AUTOSAR中CAN通信協(xié)議棧配置詳解

AUTOSAR中CAN通信協(xié)議棧配置詳解AUTOSAR的通信協(xié)議棧是由BSW通信服務(wù)，通信硬件抽象和通信驅(qū)動程序組成。ServicesLayerECUAbsLayerMCAILayerServicesLayerECUAbsLayerMCAILayer圖1AUTOSAR通信協(xié)議棧的組件COM模塊AUTOSARCOM是位于RTE和PduR之間的服務(wù)層模塊，主要用于與RTE之間的信號交互，對信號進(jìn)行打包和解包。另外在該模塊中還可以配置IPDU的通信周期、通信周期偏移量、IPDUGroup等。PduR模塊PduR的作用是為通信協(xié)議棧中的不同總線的IPDU提供路由路徑。例如它將接收的IPDU路由至COM、Dcm等模塊，或者將COM模塊需要發(fā)送的IPDU路由至CanIf模塊，最后傳送至芯片的CANDriver，將信號發(fā)送至總線。CanTp模塊Tp表示傳輸協(xié)議。該模塊是特定于總線，其配置取決于基礎(chǔ)總線協(xié)議，可以是CAN、LIN、CANFD等總線。該模塊主要用于長報文的分段發(fā)送，以及對分段報文進(jìn)行重組。BusSM模塊總線狀態(tài)管理模塊負(fù)責(zé)相應(yīng)總線狀態(tài)機(jī)的管理和總線故障的處理。它可以基于CAN總線的CanSM,或者是基于LIN總線的LinSM等。BusTrcvDriver模塊它是ECU抽象層的一部分。它可以是用于CAN收發(fā)器的CanTrcv，用于以太網(wǎng)收發(fā)器的EthTrcv，用于Flexray收發(fā)器的FrTrcv等。此模塊用于對收發(fā)器進(jìn)行初始化配置，它提供獨(dú)立于控制器硬件的用于啟動傳輸?shù)姆?wù)和用于通知接收事件的回調(diào)函數(shù)。BusDriver該模塊是AUTOSARMCAL層的一部分（例如：CanDrv，LinDrv，F(xiàn)rDrv），它實際上與ECU的底層硬件進(jìn)行交互，并為其上層提供獨(dú)立于硬件的接口。此模塊取決于硬件，并且驅(qū)動程序代碼可能會根據(jù)基礎(chǔ)硬件而有所不同。BusIf是唯一可以訪問此總線驅(qū)動程序的模塊。CAN總線的COM配置實施下面我們來看看CAN通信協(xié)議棧，如下圖2所示，包括Com、PduR、CanTp、CanSm、CanIf、CANDriver等模塊，其中COM與PduR模塊是通用的，其功能與總線銅線協(xié)議無關(guān)。Com .CansmCanTp ■CanIfCANDriver圖2AUTOSARCAN通信協(xié)議棧下面來詳細(xì)聊聊各個模塊的配置選項。COM模塊配置的COM模塊基本目的是在上層RTE層和下層PDU路由器之間建立系統(tǒng)通信，而不考慮通信協(xié)議。這可以通過定義和配置四個不同的對象來完成。1、I-PDUI-PDU包含從通信棧中某一模塊接收到的消息或需要發(fā)送給某一模塊的消息。2、I-PDU組如果我們有大量的I-PDU，則可以將它們分為不同的組，通常至少分為兩個組，一個為TxGroup，一個為RxGroup。3、信號I-DPU可以包含一個或多個信號，可以理解為一個I-PDU為一幀CAN消息，信號就是dbc中定義的。4、信號組如果需要將多個信號發(fā)送到同一I-PDU，則信號可以進(jìn)一步形成信號組。COM模塊包含兩個主要的部分，分別為ComGeneral和ComConfig。ComGeneral（多重性:1）1、ComConfigurationUseDet：如果此布爾參數(shù)設(shè)置為ON，則任何當(dāng)COM模塊出現(xiàn)錯誤時，會調(diào)用Det_ReportError函數(shù)，記錄在DET模塊中（多重性：0.1）。2、ComCancellationSupport：這是一個布爾參數(shù)，用于啟用/禁用用于取消PDU傳輸請求的取消功能。（多重性：0.1）。3、ComEnableSignalGroupArrayApi：這是一個布爾參數(shù)，用于激活/禁用信號組陣列訪問API。（多重性：1）。4、ComSupportedIPduGroups：它是一個整數(shù)參數(shù)，用于說明所支持的IPDU組的最大數(shù)量。（多重性：1）。5、ComVersionInfoApi：布爾參數(shù)，用于激活/禁用版本信息APICom_GetVersionInfo。（多重性：1）。6、ComRetryFailedTransmitRequests:如果此參數(shù)設(shè)置為true,則啟用重試失敗的傳輸請求。（多重性：0.1）。7、ComEnableMDTForCyclicTransmission:如果啟用此選項，則它將在I-PDU的循環(huán)傳輸和重復(fù)傳輸之間提供最小延遲時間監(jiān)視。（多重性：0.1）。ComConfig（多重性：0.1）它包含四個容器，分別為ComSignals、ComIPdus、ComIPduGroups、ComSignalGroups。它還具有用于傳輸模式配置，信號網(wǎng)關(guān)配置，時基配置和過濾器參數(shù)配置的配置參數(shù)。Comlpdu（多重性：1）該容器用于為不同的IPDU參數(shù)提供定義，如果沒有該參數(shù)，則無法通過COM模塊進(jìn)行通信。ComIPdu也通過ComPduIdRef鏈接到PDU。I-PDU包含一個或多個信號和/或信號組。以下是ComIpdu的一些基本屬性。1、ComIPduHandleId：這是分配為該IPDU的ID的數(shù)字值。此ID用于在各種發(fā)送和接收API調(diào)用以及相應(yīng)的回調(diào)API中引用此IPDU。（多重性：0.1）。2、ComPduIdRef：它提供對COM棧的全局PDU結(jié)構(gòu)的引用。（多重性：1）。3、ComIPduGroupRef：它是指IPDU所屬的IPDU組。（多重性：0...*）。4、ComIPduSignalRef：提供對該IPDU中包含的所有信號的引用。一個IPDU可以包含一個或多個單獨(dú)的信號。（多重性：0…*）。、5、ComIPduSignalGroupRef：提供對此IPDU中包含的所有信號組的引用（多重性：0…*）6、ComlPduCallout：此參數(shù)可定義相應(yīng)I-PDU的callout函數(shù)的名稱，該函數(shù)在接收IPDU時或在發(fā)送PDU之前調(diào)用。（多重性：0…1）。7、ComlPduDirection:定義I-PDU是為發(fā)送（SEND）PDU還是為接收（RECEIVE）PDU。（多重性：1）。8、ComIPduSignalProcessing:用于配置信號是立即處理還是周期性處理，分別對應(yīng)immediate或DEFERRED模式。（多重性:1）。如果將ComIPduDirection設(shè)置為SEND，則需要設(shè)置其他參數(shù)，例如傳輸是周期的還是混合型的等等。這是通過添加ComTxIPdu對象來添加的。ComlpduGroup（多重性：1）它包含COM模塊的IPDU組的配置參數(shù)。如果不包含ComIPduGroup容器，則未定義IPDU組。在這種情況下，無法通過COM模塊進(jìn)行通信。（多重性：1）1、ComIPduGroupHandleId：用作此IPDU組ID的數(shù)值。API調(diào)用需要它來啟動和停止IPDU組。（多重性：1）2、ComIPduGroupGroupRef：它提供對包括該IPDU組的所有IPDU組的引用。（多重性：0…*）ComSignalIPDU可以由一個或多個信號組成。來自RTE不同應(yīng)用程序的這些信號在被傳輸?shù)絇duR之前被打包到PDU中。該容器提供各種參數(shù)來配置PDU中的信號位位置，信號位大小和其他屬性。1、ComHandleId：這是分配給每個信號ID的數(shù)字值。與信號操作有關(guān)的不同API調(diào)用需要它。（多重性：0…1）。2、ComTimeoutFactor：它定義了監(jiān)視的超時時間。（多重性：0..1）3、ComTransferProperty：以下選項定義此信號是否可以觸發(fā)相應(yīng)IPDU的傳輸；（多重性：0…1）我們可以設(shè)置以下五個選項之一：TRIGGEREDPENDINGTRIGGERED_ON_CHANGE,TRIGGERED_WITHOUT_REPETITIONTRIGGERED_ON_CHANGE_WITHOUT_REPETITION4、ComBitPosition:指出信號在IPDU中的開始位置，（多重性：1）。5、ComBitSize：它定義信號的大?。ㄒ晕粸閱挝唬＃ǘ嘀匦裕?...1）6、ComSignalEndianess:定義信號網(wǎng)絡(luò)表示的字節(jié)排序?？梢允荁IG_ENDIAN，LITTLE_ENDIAN，OPAQUE。（多重性：0…1）7、ComSignalInitValue：用于設(shè)置信號的初始值。（多重性：0…1）8、ComSignalLength：它指定UINT8[n]類型的n（以字節(jié)為單位：1...8）。對于其他類型，它將被忽略。（多重性：0…1）9、ComSignalType:它指定符合BOOTEAN，SINT8，UINT8等。（多重性：1）10、ComTimeoutNotification:定義發(fā)生超時時在發(fā)送方或接收方要調(diào)用的函數(shù)的名稱（多重性：0…1）ComSignalGroup然后，當(dāng)我們需要向同一IPDu發(fā)送或接收多個信號時，可以將這些信號組合在一起以形成一個信號組。此容器包含名稱與ComSignal容器相似的參數(shù)，并且對信號組具有完全相同的作用。因此，在本節(jié)中，我僅提及參數(shù)名稱，要了解其行為，請參閱ComSignal部分。ComHandleId（多重性：0…1）ComTimeoutFactor（多重性：0…1）ComFirstTimeoutFactor（多重性：0…1）ComTransferProperty（多重性：0…1）ComNotification（多重性:0...1）ComInvalidNotification（多重性:0...1）ComErrorNotification（多重性:0...1）ComTimeoutNotification（多重性:0…1）PDU路由器（PduR）PduR負(fù)責(zé)將PDU路由到特定的總線接口。在PduR之上的所有層中，所有PDU都是獨(dú)立于協(xié)議的。在PduR之下的所有PDU都屬于特定的協(xié)議接口模塊，PduR模塊為主要容器提供以下參數(shù)配置。PduRBswModules（多重性：0...*）每個容器都描述了PDU路由器必須連接的特定BSW模塊。添加PduRBswModule時，容器的簡稱必須與Bsw模塊的名稱匹配，例如CanIf。PdurGeneral（多重性：1）這是PduR模塊的子容器，它指定PDU路由器的常規(guī)配置參數(shù)。以下是一些基本配置參數(shù)。1、PduRDevErrorDetect：如果啟用，它將默認(rèn)錯誤跟蹤器（Det）檢測和通知打開。（多重性：1）2、PduRVersionInfoApi:如果設(shè)置為true，貝UPduR_GetVersionInfoAPI可用。（多重性：1）PduRRoutingTables（多重性：1）它表示路由路徑表。此路由表允許使用多個配置，這些配置用于在同一配置中創(chuàng)建多個路由表。1、PduRConfigurationld：它提供了使用PduRAPI讀取的PduR配置的配置的標(biāo)識。（多重性：1）2、PduRMaxRoutingPathCnt：給出所有路由表中最大路由路徑數(shù)。（多重性：1）3、PduRMaxRoutingTableCnt：它給出了路由表的最大數(shù)量。（多重性：1）PduRSrcPdu這是PduRRoutingPath容器的子容器，它指定要路由的PDU的源。1、PduRSourcePduHandleld：這是PDU路由器分配的PDU標(biāo)識符。（多重性：1）2、PduRSrcPduRef：此參數(shù)提供對唯一PDU標(biāo)識符的引用，該標(biāo)識符表示PDU的源地址。（多重性：1）PduRDestPdu這是PduRRoutingPath容器的子容器，并為要路由的PDU指定一個目的地。1、PduRDestPduHandleld：由PDU路由器分配的PDU標(biāo)識符，通信接口和傳輸協(xié)議模塊使用該P(yáng)DU標(biāo)識符進(jìn)行確認(rèn)。（多重性：0...1）2、PduRDestPduDataProvision:此參數(shù)指定如何以PDU_DIRECT或PDUR_TRIGGERTRANSMIT提供數(shù)據(jù)。（多重性：0…1）3、PduRDestPduRef：它提供參考唯一的PDU標(biāo)識符，表示PDU路由的目的地（多重性：1）4、PduRDestTxBufferRef：提供對用于單幀路由的通信接口網(wǎng)關(guān)和傳輸協(xié)議網(wǎng)關(guān)所需的緩沖區(qū)的引用。（多重性：0…1）CAN狀態(tài)管理器（CanSM）CAN狀態(tài)管理器（CanSM）是通信服務(wù)層的成員，該層與通信硬件抽象層和系統(tǒng)服務(wù)層進(jìn)行交互。CanSM模塊負(fù)責(zé)CAN狀態(tài)機(jī)的管理，包括CanTrcv、CanIf、CANDriver的狀態(tài)機(jī)切換。CanSM模塊具有以下容器用于其配置。CanSMGeneral（多重性：1）它包含CanSM模塊的通用預(yù)配置參數(shù)。1、CanSMDevErrorDetect：用于打開或關(guān)閉開發(fā)錯誤檢測API是否可以調(diào)用。（多重性：1）2、CanSMMainFunctionTimePeriod：它定義MainFunction的循環(huán)周期（單位為秒）（多重性：1）3、CanSMVersionInfoApi:用于打開或關(guān)閉版本信息APICanSM_GetVersionInfo。（多重性：1）CanSMManagerNetwork（多重性：1...*）該容器包含用于確定底層CanController（即每個CAN網(wǎng)絡(luò)）處理方式的CAN網(wǎng)絡(luò)特定參數(shù)。1、CanSMModeRequestRepetitionTime:它確定CanSM模塊將使用CanIf模塊的API重復(fù)模式更改請求的持續(xù)時間。（多重性：1）2、CanSMModeRequestRepetitionMax:它確定模式請求重復(fù)的最大次數(shù)，如果超過次數(shù)CanSM模塊向Det報告開發(fā)錯誤。（多重性：1）每個CAN網(wǎng)絡(luò)的CanSMConfiguration容器都有一個CanSMManagerNetwork。它包含每個CAN網(wǎng)絡(luò)的CAN網(wǎng)絡(luò)特定參數(shù)。1、CanSMBorCounterL1ToL2：它定義總線斷開錯誤的計數(shù)，從快恢復(fù)切換到慢恢復(fù)的門檻值。（多重性：1）2、CanSMBorTimeL1：以秒為單位，定義快恢復(fù)的持續(xù)時間。（多重性:1）2、CanSMBorTimeL2：以秒為單位，定義慢恢復(fù)的持續(xù)時間。（多重性：1）CanSMController（多重性：1...*）每個容器引用一個唯一的CAN控制器。1、CanSMControllerld:引用一個特定CAN控制器的唯一標(biāo)識符。（多重性：1）CanIf模塊CANIf模塊位于通信棧中的通信服務(wù)層和通信驅(qū)動程序?qū)又g。它負(fù)責(zé)控制CAN驅(qū)動程序模塊的初始化，并在消息的接收（CanIf_RxIndication）或傳輸（CanIf_TxConfirmation）時為CAN驅(qū)動程序模塊提供通知服務(wù)。CANIf模塊獨(dú)立于硬件。CanlfPublicCfg（多重性：1）該容器包含CanIf的公共配置參數(shù)。1、CanlfDevErrorDetect：如果設(shè)置為true，它將打開開發(fā)錯誤檢測和通知功能。如果設(shè)置為false，則關(guān)閉。（多重性：1）2、CanlfPublicVersionInfoApi：啟用或禁用用于讀取版本信息的API。（多重性：1）該容器包含CanIf的專用配置參數(shù)。1、CanIfPrivateDlcCheck：選擇是否支持DLC檢查。如果啟用，則如果該幀的DLC小于配置的DLC，則該幀將不會轉(zhuǎn)發(fā)到上層。如果接收到的幀的DLC大于或等于配置的DLC，則將幀轉(zhuǎn)發(fā)到上層。CanlfCtrlDrvCfg（多重性：1...*）1、它提供了基礎(chǔ)CAN驅(qū)動程序模塊的配置參數(shù)。一個CanIfDrvCfg引用一個CanDriver模塊。它包含CanIf的所有初始化參數(shù)。此容器至少有一個實例。它定義了所有與PDU相關(guān)的配置。CanlfBufferCfg（多重性：0…*）它是CanIfInitCfg的子容器。此容器包含傳輸緩沖區(qū)配置。必須為將用于傳輸幀的每個CanController添加此容器的一個實例。CanIfTxPduCfg（多重性：0…*）它是CanIfInitCfg的子容器。它包含發(fā)送CANL-PDU的配置參數(shù)。每次需要發(fā)送CANL-PDU時都要對其進(jìn)行配置。1、CanIfTxPduCanId：定義發(fā)送CAN標(biāo)識符，11位標(biāo)準(zhǔn)幀或29位擴(kuò)展幀。（多重性：1）2、CanIfTxPduCanIdType：定義發(fā)送CAN標(biāo)識符的類型，是標(biāo)準(zhǔn)格式（11位）還是擴(kuò)展格式（29位）。（多重性：1）3、CanIfTxPduDlc：定義發(fā)送L-PDU的數(shù)據(jù)長度（以字節(jié)為單位）。范圍是0到8個字節(jié)。（多重性：1）CanIfRxPduCfg（多重性:0...*）它是CanIfInitCfg的子容器。它包含每個接收到的CANLPDU的配置參數(shù)。CanIfRxPduCanId：定義接收CAN標(biāo)識符，11位標(biāo)準(zhǔn)幀或29位擴(kuò)展幀。（多重性：1）CanIfRxPduCanIdType：定義接收CAN標(biāo)識符的類型，是標(biāo)準(zhǔn)格式（11位）還是擴(kuò)展格式（29位）。（多重性：1）CanIfRxPduDlc：定義接收L-PDU的數(shù)據(jù)長度（以字節(jié)為單位）。范圍是0到8個字節(jié)。（多重性：1）CAN驅(qū)動該容器保存單個CAN驅(qū)動程序的配置參數(shù)。CanGeneral（多重性：1）提供模塊范圍的配置，其中包含常規(guī)的CanDevErrorDetection和CanVersioninfoApi。1、CanDevErrorDetectio：啟用/禁用開發(fā)錯誤檢測和通知。（多重性：1）2、CanVersionInfoApi：啟用/禁用版本信息的API。（多重性：1）CanConfigSet（多重性：1）它包含CAN控制器和CAN硬件對象的配置。它是CAN驅(qū)動程序的多配置集容器。CanController（多重性：1）