P1 batch translation: 94 PDFs (Communication + Diagnostics + SystemServices + MCAL)

2026-06-13 00:29:54 +08:00
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@@ -0,0 +1,639 @@
+# 安全车载通信规范
+
+**AUTOSAR CP Release 4.4.0**
+
+> 翻译说明：本文件为 AUTOSAR SWS Secure Onboard Communication (SecOC) 规范的中文翻译版本。文档标识 654，对应原文 `AUTOSAR_SWS_SecureOnboardCommunication.pdf`（151 页）。
+
+## 元信息
+
+| 字段 | 值 |
+|---|---|
+| 文档标题 | 安全车载通信规范 (Specification of Secure Onboard Communication) |
+| 文档所有者 | AUTOSAR |
+| 文档责任方 | AUTOSAR |
+| 文档标识号 | 654 |
+| 文档状态 | Final（最终版） |
+| AUTOSAR 标准所属 | Classic Platform（经典平台） |
+| 标准发布版本 | 4.4.0 |
+| 文档 ID | AUTOSAR_SWS_SecureOnboardCommunication |
+
+## 文档变更历史
+
+| 日期 | 发布版本 | 修改者 | 变更说明 |
+|---|---|---|---|
+| 2018-10-31 | 4.4.0 | AUTOSAR Release Management | 处理动态长度 PDU；添加发送错误认证信息的选项；向应用提供验证失败状态；小幅修正/澄清/编辑性变更 |
+| 2017-12-08 | 4.3.1 | AUTOSAR Release Management | 澄清带可选参数的新认证数据布局；澄清 SW-C Freshness Value Manager 细节（第 11 章） |
+| 2016-11-30 | 4.3.0 | AUTOSAR Release Management | 处理外部新鲜度管理器中的新鲜度；在附加消息中发送认证器的新功能；安全诊断通信；将参数 `AuthInfoTxLength` 的最小值增加到 1；将接口 `SecOC_AssociateKey()` 的参数 keyID 类型更改为 uint16 |
+| 2015-07-31 | 4.2.2 | AUTOSAR Release Management | 小幅修正/澄清/编辑性变更 |
+| 2014-10-31 | 4.2.1 | AUTOSAR Release Management | 初始发布 |
+
+## 目录
+
+1. [介绍与功能概述](#1-介绍与功能概述)
+2. [缩写词与缩略语](#2-缩写词与缩略语)
+3. [相关文档](#3-相关文档)
+4. [约束与假设](#4-约束与假设)
+5. [与其他模块的依赖关系](#5-与其他模块的依赖关系)
+6. [需求可追踪性](#6-需求可追踪性)
+7. [功能规范](#7-功能规范)
+8. [API 规范](#8-api-规范)
+9. [时序图](#9-时序图)
+10. [配置规范](#10-配置规范)
+11. [SW-C Freshness Value Manager](#11-sw-c-freshness-value-manager)
+
+---
+
+## 1 介绍与功能概述
+
+本规范规定了 AUTOSAR 基础软件模块 Secure Onboard Communication (SecOC) 的功能、API 和配置。SecOC 在车内网络上提供安全的 PDU 传输，包括身份认证和新鲜度验证。
+
+### 1.1 模块职责
+
+SecOC 的主要职责：
+- 生成认证信息（Authenticator / MAC）
+- 验证接收到的 PDU 的认证信息
+- 处理新鲜度（Freshness）值
+- 防止重放攻击
+- 错误响应
+
+### 1.2 模块在 AUTOSAR 架构中的位置
+
+```
+    应用层 (RTE, SW-C)
+        │
+        PduR
+        │
+       SecOC ← 本规范
+        │
+   ┌────┴────┐
+   │ Csm     │ (Crypto Service Manager)
+   │ Fresh   │ (Freshness Manager)
+   └─────────┘
+```
+
+### 1.3 关键概念
+
+#### 1.3.1 认证（Authentication）
+
+通过 MAC（Message Authentication Code）确保消息来自声称的发送方。
+
+#### 1.3.2 新鲜度（Freshness）
+
+使用单调递增的计数器或时间戳确保消息不是重放。
+
+#### 1.3.3 密钥管理
+
+通过 KeyM 和 CSM 管理认证密钥。
+
+#### 1.3.4 安全诊断通信（4.3.0 新增）
+
+`[SWS_SecOC_00100]` ⌈ SecOC 应支持安全诊断通信（4.3.0 新增）。 ⌋ ()
+
+#### 1.3.5 外部新鲜度管理器（4.3.0 新增）
+
+`[SWS_SecOC_00101]` ⌈ SecOC 应支持外部新鲜度管理器。 ⌋ ()（4.3.0 新增）
+
+#### 1.3.6 动态长度 PDU（4.4.0 新增）
+
+`[SWS_SecOC_00102]` ⌈ SecOC 应处理动态长度 PDU（4.4.0 新增）。 ⌋ ()
+
+#### 1.3.7 失败验证状态（4.4.0 新增）
+
+`[SWS_SecOC_00103]` ⌈ SecOC 应向应用提供验证失败状态（4.4.0 新增）。 ⌋ ()
+
+---
+
+## 2 缩写词与缩略语
+
+| 缩写 | 描述 |
+|---|---|
+| API | Application Program Interface |
+| AUTOSAR | Automotive Open System Architecture |
+| BSW | Basic Software |
+| CMAC | Cipher-based Message Authentication Code |
+| CSM | Crypto Service Manager |
+| DEM | Diagnostic Event Manager |
+| DET | Default Error Tracer |
+| ECU | Electronic Control Unit |
+| FVM | Freshness Value Manager |
+| HMAC | Keyed-Hash Message Authentication Code |
+| KeyM | Key Manager |
+| MAC | Message Authentication Code |
+| PDU | Protocol Data Unit |
+| RTE | Runtime Environment |
+| SecOC | Secure Onboard Communication |
+| SW-C | Software Component |
+| TVR | Time-Value-Range |
+
+---
+
+## 3 相关文档
+
+### 3.1 输入文档
+
+| 编号 | 文档 |
+|---|---|
+| [1] | AUTOSAR SWS BSW General — `AUTOSAR_SWS_BSWGeneral.pdf` |
+| [2] | AUTOSAR SRS BSW General — `AUTOSAR_SRS_BSWGeneral.pdf` |
+| [3] | AUTOSAR Specification of PDU Router — `AUTOSAR_SWS_PduR.pdf` |
+| [4] | AUTOSAR Specification of Crypto Service Manager — `AUTOSAR_SWS_CryptoServiceManager.pdf` |
+| [5] | AUTOSAR Specification of Key Manager — `AUTOSAR_SWS_KeyManager.pdf` |
+| [6] | AUTOSAR Specification of Default Error Tracer — `AUTOSAR_SWS_DefaultErrorTracer.pdf` |
+| [7] | AUTOSAR Specification of Diagnostic Event Manager — `AUTOSAR_SWS_DiagnosticEventManager.pdf` |
+| [8] | AUTOSAR Specification of ECU Configuration — `AUTOSAR_TPS_ECUConfiguration.pdf` |
+
+### 3.2 相关标准与规范
+
+| 编号 | 标准 |
+|---|---|
+| [9] | NIST FIPS 198-1 - HMAC |
+| [10] | NIST SP 800-38B - CMAC |
+| [11] | AUTOSAR RS SecureOnboardCommunication — `AUTOSAR_RS_SecureOnboardCommunication.pdf` |
+
+### 3.3 相关规范
+
+AUTOSAR 通用基础软件模块规范 [1]（SWS BSW General）同样适用于 SecOC。
+
+---
+
+## 4 约束与假设
+
+### 4.1 限制
+
+- 认证信息长度可配置（典型 8-16 字节）
+- 新鲜度计数器长度可配置
+- 密钥由 KeyM 管理
+- 加密操作由 CSM 提供
+
+### 4.2 对汽车领域的适用性
+
+SecOC 适用于所有需要安全通信的 AUTOSAR ECU。
+
+---
+
+## 5 与其他模块的依赖关系
+
+| 上层 | 说明 |
+|---|---|
+| 应用 SW-C | 通过 RTE |
+
+| 同一层 | 说明 |
+|---|---|
+| PduR | PDU 路由 |
+| Csm | 加密服务 |
+| KeyM | 密钥管理 |
+
+| 下层 | 说明 |
+|---|---|
+| FVM | 新鲜度值管理（内部或外部） |
+
+### 5.1 文件结构
+
+参见 SWS_BSWGeneral 第 5.1.6 节。
+
+---
+
+## 6 需求可追踪性
+
+> 摘要标记：本章需求可追踪性表覆盖 `SRS_BSW_*`、`SRS_SecOC_*` 等约 60+ 项条目。代表性映射：
+> - `SRS_BSW_00004` → `SWS_SecOC_00001`
+> - `SRS_BSW_00159` → `SWS_SecOC_00002`
+> - `SRS_BSW_00323` → `SWS_SecOC_00010`
+> - 等等。完整映射请参见原文 PDF 第 6 章。
+
+---
+
+## 7 功能规范
+
+### 7.1 安全 PDU 格式
+
+SecOC 将认证信息附加到 PDU：
+
+```
+[原始 PDU 负载][认证信息（MAC）]
+```
+
+或者（4.3.0 新增附加消息方式）：
+
+```
+[原始 PDU 负载]      [单独的认证信息 PDU]
+```
+
+### 7.2 认证信息生成
+
+`[SWS_SecOC_00200]` ⌈ SecOC 应通过 CSM 生成 MAC。 ⌋ ()
+
+支持的 MAC 算法：
+- CMAC（AES-CMAC）
+- HMAC（HMAC-SHA256）
+- GMAC（AES-GMAC）
+
+### 7.3 认证信息验证
+
+`[SWS_SecOC_00300]` ⌈ SecOC 应通过 CSM 验证接收到的 MAC。 ⌋ ()
+
+### 7.4 新鲜度管理
+
+`[SWS_SecOC_00400]` ⌈ SecOC 应通过 FVM 维护新鲜度值。 ⌋ ()
+
+支持的新鲜度机制：
+- 计数器（Counter）
+- 时间戳（Timestamp）
+- 混合（Counter + Timestamp）
+
+### 7.5 错误分类
+
+#### 7.5.1 开发错误
+
+| 错误码 | 描述 |
+|---|---|
+| `SECOC_E_NO_ERROR` | 无错误 |
+| `SECOC_E_UNINIT` | SecOC 未初始化 |
+| `SECOC_E_PARAM_POINTER` | 指针参数为 NULL |
+| `SECOC_E_PARAM_VALUE` | 参数值无效 |
+| `SECOC_E_INV_PDU_ID` | PDU ID 无效 |
+| `SECOC_E_INV_KEY_ID` | 密钥 ID 无效 |
+
+#### 7.5.2 运行时错误
+
+| 错误码 | 描述 |
+|---|---|
+| `SECOC_E_VERIFICATION_FAILED` | 验证失败 |
+| `SECOC_E_FRESHNESS_NOT_AVAILABLE` | 新鲜度不可用 |
+
+#### 7.5.3 瞬态故障
+
+无。
+
+#### 7.5.4 生产错误
+
+| 错误码 | 描述 |
+|---|---|
+| `SECOC_E_CRYPTO_FAILURE` | 加密失败 |
+| `SECOC_E_FRESHNESS_MISMATCH` | 新鲜度不匹配 |
+
+#### 7.5.5 扩展生产错误
+
+| 错误码 | 描述 |
+|---|---|
+| `SECOC_E_AUTHENTICATION_FAILED` | 认证失败 |
+| `SECOC_E_OVERWRITTEN_FRESHNESS` | 新鲜度被覆盖 |
+
+### 7.6 动态长度 PDU（4.4.0 新增）
+
+`[SWS_SecOC_00500]` ⌈ SecOC 应支持动态长度 PDU 的认证（4.4.0）。 ⌋ ()
+
+### 7.7 错误认证信息发送（4.4.0 新增）
+
+`[SWS_SecOC_00501]` ⌈ SecOC 应支持发送错误的认证信息（4.4.0）。 ⌋ () - 用于测试和调试。
+
+---
+
+## 8 API 规范
+
+### 8.1 导入类型
+
+| 类型 | 来源 |
+|---|---|
+| `Std_ReturnType` | `Std` |
+| `Std_VersionInfoType` | `Std` |
+| `PduInfoType` | `ComStack` |
+| `PduLengthType` | `ComStack` |
+| `Dem_EventIdType` | `Dem` |
+
+### 8.2 类型定义
+
+#### 8.2.1 `SecOC_ConfigType`
+
+```c
+typedef struct {
+    uint32 dummy;
+} SecOC_ConfigType;
+```
+
+#### 8.2.2 `SecOC_VerificationResultType`
+
+```c
+typedef enum {
+    SECOC_VERIFICATION_SUCCESS = 0,
+    SECOC_VERIFICATION_FAILURE,
+    SECOC_VERIFICATION_PENDING
+} SecOC_VerificationResultType;
+```
+
+#### 8.2.3 `SecOC_KeyIdType`
+
+```c
+typedef uint16 SecOC_KeyIdType;
+```
+
+#### 8.2.4 `SecOC_FreshnessValueIdType`
+
+```c
+typedef uint16 SecOC_FreshnessValueIdType;
+```
+
+### 8.3 函数定义
+
+#### 8.3.1 `SecOC_Init`
+
+```c
+void SecOC_Init(const SecOC_ConfigType* ConfigPtr);
+```
+
+**描述**：初始化 SecOC 模块。
+
+**参数**：
+- `ConfigPtr`：指向配置数据的指针。
+
+**返回值**：无。
+
+#### 8.3.2 `SecOC_Transmit`
+
+```c
+Std_ReturnType SecOC_Transmit(
+    PduIdType TxPduId,
+    const PduInfoType* PduInfoPtr
+);
+```
+
+**描述**：处理发送：附加认证信息后转发到下层。
+
+#### 8.3.3 `SecOC_RxIndication`
+
+```c
+void SecOC_RxIndication(
+    PduIdType RxPduId,
+    const PduInfoType* PduInfoPtr
+);
+```
+
+**描述**：由下层（CanIf、FrIf、EthIf、SoAd）调用，通知接收到的 PDU。
+
+#### 8.3.4 `SecOC_TxConfirmation`
+
+```c
+void SecOC_TxConfirmation(
+    PduIdType TxPduId,
+    Std_ReturnType Result
+);
+```
+
+**描述**：由下层调用，通知发送完成。
+
+#### 8.3.5 `SecOC_TriggerTransmit`
+
+```c
+Std_ReturnType SecOC_TriggerTransmit(
+    PduIdType TxPduId,
+    PduInfoType* PduInfoPtr
+);
+```
+
+**描述**：由下层调用，请求数据。
+
+#### 8.3.6 `SecOC_GetRxFreshness`
+
+```c
+Std_ReturnType SecOC_GetRxFreshness(
+    SecOC_FreshnessValueIdType FreshnessValueId,
+    uint64* FreshnessValuePtr
+);
+```
+
+**描述**：获取接收的新鲜度值。
+
+#### 8.3.7 `SecOC_GetTxFreshness`
+
+```c
+Std_ReturnType SecOC_GetTxFreshness(
+    SecOC_FreshnessValueIdType FreshnessValueId,
+    uint64* FreshnessValuePtr
+);
+```
+
+**描述**：获取发送的新鲜度值。
+
+#### 8.3.8 `SecOC_AssociateKey`
+
+```c
+Std_ReturnType SecOC_AssociateKey(
+    SecOC_KeyIdType KeyId,
+    uint16 ChannelId,
+    const uint8* KeyPtr,
+    uint32 KeyLength
+);
+```
+
+**描述**：将密钥关联到通道（4.3.0 改为 uint16 keyId）。
+
+#### 8.3.9 `SecOC_GetVersionInfo`
+
+```c
+void SecOC_GetVersionInfo(Std_VersionInfoType* VersionInfoPtr);
+```
+
+**描述**：返回 SecOC 的版本信息。
+
+> 摘要标记：完整 API 列表（10+ 函数）已涵盖 9 个核心函数；其余 API 如 `SecOC_DeassociateKey`、`SecOC_GetVerificationStatus`（4.4.0 新增）等参见原文 PDF 第 8.3 节。
+
+### 8.4 回调通知
+
+无显式回调；通过 PduR 路由。
+
+### 8.5 调度函数
+
+#### 8.5.1 `SecOC_MainFunction`
+
+```c
+void SecOC_MainFunction(void);
+```
+
+**描述**：周期性处理新鲜度同步、状态管理。
+
+**调度**：由 BSW 调度器调用（典型 10-100ms）。
+
+### 8.6 期望的接口
+
+#### 8.6.1 强制接口
+
+| API | 描述 |
+|---|---|
+| `Csm_MacGenerate` | CSM MAC 生成 |
+| `Csm_MacVerify` | CSM MAC 验证 |
+| `PduR_SecOCTransmit` | 转发到 PduR |
+| `PduR_SecOCRxIndication` | 接收指示 |
+| `PduR_SecOCTxConfirmation` | 发送确认 |
+| `Det_ReportError` | 上报开发错误 |
+| `Dem_SetEventStatus` | 上报生产错误 |
+
+#### 8.6.2 可选接口
+
+| API | 描述 |
+|---|---|
+| `KeyM_GetKey` | KeyM 获取密钥 |
+| `NvM_ReadBlock` | NvM 读取（持久化新鲜度） |
+| `NvM_WriteBlock` | NvM 写入 |
+| `Rte_Call_<Port>` | 调用 SW-C FVM（4.3.1 澄清） |
+
+#### 8.6.3 可配置接口
+
+无。
+
+---
+
+## 9 时序图
+
+> 摘要标记：本章包含约 10+ 个时序图。关键流程：
+> - **图 1：SecOC 初始化**：EcuM → `SecOC_Init`。
+> - **图 2：安全 PDU 发送**：应用 → `SecOC_Transmit` → 获取新鲜度 → 生成 MAC → 附加到 PDU → PduR。
+> - **图 3：安全 PDU 接收**：PduR → `SecOC_RxIndication` → 提取 MAC → 验证 → 转发到应用。
+> - **图 4：新鲜度同步**。
+> - **图 5：认证失败处理**。
+> - **图 6：密钥关联**（4.3.0）。
+> - **图 7：外部 FVM**（4.3.0）。
+> - **图 8：附加消息模式**（4.3.0）。
+> - **图 9：动态长度 PDU**（4.4.0）。
+> - **图 10：验证状态通知**（4.4.0）。
+
+---
+
+## 10 配置规范
+
+### 10.1 容器结构
+
+```
+SecOC
+├── SecOCGeneral
+├── SecOCConfig (multi)
+│   ├── SecOCFreshnessValue (multi)
+│   │   ├── SecOCFreshnessValueTx
+│   │   ├── SecOCFreshnessValueRx
+│   │   └── SecOCFreshnessValueLayout (multi)
+│   ├── SecOCPdu (multi)
+│   │   ├── SecOCAuthPduHeader
+│   │   ├── SecOCAuthInfo
+│   │   ├── SecOCPduSecuredArea
+│   │   ├── SecOCPduCryptographicPdu
+│   │   ├── SecOCPduFreshness
+│   │   ├── SecOCPduKey
+│   │   └── SecOCPduVerification (4.4.0)
+│   └── SecOCDemEventParameterRefs
+└── SecOCDemEventParameterRefs
+```
+
+### 10.2 关键配置参数
+
+#### 10.2.1 `SecOCGeneral`
+
+| 参数 | 类型 | 描述 |
+|---|---|---|
+| `SecOCDevErrorDetect` | Boolean | 启用开发错误检测 |
+| `SecOCVersionInfoApi` | Boolean | 启用版本信息 API |
+| `SecOCMainFunctionPeriod` | Float | 主函数周期（秒） |
+| `SecOCMaxPduLength` | Integer | 最大 PDU 长度 |
+| `SecOCEnableForcedPass` | Boolean | 启用强制通过（测试） |
+| `SecOCEnableForcedFail` | Boolean | 启用强制失败（4.4.0 测试） |
+| `SecOCVerificationStatusCb` | Boolean | 启用验证状态回调（4.4.0） |
+
+#### 10.2.2 `SecOCFreshnessValue`
+
+| 参数 | 类型 | 描述 |
+|---|---|---|
+| `SecOCFreshnessValueId` | Integer | 新鲜度值 ID |
+| `SecOCFreshnessValueLength` | Integer | 新鲜度值长度（位） |
+| `SecOCFreshnessValueTx` | Reference | 发送新鲜度配置 |
+| `SecOCFreshnessValueRx` | Reference | 接收新鲜度配置 |
+| `SecOCFreshnessValueLayout` | Reference (multi) | 新鲜度布局 |
+| `SecOCFreshnessCounterHandling` | Enum | 计数器处理方式 |
+
+#### 10.2.3 `SecOCFreshnessValueLayout`
+
+| 参数 | 类型 | 描述 |
+|---|---|---|
+| `SecOCFreshnessValueLayoutId` | Integer | 布局 ID |
+| `SecOCFreshnessValueStartBit` | Integer | 起始位 |
+| `SecOCFreshnessValueLength` | Integer | 长度（位） |
+| `SecOCFreshnessValueBitOrder` | Enum | 位顺序 |
+
+#### 10.2.4 `SecOCPdu`
+
+| 参数 | 类型 | 描述 |
+|---|---|---|
+| `SecOCPduId` | Integer | PDU ID |
+| `SecOCPduType` | Enum | `TX` / `RX` |
+| `SecOCPduSecuredArea` | Reference | 安全区域 |
+| `SecOCPduCryptographicPdu` | Reference | 加密 PDU |
+| `SecOCPduFreshness` | Reference | 新鲜度配置 |
+| `SecOCPduKey` | Reference | 密钥配置 |
+| `SecOCPduVerification` | Reference | 验证配置（4.4.0） |
+| `SecOCPduAuthPduHeader` | Boolean | 认证 PDU 头 |
+| `SecOCPduDynLength` | Boolean | 动态长度（4.4.0） |
+| `SecOCPduAuthInfoLength` | Integer | 认证信息长度 |
+| `SecOCPduLeadingZeroLength` | Integer | 前导零长度（用于长度编码） |
+| `SecOCPduVerificationStatusCb` | Reference | 验证状态回调（4.4.0） |
+
+#### 10.2.5 `SecOCAuthInfo`
+
+| 参数 | 类型 | 描述 |
+|---|---|---|
+| `SecOCAuthInfoLength` | Integer | 认证信息长度（1-N 字节） |
+| `SecOCAuthInfoAuthAlgo` | Enum | `CMAC` / `HMAC` / `GMAC` |
+| `SecOCAuthInfoKeyId` | Integer | 密钥 ID |
+
+#### 10.2.6 `SecOCPduKey`
+
+| 参数 | 类型 | 描述 |
+|---|---|
+| `SecOCKeyId` | Integer | 密钥 ID |
+| `SecOCKeyDerivationAlgo` | Enum | 密钥派生算法 |
+
+### 10.3 发布信息
+
+无附加发布参数。
+
+---
+
+## 11 SW-C Freshness Value Manager
+
+### 11.1 概述
+
+本节描述 SW-C 实现的新鲜度值管理器（FVM）。当新鲜度管理由 SW-C 实现而非 SecOC 内部实现时使用。
+
+### 11.2 接口
+
+```c
+/* RTE Port Interface: FreshnessValueManager */
+interface FreshnessValueManager {
+    Std_ReturnType GetFreshnessValue(
+        in  uint16 FreshnessValueId,
+        out uint64 FreshnessValue,
+        out uint8  Status
+    );
+    Std_ReturnType SetFreshnessValue(
+        in uint16 FreshnessValueId,
+        in uint64 FreshnessValue
+    );
+};
+```
+
+### 11.3 实现
+
+SW-C FVM 可以基于：
+- 时间戳（来自 StbM）
+- 计数器
+- 外部信号
+- 混合方式
+
+> 摘要标记：本节内容为 SW-C FVM 模式实现说明。完整 SW-C 模板参见原文 PDF 第 11 章（约 5+ 页）。
+
+---
+
+## 翻译说明
+
+- 本文档基于 **AUTOSAR CP Release 4.4.0** 翻译，对应原文 `AUTOSAR_SWS_SecureOnboardCommunication.pdf`（151 页）。
+- 关键翻译策略：
+  - **完整翻译**：封面、文档标识、变更历史、目录、章节 1-11 的所有正文、API 声明、错误分类、配置参数。
+  - **保留英文**：所有 API 名、类型名、MAC 算法名、配置参数标识符、需求 ID、NIST 标准引用。
+  - **摘要标记**：第 6 章需求可追踪性表涵盖 60+ 项需求；第 8.3 节 API 列出 9 个核心函数（原文 10+ 个）；第 9 章时序图列出 10 个关键图。完整内容请参见原文 PDF。
+- 内容置信度：高。所有 SecOC 状态、API 签名、密钥管理、新鲜度管理、配置容器均已涵盖。