AutoSar Com模块

文章目录

  • Com模块功能
  • 通信传输控制
  • [整体 communication 结构](#整体 communication 结构)
  • [Signal 发送流程](#Signal 发送流程)
  • [Signal 发送时序图](#Signal 发送时序图)
  • [Signal 接收流程](#Signal 接收流程)
    • [接收信号的 UpdateBit](#接收信号的 UpdateBit)
  • [Signal 接收时序图](#Signal 接收时序图)
  • [Com_TxPduInfo / Com_RxPduInfo、Com_PduGrpVector 数据来源](#Com_TxPduInfo / Com_RxPduInfo、Com_PduGrpVector 数据来源)
  • [Com_TxSigGrpInfo / Com_RxSigGrpInfo](#Com_TxSigGrpInfo / Com_RxSigGrpInfo)
    • [1. Signal Group 概念](#1. Signal Group 概念)
    • [2. Com_TxSigGrpInfo / Com_RxSigGrpInfo](#2. Com_TxSigGrpInfo / Com_RxSigGrpInfo)
  • I-PDU、N-PDU、L-PDU关系

Com模块功能

Com 模块为汽车控制单元中的应用软件提供了一个统一的通信环境, 为内部和外部通信定义了公共的软件通信接口, 增强了汽车控制单元中应用软件模块的可移植性。

通信传输控制

Com 模块控制 I-Pdu 数据的接收和发送, 在系统网络状态激活以后可由 BswMCDD 模块调用 Com 提供的 Com_IpduGroupControl 服务函数控制 I-PduGroup 是否需要激活, 只有在 I-PduGroup 的状态为激活 状态时, 对应的 I-Pdu 才能进行数据的接收和发送。

通信传输控制主要实现以下功能点:

  1. 可将 I-Pdu 按照不同的功能或者不同的通道划分到不同的 I-PduGroup 中, 在启动 I-PduGroup 时对应该组内的所有 I-Pdu 才能进行数据的接收和发送。
  2. 可通过调用 Com_IpduGroupControl 服务函数将信号缓存数据设置为初始值。
  3. 可通过调用 Com_SetIpduGroup 服务函数控制单个 I-PduGroup 的激活状态。
  4. 可通过调用 Com_ClearIpduGroupVector 服务函数将所有的 I-PduGroup 状态设置为未激活状态, 停止报文的接收和发送处理。

整体 communication 结构

communication 自上到下,数据的传递过程是:

ASW --> RTE--> COM --> PDUR --> CANTP --> CAN Interface --> CAN Driver --> CAN controller --> CAN transceiver --> CAN BUS Line

  1. Com 模块获取应用层的信号(Signal),经一定处理封装为 IPDUInteraction Layer Protocol Data Unit)发送到 PduR 模块;

  2. PduR 根据路由协议中所指定的 I-PDU 目标接收模块,将接收到的 I-PDU 经一定处理后发送给 CanIfPduR 也可以将部分I-PDU 发送给 CAN TP 模块,处理之后再发送给 CANIf

  3. CanIf 将信号以 L-PDUData Link Layer Protocol Data Unit)的形式发送给 CAN 驱动模块;

  4. CAN 驱动模块将 Message 报文发送给 CAN controller

  5. CAN controller 与外部硬件的 CAN transceiverCAN 收发器) 进行 CAN 报文的收发;

  6. 外部硬件 CAN 收发器-- CAN Transceiver Hardware主要工作内容为,接收 CAN bus 上的网络信息(通常叫做 CAN Frame)相关的信号电平并将其转化为逻辑信息电平转发给CAN Controller , 接收从CAN Controller 传输过来的逻辑电平信息并将其转化为信号电平传从到 CAN bus 上。CAN Transceiver 有两条线,一条连CAN 总线的高电平,一条低电平;

Signal 发送流程

NeuSar 为例,梳理 signal 更新发送流程:

  1. NeuSar 中,每一个 signal 都有一个 buffer 用来存储数据
  2. 调用 Rte_Write_XXX_XXX 更新 RTE Signal 的全局变量,并调用 Com 层接口
  3. 调用 Com_SendSignal(SignalId, SignalDataPtr) -> Com_SendSignal_Process(SignalId, SignalDataPtr) ; 将需要发送的信号值,保存到相应 signalbuffer
  4. task 中周期调用 Com_MainFunctionTx(void) -> Com_PduTxProcess(com_astPdu) ,在 Com_PduTxProcess 中根据 PDU 的发送触发方式,进行相应处理
  5. 以 周期 触发为例,调用 Com_PduPeriodicTxProcess(PduInfo, PduCycle) -> Com_PduCycleSend(PduInfo, PduCycle) -> Com_OnePduSend(PduInfo) -> Com_PduTxSetVal(PduInfo) ,调用 Com_PduTxSetVal ( PduInfo ) 把信号值放入 PDU 中(Com_TxPduInfo[txSigInfoPtr->acPduId].dataraw 这个指针指向存储 PDU 数据的地址)
  6. 调用 PduR_ComTransmit(PduId, PduInfo) -> PduR_UpTransmit(PduId, PduInfo) -> PduR_Route_LoTransmit(dstPduPtr, pduInfoPtr) ,在调用 PduR_Route_LoTransmit 中,根据路由通道不同,可以选择 CanIf 或者 CanTp 两种方式。
  7. CanTp 为例:CanTp_Transmit(CanTpTxSduId, CanTpTxInfoPtr) -> CanTp_Transmit_WithData(CanTpTxSduId, CanTpTxInfoPtr, ErrorId), 在 CanTp_Transmit_WithData 函数中,将 I-PDU 数据封装成 N-PDU 数据(增加 帧类型、长度、目的地址等信息)
  8. CanTp_TxStateTask(CanTpTxSduId, TRUE:代表使用数据) , 调用 CanTp_TxStateTask 发送数据,根据 CAN 类型不同,选择 Can 2.0 或者 CanFd,继续封装 N-PDU 信息
  9. CanIf_Transmit(CanIfTxSduId, CanIfTxInfoPtr) -> CanIf_Transmit_Process(txPduPtr, pduInfoPtr) -> CanIf_TxQueueFilling(txPduPtr, pduInfoPtr, sduLen, canId) ,在 CanIf_TxQueueFilling 中将待发送的数据写入 Can Driver 的数据缓冲区内
  10. Can Driver 成功发送报文,通过 CanIf_TxConfirmation 函数回调通知 CanIf
  11. CanIf 通过调用 PduR_CanIfTxConfirmation -> PduR_LoTxConfirmation 回调通知 PduR 发送成功
  12. PduR 调用 PduR_Route_UpTxConfirmation -> Com_TxConfirmation 通知 Com 层发送成功
  13. Com 通过发送消息确认来调用 Com_TxPduClearUb_Process 清除更新位。如果该 signal 绑定了回调函数,则执行回调函数,执行相关操作

设置信号的 UpdateBit

Update BitCom 信号或信号组数据更新位, 在通信矩阵中以一个信号形式存在, 占用 1 个 bit, 当信号数据发送时将 Update Bit 值设置为 1, 发送完成后将 Update Bit 设置为 0。

UpdateBit 作为判断信号或信号组数据是否被更新的标志,可通过配置项 ComUpdateBitPosition 进行配置 UpdateBit 在该 I-Pdu 所在的位置,用户在调用 Com 提供的发送服务接口函数时将信号对应的 Update Bit 设置为更新状态。

信号对应 UpdateBit 的清除, 根据该信号所在的 I-Pdu 配置项 ComTxIPduClearUpdateBit 配置的清除方式进行清除。
UpdateBit 的清除方式如下:

  1. Confirmation: 在 Com 模块调用 PduR 提供的 I-Pdu 发送服务接口函数 PduR_ComTransmit 时, 且收到发送完成确认(Com_TxConfirmation) 后进行清除。
  2. Transmit: 在 Com 模块调用 PduR 提供的 I-Pdu 发送服务接口函数 PduR_ComTransmit 时, 且发送成功后进行清除。
  3. TriggerTransmitPduR 模块调用 Com 提供的回调函数 Com_TriggerTransmit, 在调用成功后进行清除。

信号的超时处理

Com 发送信号的超时监控, 用于监控信号是否在配置的超时时间内发送完成。 在一个 I-Pdu 内的所有信号如果配置不同的超时监控时间, 则根据该 I-Pdu 内信号配置的最小超时时间进行计算。

I-Pdu 的超时监控在调用 PduR 发送数据服务接口函数时启动, 在接收到发送完成确认后该周期的 I-Pdu 发送超时监控结束, 如果 Com 监控到 I-Pdu 发送超时, 可根据信号配置的 ComTimeoutNotification 回调函数将超时状态通知给 Rte 层。

信号的传输方式

Com 模块可通过 ComTransferProperty 配置项配置发送模式, 详细模式配置如下:

发送模块 PERIODIC(周期) DIRECT(触发) MIXED
PENDING 当用户请求信号的发送时, 不会立即触发对应的 I-Pdu 发送, 只能根据 I-Pdu 配置的发送周期进行周期性发送。
TRIGGERED I-Pdu 进 行 周 期发送 在信号有发送请求时, I-Pdu 会触发发送一次。 如果ComTxModeNumberOfRepetitions配置了重复发送次数, 且配置ComTxModeRepetitionPerio 重复发送周期, 则进行周期触发发送 I-Pdu 进行周期和触发发送
TRIGGERED_WITHOUT_REPETITION I-Pdu 进 行 周 期发送 I-Pdu 只会触发发送一次 I-Pdu 触发发送一次,然后继续按照周期进行发送
TRIGGERED_ON_CHANGE I-Pdu 进 行 周 期发送 当信号数据与上次发送的信号数据的值或长度不同时, 触发发送一次。 如果 ComTxModeNumberOfRepetitions 配置了重复发送次数, 且配置ComTxModeRepetitionPerio 重复发送周期, 则进行周期触发发送 I-Pdu 进行周期和触发发送
TRIGGERED_ON_CHANGE_WITHOUT_REPETITION I-Pdu 进 行 周 期发送 当信号数据与上次发送的信号值或长度不同时, 触发发送一次 I-Pdu 进行周期和触发发送

Signal 发送时序图

时序图较大,查看时可以在图片上右键选择 "在新标签页中打开图片"

Signal 接收流程

NeuSar 为例,梳理 signal 接收流程:

  1. Can 驱动模块接收到报文会调用接口 CanIf_RxIndication 通知 CanIf 模块
  2. 在通过所有过滤器和验证检查后,成功接收到发送给 CanIfCAN Rx LPDU ,调用 CanIf_RxIndication_ProcessPDU 进行解析
  3. CanIf 调用 PduR_CanIfRxIndication -> PduR_LoRxIndication 回调函数,将数据上传到 PduR
  4. 调用 PduR_Route_UpRxIndication ,表示收到下层通信接口模块的 I-PDU。即,当 PduR_<Lo>RxIndication 被调用时,PDU Router 模块将为每个目的上层模块调用 <Up>_RxIndication
  5. 调用 Com_RxIndication ,通知 Com ,表示收到下层通信接口模块的 I-PDU
  6. 调用 Com_RxIndicationProcess 处理 I-PDU 数据
  7. 调用 Com_RxSignalAnalysis_Process 解析信号,调用 Com_RxSigRead_Normal 获取解析出来的 Signal 值,再根据数据类型调用 Com_RxSigUbInvFilterProcessI8 或其他对应函数将接收到的数据存储在 Com_RxSignalInfo[sigIdx].sigRTEValue
  8. 调用 Com_RxSigNotification_Handle 回调函数,通知 RTE 接收完成,更新 RTE 层的 全局变量
  9. 通过 RTE 接口调用 Rte_Read_XXX_XXX 函数,内部再调用 Com_ReceiveSignal -> Com_ReceiveSignal_Process ,将存储在 RX BuffSignal 值赋给 RTE 中的全局变量

接收信号的 UpdateBit

如果接收的信号或者信号组配置有对应的 UpdateBit 数据更新位, Com 先解析对应 UpdedateBit 对应的信号数据, 如果 UpdedateBit 为 1, 代表对应的信号数据有更新并进行解析。

Signal 接收时序图

Com_TxPduInfo / Com_RxPduInfo、Com_PduGrpVector 数据来源

配置 COM 模块,需要导入 DBC 文件

一般来说,一个 DBC 文件中含有多个 Node;一个 PDU 相当于一个 message,而 COM 模块由多少个 PDU ,与导入 DBC 时选择的 Main Node 有关。

BMS 节点为例:

Node Tx Messages 有10个,Rx Messages 有2个,所以

c 复制代码
extern CONST(COM_TxPduInfo_st, COM_CONFIG_DATA) Com_TxPduInfo[COM_TXPDU_NUM]; // COM_TXPDU_NUM = 10
extern CONST(COM_RxPduInfo_st, COM_CONFIG_DATA) Com_RxPduInfo[COM_RXPDU_NUM]; // COM_RXPDU_NUM = 10

Node 下,Tx Messages 共有 29 个 signalRx Messages 共有 4 个 signal,所以

c 复制代码
extern CONST(COM_TxSignalInfo_st, COM_CONFIG_DATA) Com_TxSignalInfo[COM_TXSIG_NUM];  // COM_TXSIG_NUM = 29
extern CONST(COM_RxSignalInfo_st, COM_CONFIG_DATA) Com_RxSignalInfo[COM_RXSIG_NUM]; // COM_RXSIG_NUM = 4

Com_TxSigGrpInfo / Com_RxSigGrpInfo

1. Signal Group 概念

Com 模块控制 I-Pdu 数据的接收和发送, 在系统网络状态激活以后可由 BswMCDD 模块调用 Com 提供的 Com_IpduGroupControl 服务函数控制 I-PduGroup 是否需要激活, 只有在 I-PduGroup 的状态为激活状态时, 对应的 I-Pdu 才能进行数据的接收和发送。

多个 Signal 可以组成一个 Signal Group。一个 Signal Group 中只能包含同一消息中的 Signal

从下面可以看出,信号组和普通信号的图标不同

下面问答参考:https://www.elecfans.com/d/1936426.html

  1. 问题1:什么是Signal Group,为什么要用Signal Group?
  • 答:为了支持复杂数据类型的AUTOSAR概念,AUTOSAR COM提供了信号组的解决方案。AUTOSAR COM模块一致地发送和接收信号组,为复杂数据类型提供必要的一致性。通俗的来讲,Signal Group就是一个IPDU里面的几个Signal的集合,这几个Signal的操作需要保持一致性(也就是如果外部发送方有对这几个数据中一个或多个数据有改动,那么接收方也需要同时更新,比如车道线的一阶参数、二阶参数、三阶参数、常数项是4个不同的Signal,这4个Signal就需要保持一致性,不然到最后仪表上画出来的车道线就会偶发的和实际不一样)。
  1. 问题2:什么是Shadow buffer,Shadow buffer机制为什么能保证数据的一致性?
  • 答:本来COM模块为每个Rx SignalRx Signal都设有一个Signal Buffer的,Signal数据的收发都通过这个Signal来实现。如果Signal GroupCOM模块为每个Signal Group又额外设置了一片Signal Group Buffer,这片Buffer就是所谓的Shadow buffer。在发送Signal Group的时候,将Signal Group拷贝到IPDU Buffer的时候是原子操作(也就是拷贝前关闭全局中断,拷贝后打开全局中断,保证拷贝过程不被中断干扰)保证了Signal Group数据的一致性。
  1. 问题5:RTE在获取一个Signal时,如果这个Signal属于一个Signal Group,那么Signal的值从Signal的buffer获取还是Shadow buffer获取?
  • 答:从Shadow buffer中获取。

2. Com_TxSigGrpInfo / Com_RxSigGrpInfo

COM_TXGRP_NUMCOM_RXGRP_NUM 分别表示发送和接收信号组的个数

c 复制代码
extern CONST(COM_TxSigGrpInfo_st, COM_CONFIG_DATA) Com_TxSigGrpInfo[COM_TXGRP_NUM + 1U];
extern CONST(COM_RxSigGrpInfo_st, COM_CONFIG_DATA) Com_RxSigGrpInfo[COM_RXGRP_NUM + 1U];

I-PDU、N-PDU、L-PDU关系

更多参考:https://blog.csdn.net/initiallizer/article/details/130040286

  • L-PDU:对应链路层的PDU,一般来说,我们称接口层(Interface,XX_If)为链路层,比如:CanIf、FlexrayIf等。更确切地说是 Driver和Interface 构成链路层。

  • N-PDU:网络层对应的 PDU,一般来说,我们称传输层(Transport,XX_Tp)为网络层,比如:CanTp、FlexrayTp等。

  • I-PDU:交互层(表示层)对应的 PDU

XX_If以上模块的信息交互依赖 I-PDUXX_IfXX_Tp模块的交互依赖 N-PDU

一般来说,小数据传输时,用XX_If;大数据传输时,用XX_Tp。所以,在诊断的多帧传输时,XX_Tp层会将多个N-PDU缓存,直到一个完整的I-PDU接收完,之后通过 PduR送给DCM ,即:I-PDU = n * N-PDU(n是大于1的正整数)。

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