SOME/IPのプロトコルを理解しよう　～SOME/IPプロトコル基本編～

2023年2月10日SOME/IP,勉強,通信

今回は業務関連でSOME/IPのプロトコルについて理解を深めていきます。

なお、正式なAUTOSARの規格は以下から取得できるので、興味がある方こちらも参考にしてください。

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Contents

1. 概要
- 1.1. Method (メソッド)
- 1.2. Event (イベント)
2. SOME/IP ヘッダフォーマット
3. 最後に

概要

SOME/IPは車両内のECUどうしがEthernet経由でTCP/UDPを使用して通信を行うための規格です。

DoIP通信が診断機とECUの一対一通信が基本であったのに対し、SOME/IPは車両内の多数のECU間における相互通信を前提としています。

ECU間の通信用途（カメラ、バッテリー、地図アプリ等）ごとにSOME/IPが扱うサービスが存在し、それらはService IDと呼ばれるユーザー/システム設計者が決める任意の値によって識別されます。

ECUはこのサービスを提供する側（サーバ）と利用する側（クライアント）に分かれて相互にやり取りを行います。

Method (メソッド)

SOME/IPの主な用途はRemote Procedure Call (RPC)と呼ばれる、あるECU(クライアント)から別のECU(サーバ)へのメソッド呼び出しです。

ここでいうメソッドとはクライアントからサーバに対して要求可能な、サーバの提供する機能のことを指します。

メソッドにはGetter、Setter、Method call、Fire & forgetの４つがあります。

メソッド	概要
Getter	Field（サーバが管理する任意の情報）の値を取得する
Setter	Field（サーバが管理する任意の情報）の値を更新する
Method call	処理を依頼し、処理結果を受け取る
Fire & forge	処理を依頼し、処理結果を受け取らない

Event (イベント)

突発的、あるいは周期的なアクションに応じて、ECU（サーバ）からECU（クライアント）向けに送信される単方向のデータ伝送です。

Notifierとして、サーバが管理するField情報の更新を通知するイベントが定義されています。

SOME/IP ヘッダフォーマット

まずはヘッダのフォーマットからざっくりとみていきます。

以下に示すメッセージフォーマットのうち、Ｍessage IDからReturn Codeまでの構造はSOME/IPで扱うフレームにおいて共通のヘッダフォーマットとなります。

メッセージIDはサービスの識別に使用される識別子です。

本値でどのサービスのどのメソッド、またはイベントに関するフレームであるかを識別します。

本値は車両内のシステムにおいて一意でなければなりません。

また、メソッドIDは以下のようにサービスID(16bit)とメソッドID(15bit)、もしくはサービスID(16bit)とイベントID(15bit)の連結となっています。

Length

Request IDから SOME/IP メッセージの終わりまでの⻑さがバイト単位で含まれます。

Request ID

リクエストIDは複数ECUから同一のMessage IDによる要求を受け付けた際、サービスを並列して行えるように区別するための識別子です。

サーバはクライアントから通知されたRequest IDを、そのまま応答メッセージへと使用します。

リクエストIDは、以下のようにクライアントID(16bit)とセッションID(16bit)の連結となっています。

Client ID

クライアントID は車両内ECUのうち、どのECUからの要求であるかを識別するための識別子です。

Session ID

セッション ID は、同じECUから連続して送信されたメッセージを区別するための識別⼦です。

セッション処理がアクティブでない場合セッション ID は0x00、アクティブな場合セッション ID は0x1~0xFFFFのいずれかを使用します。

セッションID使用時は呼び出しごとにインクリメントし、0xFFFF に達すると、ラップアラウンドして0x01から再び開始します。

Protcol Version

プロトコルバージョンは、使⽤されるSOME/IPヘッダーフォーマットを識別するための識別子です。

Interface Version

インターフェースバージョンは、SOME/IPメッセージにおけるペイロードの形式を指定するための識別子です。

Message Type

メッセージタイプはメッセージを区別するために使⽤されます。

具体的には以下の表のとおりに用途に応じて値が設定されます。

設定値	メッセージタイプ	概要
0x00	REQUEST	応答を必要とする要求（例：Getter、Setter、Method call）
0x01	REQUEST_NO_RETURN	応答を不要とする要求（例：Fire & forge）
0x02	NOTIFICATION	応答を不要とする通知（例：Notifier）
0x80	RESPONSE	REQUESTメッセージに対する応答
0x81	ERROR	REQUESTメッセージに対するエラー応答
0x20	TP_REQUEST	応答を必要とする要求（例：Getter、Setter、Method call）
0x21	TP_REQUEST_NO_RETURN	応答を不要とする要求（例：Fire & forge）
0x22	TP_NOTIFICATION	応答を不要とする通知（例：Notifier）
0xa0	TP_RESPONSE	TP_REQUESTメッセージに対する応答
0xa1	TP_ERROR	TP_REQUESTメッセージに対するエラー応答

UDPで1パケットに収まりきらないメッセージを扱う場合、SOME/IPトランスポートプロトコル (SOME/IP-TP)を使用し、より大容量のデータを扱うことが可能です。

メッセージタイプの上位3 番⽬のビット (=0x20) は TP フラグと呼ばれ、現在のSOME/IPメッセージがSOME/IP-TPであることを⽰すために1に設定されます。

SOME/IP-TPについてはこちらでまとめているため、参考にしてください。

SOME/IPのプロトコルを理解しよう　～SOME/IP-TP編～

前回に引き続き今回はSOME/IP-TPの通信について勉強していきます。 SOME/IPの基本フォーマット等につい ...

https://telecom-engineer.blog/blog/2023/02/11/someip_tp/

Return Code

リターンコードは、クライアントからサーバに対する要求が正常に処理されたかどうかを通知するために使⽤されます。

応答以外のメッセージにおいては、0x00が固定値として設定されます。

設定値	リターンコード	概要
0x00	E_OK	正常
0x01	E_NOT_OK	予期せぬエラー発生
0x02	E_UNKNOWN_SERVICE	サービスID不正
0x03	E_UNKNOWN_METHOD	メソッドID不正
0x04	E_NOT_READY	アプリケーションがまだ起動していない
0x05	E_NOT_REACHABLE	アプリケーションが異常などにより動作出来ない
0x06	E_TIMEOUT	アプリケーション異常によるタイムアウト
0x07	E_WRONG_PROTOCOL_VERSION	プロトコルバージョン不正
0x08	E_WRONG_INTERFACE_VERSION	インターフェースバージョン不正
0x09	E_MALFORMED_MESSAGE	ペイロード不正
0x0a	E_WRONG_MESSAGE_TYPE	メッセージタイプ不正
0x0b	E_E2E_REPEATED	ECU間通信におけるやり取り中の異常
0x0c	E_E2E_WRONG_SEQUENCE	ECU間通信におけるやり取り中の異常
0x0d	E_E2E	ECU間通信におけるやり取り中の異常
0x0e	E_E2E_NOT_AVAILABLE	ECU間通信におけるやり取り中の異常
0x0f	E_E2E_NO_NEW_DATA	ECU間通信におけるやり取り中の異常
0x10-1f	RESERVED	⼀般的な SOME/IPエラーのための予約領域
0x20-5e	RESERVED	サービスとメソッドの特定のエラーのための予約領域