种通信模式是一种异步的通信方式，客户端不需要等待服务器返回响应消息，可以提高通信效率。
Event（事件）
Event是客户端订阅服务器的内容，每当服务器有数据变化或执行某任务后通知给订阅过的客户端的通信模式。在这种模式下，客户端向服务器发送订阅消息，服务器接收到订阅消息后，将客户端加入到订阅列表中。当服务器有数据变化或执行某任务后，会向订阅列表中的客户端发送通知消息。客户端在接收到通知消息后，可以根据通知消息中的内容进行后续处理。这种通信模式是一种异步的通信方式，客户端不需要主动向服务器发送请求消息，可以根据服务器的通知消息进行后续处理。
Field（字段）
Field是一个字段表示一个状态，订阅该字段的客户端将字段值作为初始事件，字段值后面的每次更新都会通知给客户端。在这种模式下，客户端向服务器发送订阅消息，服务器接收到订阅消息后，将客户端加入到订阅列表中。当服务器的字段值发生变化时，会向订阅列表中的客户端发送通知消息。客户端在接收到通知消息后，可以根据通知消息中的内容进行后续处理。这种通信模式是一种异步的通信方式，客户端不需要主动向服务器发送请求消息，可以根据服务器的通知消息进行后续处理。

在AUTOSAR中，SOME/IP协议主要应用于以下方面：

实现模块之间的通信和数据交换
服务发现，管理车内通信中功能实体（称为服务）的可用性（Find/Offer），以及管理向网络发送事件消息的需求
SOME/IP在AUTOSAR中的具体函数接口可以参考相关的开发文档和API文档，例如vsomeip库提供了一些接口函数，包括：
app：用于生成一个vsomeip对象
message：用于生成一条someip message对象
payload：用于生成someip message的payload
需要注意的是，SOME/IP协议的具体实现和函数接口可能会因不同的应用场景和开发环境而有所不同。

在SomeIP中，序列化和反序列化是指将数据结构转换为字节流（序列化），以及将字节流转换回原始数据结构（反序列化）。这种过程是在网络通信中常见的操作，它允许不同系统或组件之间通过网络传输数据，而无需关心数据的具体表示形式。在SomeIP中，序列化和反序列化是通过定义一种特定的消息格式来实现的。

SomeIP消息格式：

在SomeIP中，消息通常由两个部分组成：Header（消息头）和Payload（消息体）。Header包含有关消息的元信息，例如消息的类型、长度等。Payload则包含实际的数据。

1. 序列化（Serialization）：

序列化是将数据结构转换为字节流的过程。在SomeIP中，数据结构被编码为字节序列，以便在网络上传输。例如，考虑一个简单的消息结构：

struct Message {int messageId;float value;
}

在序列化过程中，消息的messageId和value字段将被编码为字节序列，并合并到一起形成消息的Payload部分。具体的字节编码规则通常由SomeIP协议规定。

2. 反序列化（Deserialization）：

反序列化是将字节流转换回原始数据结构的过程。接收方收到字节流后，需要按照SomeIP的协议规定解析字节流，将其还原为原始的数据结构。在上述例子中，反序列化将字节流还原为Message结构体，以便接收方能够使用消息中的数据。

实际例子：

考虑一个汽车控制系统中的例子。假设一个控制单元需要向另一个控制单元发送引擎转速信息。消息结构如下：

struct EngineSpeedMessage {int messageId;  // 消息ID，用于识别消息类型float speed;    // 引擎转速
}

序列化：
当发送方构建了EngineSpeedMessage结构体并希望将其发送到网络上时，它首先将messageId和speed字段序列化为字节流，并将其添加到消息的Payload中。

例如，如果messageId是1，speed是3000.5，那么序列化后的字节流可能是01000080343F（其中01000080表示messageId，343F表示speed）。
反序列化：
接收方在接收到字节流后，按照SomeIP的协议规则进行解析。它会从字节流中提取出messageId和speed字段的值，并将其反序列化为EngineSpeedMessage结构体。

例如，如果接收到的字节流是01000080343F，接收方会将其解析为messageId=1，speed=3000.5，从而还原为原始的EngineSpeedMessage结构体。