[CP_AUTOSAR]_分层软件架构_接口之通信模块交互介绍

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在前面 《关于接口的一些说明》 以及  《Memory软件模块接口说明》 中,简要介绍了CP_AUTOSAR分层软件接口的常用规范,以及内存模块的接口使用说明,本文以通信软件模块为例,介绍通信模块的接口交互。

1、协议数据单元(PDU)传输

一些术语的解释说明:

1、SDU,Service Data Unit,服务数据单元。在上层收到传输数据的请求时,被上层传输的数据是属于当前层的SDU。下层完成接收之后提取出的数据也是SDU,SDU是PDU的一部分。

2、PCI,Protocol Control Information,协议控制信息。将SDU从特定协议层的一个实例传递到另一个实例时需要此信息。例如,PCI可能会包含源和目标信息。PCI由发送方的协议层添加,由接收方去除。

3、PDU,Protocol Data Unit,协议数据单元,其包含了PCI 和 SDU。在发送方,PDU由上层传递到下层,并且PDU也作为了下层的SDU。

下图是PDU传输过程的示意图。由图可知,N + 1层往 N 层发送PDU,对于N + 1层来说,该数据单元属于PDU,而对于N层来说,则是属于SDU。在N层中,SDU添加上PCI信息,则变为了N层的PDU,向N - 1层发送完成时,PDU变为了SDU。

2、通信模块的案例

2.1、SDU、 PCI & PDU

SDU 和 PDU命名规范:

PDU:<bus prefix> <layer prefix> - PDU

SDU:<bus prefix> <layer prefix> - SDU

bus prefix 和 layer prefix的描述详见下表:

来自于数据链路层(对应AUTOSAR架构中的驱动以及接口模块)的协议数据单元为CAN L-PDU,其中,layer prefix 为 L,bus prefix 为 CAN。

来自于网络层(对应AUTOSAR架构中的Tp层)的协议数据单元为CAN FF N-PDU,其中,layer prefix 为N,bus prefix 为 CAN FF,其中SF,Single Frame,表示单帧;其中FF,First Frame,表示首帧;其中CF,Consecutive Frame,表示连续帧;其中FC,Flow Control,表示流控帧;《更多关于CAN Tp层中的帧信息,可点击跳转》

来自于展示层(对应AUTOSAR架构中的COM/DCM/PDU router模块)的协议数据单元为I-PDU,其中,layer prefix 为 I,bus prefix 无。

2.2、通信模块构成

1、PDU Router:

-> 在上层和不同的抽象的通讯控制器之间,提供PDUs的路由功能;

-> 路由的规模需要根据ECU通信来定;

-> 提供即时的TP路由。

2、COM:

-> 在不同的I-PDUs之间提供单个信号或组信号的路由;

3、NM Coordinator:

-> 通过网络协调器处理的网络管理,同步连接到ECU的不同通信通道的网络状态;

4、Communication State Managers:

-> 通过接口去启动和关闭通信系统的硬件单元;

-> 控制PDU组。

内部通信路径如下图所示:

由上图可知,由CAN Driver发往CAN Interface的数据为I-PDU,经过CAN Inteface处理之后,发往CAN Tp为N-PDU,由PDU Router路由转发发往服务层中AUTOSAR COM为I-PDU。

以太网协议栈内部的通信路径如下图所示:

使用CAN XL的以太网和CAN通信,通信路径如下图所示:

2.3、从数据传输的角度看Communication

下图展示了数据流向图,SW-C 发送配置好的数据到远程ECU上,此数据不在就地缓存空间处理。

以下描述了传递流程:

-> RTE 会回调 SOME/IP transformer模块来传输来自于SW-C的数据,SOME/IP transformer作为传输链路上的第一道转换。

-> SOME/IP transformer执行转换,并将输出结果写入到RTE提供的Buffer1空间中;

-> 之后,RTE执行了Safety transformer,其作为传输链路上的第二道转换,Safety transformer的输入就是SOME/IP transformer的输出。

->E2E Transformer保护了数据,并将其输出结果写入到RTE提供的Buffer2空间中。此过程增加了一个新的Buffer空间,因为in-place buffer处理未被使用。

-> 最后,RTE传出最后的输出结果到AUTOSAR COM模块中。

2.4、Communication中的接口

架构描述:

RTE使用了位于BSW中的系统服务层中的转换器:SOME/IP transformer、E2E Transformer。

接口描述:

c 复制代码
	SomeIpXf_SOMEIP_Signal1
	(
		uint8 *buffer1,
		uint16 *buffer1Length,
		<type> data
	)
c 复制代码
	SafetyXf_Safety_Signal1
	(
		uint8 *buffer2,
		uint16 *buffer2Length,
		uint8 *buffer1,
		uint16 buffer1Length
	)

由上图所示,RTE层调用了 SomeIpXf_SOMEIP_Signal1 接口函数,将来自于SW-C数据进行转换,转换完成之后,保存到buffer1Length中(即图中的Buffer1);随后RE回调了SafetyXf_Safety_Signal1 接口函数,借助于E2E Transformer对数据进行保护处理,转换完成之后,保存到buffer2Length中(即图中的Buffer2);最后,调用Com_SendDynSignal接口函数,将输出结果传递到AUTOSAR COM层中。

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