AUTOSAR网络管理报文（学习笔记）

文章分为三个部分来

简绍AUTOSAR的网络管理的优点或缺点

AUTOSAR全称AUT omotive O pen S ystem ARchitecture（汽车开放系统架构）。有一点需要注意

注意看全称中的英文大写部分，写全称时必须要按照上面的格式写，不能只写首字母大写。

网络管理的定义：指通讯节点之间，睡眠-唤醒-工作之间的模式管理和切换。进一步的理解就是

每个节点内部都有几种不同类型的状态机，分别管理节点在参与通讯时的行为和规范。

AUTOSAR NM是一种分布式直接网络管理。

**分布式：**是指一条总线上各个节点分离。网络管理也是分布式（即自己管理自己，不直接管理其他节点）

**直接网络管理：**我的理解就是，网络管理是直接根据网络管理帧携带的信号来管理的。

1：AUTOSAR NetworkManage概述：

网络管理可以分为以下三大模块

时序上如图所示：

图例解析：在黄色的repeatMessage部分，是NM报文以快速的周期发送5帧（5帧也是通过软件工具配置的参数值，快速周期也是配置的定时器）

节点处于不同模式下，对NM报文和Application报文的收发能力如下表所示：

N:代表不能执行该操作

Y：代表可以执行该操作

总结：

网络管理帧：

网络管理帧TX，只能在网络模式下的的重复模式下（RMS），和正常操作状态（NOS）下可以由节点发送。换个说法，节点只有处于RMS,和NOS状态下，才能发送网络管理帧。

网络管理帧的接收RX：节点处于任何状态下，都必须能够接收网络管理帧。（也可以这么理解，节点在任何状态下都能被NM报文唤醒）

应用报文的发送TX：只有在NM(network Mode)，模式下才能发送。唯一的例外是（当节点从NM模式跳转到Prepare Sleep Mode）时，如果TX buffer（缓存器中依然有报文未完成发送工作，则在PSM模式下，依然可以发送应用报文）。

应用报文的发送RX：只有在NM(network Mode)，模式下才能接收。

网络模式(Network Mode)，简称NM
预睡眠模式 (Prepare Sleep Mode) 简写大写英文字符PSM（停止应用报文的接收和发送）
总线睡眠模式 (Bus-Sleep Mode) 简写BSM

其中网络模式中又分为三个子状态

重复消息状态（Repeat Message State），RMS
正常运行状态（Normal Operation State），NOS
准备睡眠状态（Ready Sleep State） , RSS（停止本模块网管报文的发送）

总结如下：网络管理帧无论何种情况下都能被接收，可以说网络管理帧到哪都吃得开。

预睡眠状态下，表明节点已经有点累，暂时只能接收网络管理帧，不能发生网络管理帧，也不能接收和发送应用帧

重复信息状态下**，所有帧（包括应用报文）都能被发送和接收**（这一点比较关键，也是容易混淆的点）重复状态下是指网络管理帧是以较快的速率连续发送若干帧信号。

正常运行状态下，网络管理帧以较慢的速率发送。

准备睡眠状态下，网络管理报文发送被禁止，只能接收网络管理报文。网络管理报文的接收和发送依然进行。

睡眠状态下，网络管理报文能被接收，但是不能发生网管报文，也不能收发应用报文

（测试时可以根据："发送应用报文，查看被测样件是否产生ACK应答"）

2：应用层调用的两个接口和状态

AUTOSAR网络管理节点内部有两个状态，c，当节点的应用层需要使用总线进行通讯 的时候，会调用接口 使得节点进入请求状态，当应用层没有通信需求的时候，调用接口使得节点进入释放状态。

规范并没有规定，应用层何种情况下，需要调用接口进入被请求状态或被释放状态（只强制规定了，初始化上电的过程中，必须强制进入relaesed模式，其他状态下，由制造商自行编写程序判断是否需要进入某一种状态）

需要注意的是，即使节点当前处于释放状态，节点的通讯依然有可能是处于开启状态，因为网络上的其它节点有可能正在请求总线。所以这个状态代表的是节点应用层是否有通信需求，并不代表总线开启或关闭。有通讯需求的时候处于请求状态，无通讯需求的时候处于释放，但总线是否在通讯不仅仅取决于当前节点自己，而是取决于网络上的所有节点。

总结：

节点上电初始化后默认进入释放状态。

网络请求：当ECU应用层需要总线通信时，它会调用CanNm_NetworkReques t请求网络；

网络释放：当ECU应用层不需要总线通信时，它会调用CanNm_NetworkRelease 释放网络。
触发这两个动作的条件由客户需求决定。

当ECU已经处于released 时，但是还是在通讯时，说明总线上还有其他节点处于requested状态。

4：网络管理帧的结构：

只有Byte0和Byte1被使用

Byte0：代表的是，节点源地址（Source Node Identifier），是专门指，发送该NM帧的节点的源地址。

Byte1：包含的是一些控制信息和控制命令，具体命令如下：

Bit 0: Repeat Message Request

0: Repeat Message State not requested
1: Repeat Message State requested
该位置1的时候表示当前节点请求所有节点进入报文重复阶段。（也就是接收这条网络唤醒报文的所有节点，都要进入报文重复阶段）
Bit 3: NM Coordinator Sleep Bit

0: Start of synchronized shutdown is not requested by main coordinator

1: Start of synchronized shutdown is requested by main coordinator

该位置1时表示主协调节点（发送节点）请求（接收NM帧的节点）开始进入同步休眠。即这个位置1后，发送NM的节点自身也会开启一个计时器,并且同步要求接收节点也开启计时器。两个节点在计时器计时结束以后，同步进入睡眠状态。
Bit 4 Active Wakeup Bit**（当节点被本地唤醒时，该bit=1）**

0: Node has not woken up the network (passive wakeup)，即当前节点收到网络管理报文，被其它节点唤醒。（即网络唤醒）

1: Node has woken up the network (active Wakeup)，即当前节点主动唤醒网络（通过Request），亦称本地唤醒。
本地唤醒：如KL15唤醒，或按键唤醒，或者是定时自动唤醒
Bit 6 Partial Network Information Bit (PNI) Partial Network Information（PNI:子网网络管理信息位）

0: NM PDU contains no Partial Network request information

1: NM PDU contains Partial Network request information

该位表示该条网络管理报文中是否包含部分网络激活信息。详细解释就是，被唤醒的节点，充当网关的作用，唤醒此网关时，需要同步唤醒网关下所处的另外一条CAN网络。又比如比如很多CAN总线上的节点，是充当了LIN网络主节点的作用。我们唤醒此节点时，也就是唤醒了LIN网络。这两个位是相关的请求位。

5：网络节点之间的相互转换

模式切换规律：

分别以3个Mode为例，来讲解。其中NM有拆分为3个子状态

1：BSM模式下，可以直接跳转至NM下的RMS状态，（记住这是BSM唯一能够跳转到的一种状态），从外在看，就是存在本地唤醒，或远程报文唤醒。从应用层看，就是存在通讯的需求

注意：BSM不能直接跳转到，除RMS状态外的任何一种状态。如果能跳转说明存在BUG

2:RMS子状态下，

RMS->NOS,即在相关定时器，结束定时时和其他条件符合时（后面补充哪些计时器和条件）。自动进入NOS阶段。

3：RMS->RSS,即在相关定时器，结束定时时和其他条件符合时，节点会进入RSS状态，自身网管报文停止发送，能接收其他网管报文，正常发送APP报文。

6：网络管理的时间参数和配置参数

6.1 时间参数

T_STARIT_APPFrame，时间和初始化唤醒的时间之间的冲突，这里的初始化唤醒，是指报文中的信号发出有效值（比如，发出时刻下实际的发动机转速），故在实际完成初始化之前，报文中的信号可以发送初始默认值

2：表格里没有列举的一种时间，即在首诊NM报文发出后，必须在规定时间内，发出所有应用报文。