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@@ -0,0 +1,528 @@
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# EXP_MacroEncapsulationofInterpolationCalls — 插值调用宏封装说明
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| 文档元信息 | 值 |
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|------------|------|
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| 文档标题 | Macro Encapsulation of Interpolation Calls（插值调用的宏封装） |
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| 文档所有者 | AUTOSAR |
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| 文档责任方 | AUTOSAR |
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| 文档标识号 | 808 |
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| 文档状态 | Final（最终版） |
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| 所属 AUTOSAR 标准 | Classic Platform（经典平台） |
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| 所属标准发布版本 | 4.4.0 |
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| 发布版本 | AUTOSAR CP Release 4.4.0 |
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## 文档变更历史
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| 日期 | 发布版本 | 变更人 | 变更说明 |
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| 2018-10-31 | 4.4.0 | AUTOSAR Release Management | 编辑性修改 |
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| 2017-12-08 | 4.3.1 | AUTOSAR Release Management | 编辑性修改 |
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| 2016-11-30 | 4.3.0 | AUTOSAR Release Management | 初始发布 |
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## 目录
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1. [缩略语与缩写](#1-缩略语与缩写)
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2. [相关文档](#2-相关文档)
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- 2.1 [输入文档](#21-输入文档)
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- 2.2 [相关规范](#22-相关规范)
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3. [引言](#3-引言)
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4. [动机](#4-动机)
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5. [免责声明](#5-免责声明)
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6. [用例](#6-用例)
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- 6.1 [生成封装宏](#61-生成封装宏)
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- 6.2 [使用封装宏](#62-使用封装宏)
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7. [解决方案建议](#7-解决方案建议)
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- 7.1 [术语定义](#71-术语定义)
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- 7.2 [架构组件](#72-架构组件)
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- 7.3 [功能描述](#73-功能描述)
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## 1 缩略语与缩写
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| 缩写 | 描述 |
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| **DEM** | Diagnostic Event Manager（诊断事件管理器） |
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| **DET** | Default Error Tracer（默认错误追踪器） |
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## 2 相关文档
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### 2.1 输入文档
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- [1] AUTOSAR Layered Software Architecture, AUTOSAR_EXP_LayeredSoftwareArchitecture.pdf
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- [2] AUTOSAR General Requirements on Basic Software Modules, AUTOSAR_SRS_BSWGeneral.pdf
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- [3] AUTOSAR General Specification for Basic Software Modules, AUTOSAR_SWS_BSWGeneral.pdf
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- [4] AUTOSAR Methodology, AUTOSAR_TR_Methodology.pdf
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- [5] Requirements on Software Component Template, AUTOSAR_RS_SoftwareComponentTemplate.pdf
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### 2.2 相关规范
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- [1] Specification of Fixed Point Interpolation Routines, AUTOSAR_SWS_IFXLibrary.pdf
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- [2] Specification of Floating Point Interpolation Routines, AUTOSAR_SWS_IFLLibrary.pdf
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- [3] Specification of Run Time Environment, AUTOSAR_SWS_RTE.pdf
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## 3 引言
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插值例程被应用软件用于从已知点计算未知点。现有 AUTOSAR 插值例程支持两类功能：曲线（1D）和映射（2D）插值，包括整数和浮点两种实现。它为每个类别支持两种方法：插值和查找。此外，还支持称为曲线/映射组以及具有两种不同计算公式的固定曲线/映射的特殊变体，这些变体可以是插值（或）查找。
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插值例程是应用软件中频繁使用的例程。因此，插值例程的设计对软件开发工作有重大影响，将首先通过优化解决。说明文档"插值调用的宏封装"的开发旨在指导应用程序开发人员执行简化的 AUTOSAR 兼容和资源优化的插值例程调用。
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## 4 动机
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说明文档"MacroEncapsulationofInterpolationCalls"的动机是通过引入单一源原则简化例程处理。这将减少维护工作并避免错误使用导致 bug。它们是降低成本和提高质量的基础。
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## 5 免责声明
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本说明文档将库调用的宏封装表示为减少调用数学插值功能的应用程序开销的可能方法之一。本文档不强制用户仅使用宏封装进行插值调用。
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## 6 用例
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### 6.1 生成封装宏
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文档 AUTOSAR_TR_Methodology R4.2 说明了生成原子软件组件头文件的一般方法（图 1）。所提出的封装宏应保存在与"Application Header File"类似的"Encapsulation Macros Header File"中。
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**图 1：生成原子软件组件契约头文件**
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图 2 显示了与应用程序头文件的生成过程并行的生成过程。标记的块表示新增部分。宏封装生成器工具可作为组件 API 生成器工具（RTE）的附加组件来实现。两种工具的输入均来自 VFB 原子软件组件和软件组件内部行为的信息。
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生成的封装宏需要来自应用程序头文件的接口，例如以获取对曲线和映射的访问。因此，宏封装概念必须知道 RTE 生成接口的语法和结构。所提出的封装宏应保存在与"Application Header File"类似的"Encapsulation Macros Header File"中（参见图 2）。
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**图 2：封装宏头文件的生成过程**
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### 6.2 使用封装宏
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下表显示 IFX 库提供的应通过宏封装概念处理的所有类型的插值服务：
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| | Linear | Lookup | Fix (interval) | Fix (shift) | Lookup Fix (interval) | Lookup Fix (shift) |
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|------------------|:------:|:------:|:--------------:|:-----------:|:---------------------:|:------------------:|
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| Curve | x | x | x | x | x | x |
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| Map | x | x | x | x | x | x |
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| Grouped Curve | x | x | | | | |
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| Grouped Map | x | x | | | | |
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| Axis Search | x | | | | | |
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下表显示 IFL 库提供的应通过宏封装概念处理的所有类型的插值服务：
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| | Linear | Lookup | Fix (interval) | Fix (shift) | Lookup Fix (interval) | Lookup Fix (shift) |
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|------------------|:------:|:------:|:--------------:|:-----------:|:---------------------:|:------------------:|
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| Curve | x | | | | | |
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| Map | x | | | | | |
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| Grouped Curve | x | | | | | |
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| Grouped Map | x | | | | | |
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| Axis Search | x | | | | | |
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**插值方法：**
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- **Linear（线性）**：考虑两个数据点对结果进行插值
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- **Lookup（查找）**：无插值，返回条目数据点
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- **Fix（固定）**：无显式轴可用，分布点通过 Offset 和 Shift 或 Offset 和 Interval 计算
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- **Lookup Fix（查找固定）**：Lookup 和 Fix 的混合
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**插值计算：**
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- Curve / Map：集成式数据点搜索和插值
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- Grouped Curve / Grouped Map：分布式数据点搜索和插值
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对于分组插值方法，数据点搜索与插值计算分开。数据点搜索产生一个结构，其中包含索引和比率信息。此信息可用于曲线插值、曲线查找插值、映射插值和映射查找插值。目前，本文档详细说明线性曲线和映射插值。其他类型的插值可以类似处理，但本文档中未作规定。
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## 7 解决方案建议
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### 7.1 术语定义
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本概念将提供一个额外的头文件，即"Encapsulation Macros Header File"。它包含生成的宏，用于封装曲线和映射插值例程的调用。
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没有提供其他新术语。
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### 7.2 架构组件
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#### 7.2.1 封装宏头文件
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| 项 | 内容 |
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|----|------|
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| **Artifact（工件）** | Encapsulation Macros Header File |
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| **Package（包）** | AUTOSAR Root::M2::Methodology::MethodologyLibrary::Component::Work Products |
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| **Brief（简要）** | Header generated for an AtomicSoftwareComponentType from Macro Encapsulation Generator Tool after the RTE contract phase. |
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| **Description（描述）** | Header generated for an AtomicSoftwareComponentType from Macro Encapsulation Generator Tool after the RTE contract phase. It represents the complete encapsulation macro interfaces between the component code and the RTE (calls into the RTE as well as prototypes called by the RTE). All calls of encapsulation interpolation routines are routed through this header. |
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| **Kind（类型）** | Code |
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| **Relation Type（关系类型）** | Related Element、Mul.（多重性）、Note（备注） |
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| | AggregatedBy：Delivered Software Component；Mul. = 1 |
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| | ParameterOut：Generate Atomic Software Component Contract Header Files；Mul. = 1；Meth.bindingTime = CodeGenerationTime |
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| | ParameterIn：Compile Atomic Software Component；Mul. = 1；Meth.bindingTime = CodeGenerationTime |
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头的名称将具有以下形式："`<component>_Elc.h`"，其中 `<component>` 是为其生成头的组件的名称。
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### 7.3 功能描述
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#### 7.3.1 基本概念描述
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##### 7.3.1.1 封装概念原理
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为说明封装宏，下面演示了曲线插值的处理示例。（给定的名称可能不符合命名约定，因为重点放在概念原理上。）假设特定 SWC 组件的数据规范（VFB 原子软件组件描述）定义了一个名为"IgnitionCurve"的数据原型。此数据原型的类型为 `IgnitionCurveType`，包括其 x 和 y 轴。`ApplicationDataType` 对应于一个 `ImplementationDataType`（例如 "GenericCurve"）。此 `ImplementationDataType` 规定了结果结构的详细信息，包括其 `BaseType`（例如曲线值的数据类型为 uint8，x 轴使用 sint16，如下例所示）。
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如下所示的插值服务的原型：
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```c
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uint8 Ifx_IntIpoCur_s16_u8(sint16 Xin, sint16 N, const sint16* X_Array, const uint8* Val_Array)
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```
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其中：
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- `Xin`：输入值
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- `N`：轴点数
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- `X_Array`：指向 X 分布的指针
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- `Val_Array`：指向曲线值的指针
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**没有封装概念**的情况下，插值服务必须按以下方式调用：
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```c
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CurveValue = Ifx_IntIpoCur_s16_u8(X_input, Curve.N, Curve.Axis, Curve.Values);
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```
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封装概念现在提供了一个宏来封装插值服务调用：
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```c
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CurveValue = Elc_Get_myRunnable_IgnitionCurve();
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```
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因为封装宏按如下方式生成：
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```c
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#define Elc_Get_myRunnable_IgnitionCurve \
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Ifx_IntIpoCur_s16_u8(X_input, \
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Curve.N, \
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Curve.Axis, \
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Curve.Values);
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```
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参数的顺序不是隐式的；需要通过语义映射的显式行为（详情在 7.3.2.3 中定义）。要为插值服务的单个参数提供值和指针，使用 RTE 访问。例如：`Rte_CData()`。
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##### 7.3.1.2 概念决策
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通常有两种类型的参数：
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- 第一种类型是曲线或映射的输入值。
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- 第二种类型是相应曲线或映射的值和指针。
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输入值通常源自表示为 ApplicationDataType 的物理值。但是，在调用插值例程之前，这些输入值可能会被轻微预处理。在这种情况下，使用不通过 RTE 契约阶段的局部变量调用插值例程。需要显式通信，但就资源而言成本很高。这将使插值调用的完整封装变得复杂，应避免。
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相应曲线或映射的值和指针的参数不会产生问题。这些参数具有更内部的视图，因为它们源自通过 RecordLayout 描述的曲线或映射的内存表示。
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为了限制输入值处理的复杂性，有两种替代方案：
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**方案 1**：生成的宏具有输入值的参数
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```c
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CurveValue = Elc_Get_myRunnable_IgnitionCurve(local_input);
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```
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或
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```c
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CurveValue = Elc_Get_myRunnable_IgnitionCurve(Rte_X_input);
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```
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**方案 2**：在不带参数的宏调用之前使用临时变量
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```c
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local_input = X_input;
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```
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或
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```c
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local_input = Rte_X_input;
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CurveValue = Elc_Get_myRunnable_IgnitionCurve();
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```
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在方案 2 中，必须具有临时变量名称的特定知识，因为此变量在生成的宏中是固定的。这可能过于复杂，因此选择方案 1。
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注意，这些宏是特定于 SWC 的，因此应应用特定的命名方案。只有曲线或映射的输入值必须由用户提供。插值例程的其余参数和插值例程本身从生成的宏封装。此信息可以从数据规范中提取。使用此方法可消除由不一致定义引起的错误引入。此外，SWC 组件的软件开发人员可以完全从存储分配和例程分配（自动执行）中解放出来。因此，软件开发工作显著减少。
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##### 7.3.1.3 宏生成所需的信息
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基于第 7 章中的概念决策，要生成的宏如下所示。
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（曲线示例）：
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```c
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#define Elc_Get_{Runnable}_{Accesspoint} {RoutineName}((X), \
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{ImplTypeStruct}.{N}, \
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{ImplTypeStruct}.{Axis}, \
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{ImplTypeStruct}.{Values}
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```
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要生成此宏，需要以下信息：
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- **生成的宏的名称**：`Elc_Get_myRunnable_{NameOfAccessPoint}`。生成的宏是针对每个访问点单独生成的。
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- **插值例程的名称**：`{RoutineName}`。插值例程的名称取决于插值例程的类型以及轴和输出值的数据类型。轴和插值输出值的数据类型的每种组合都具有单独的实现和插值例程的单独名称。创建插值例程的名称是此概念中最复杂的部分。
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例如，必须区分以下曲线插值例程：
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```
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Ifx_IntIpoCur_U8_U8
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Ifx_IntIpoCur_U8_U16
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Ifx_IntIpoCur_U8_S8
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Ifx_IntIpoCur_U8_S16
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Ifx_IntIpoCur_U16_U8
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Ifx_IntIpoCur_U16_U16
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||||
Ifx_IntIpoCur_U16_S8
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Ifx_IntIpoCur_U16_S16
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||||
Ifx_IntIpoCur_S8_U8
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Ifx_IntIpoCur_S8_U16
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||||
Ifx_IntIpoCur_S8_S8
|
||||
Ifx_IntIpoCur_S8_S16
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||||
Ifx_IntIpoCur_S16_U8
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||||
Ifx_IntIpoCur_S16_U16
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Ifx_IntIpoCur_S16_S8
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Ifx_IntIpoCur_S16_S16
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```
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- **插值例程的参数**：`{ImplTypeStruct}.{N}` 等。提供插值例程的参数。RTE 根据 `ImplementationDataType` 和基于 `SwRecordLayout` 生成一个结构。宏封装工具必须生成对轴点数、轴以及曲线或映射值的访问。插值例程所需的指针数量因插值类型而异。
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轴点数的数据类型具有特殊相关性。不需要显式定义此信息，但必须在 ImplementationDataType 中严格定义。第 7.3.1.9 章给出了定义分布点数数据类型的规则。
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##### 7.3.1.4 获取宏生成信息的概述
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图 3 说明了宏封装概念工作流的粗略概述。图片预示哪些信息必须由概念准备，哪些信息在 AUTOSAR 的元模型中仍然可用。
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**图 3：基于元模型的封装概念工作流概述**
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从 DataAccessPoint 开始，必须收集所有信息以生成封装插值例程调用的宏。在 DataAccessPoint，可以知道将使用哪个插值例程以及哪些值应为插值例程的输入和输出。访问点的名称可以直接从 DataAccessPoint 中选择。插值例程的名称取自 BswModuleEntry。BswModuleEntry 通过 `InterpolationRoutineMapping`、`RecordLayout` 和 `ApplicationDataTypes` 与 DataAccessPoint 相关联。RTE 访问宏和数据类型可以从通过 `DataTypeMap` 和 `ApplicationDataTypes` 链接到 DataAccessPoint 的 `ImplementationDataTypes` 派生。
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插值例程根据输入和输出值的数据类型而变化。到目前为止，没有 AUTOSAR SWS 描述使用 ApplicationDatatypes、SwRecordlayouts 和 ImplementationDataTypes 相对应的插值例程指定 BswModuleEntry 的完整机制。为了使宏封装概念可以使用 BswModuleEntry 的内容，必须定义它。如何执行此操作的概念将在下一章中描述。
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##### 7.3.1.5 非歧义 InterpolationRoutineMapping
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在某些场景下，InterpolationRoutineMapping 不明确，相同的 RecordLayout 适合多个插值函数。在此场景中，从数据规范的角度看，宏封装工具不清楚使用哪种插值例程。曲线或映射可以插值或仅使用查找行为。原因在于曲线或映射在内存中的数据在两种情况下仍然相同。用户仅在 ARXML 中指定曲线或映射的数据和属性，然后在代码中通过调用相关插值例程来选择插值的种类。
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例如：`Ifx_IntIpoCur_s16_s16` 和 `Ifx_IntLkUpCur_s16_s16`。
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这种非歧义场景的可能解决方案是，宏封装工具为不同的插值例程生成多个宏。在这种情况下，宏应具有不同的名称以区分不同种类的插值例程。
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示例，考虑 `Ifx_IntIpoCur_s16_s16` 和 `Ifx_IntLkUpCur_s16_s16`：
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```c
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#define Elc_Get_myRunnable_IgnitionCurve_Ipo \
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Ifx_IntIpoCur_s16_s16(X_input, \
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Curve.N, \
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Curve.Axis, \
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Curve.Values);
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#define Elc_Get_myRunnable_IgnitionCurve_Lkup \
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Ifx_IntLkUpCur_s16_s16(X_input, \
|
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Curve.N, \
|
||||
Curve.Axis, \
|
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Curve.Values);
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```
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用户现在可以调用：
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```c
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CurveValue = Elc_Get_myRunnable_IgnitionCurve_Ipo(); // 用于插值方法
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// 或
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CurveValue = Elc_Get_myRunnable_IgnitionCurve_Lkup(); // 用于查找方法
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```
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##### 7.3.1.6 BswModuleEntry 的一般信息
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BswModuleEntry 表示 BSW 模块或集群的单个 API 入口（C 函数原型）。对于 IFX 和 IFL，BswModuleEntry 是对插值例程的引用，并源自 AUTOSAR 在 SWS 文档中定义的插值 API。
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例如，`IntIpoCur_u16_u16` 对应于 API `Ifx_IntIpoCur_u16_u16`。
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更多信息可在 AUTOSAR 蓝图文件中的 `AUTOSAR_MOD_GeneralBlueprints.zip` 中的以下文件获得：
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- `AUTOSAR_MOD_BswModuleEntrys_Blueprint.arxml`
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- `AUTOSAR_MOD_IFX_RecordLayout_Blueprint.arxml`
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- `AUTOSAR_MOD_IFL_RecordLayout_Blueprint.arxml`
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图 4 和图 5 描述了具有不同焦点的完整概述。
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**图 4：用于查找正确 BswModuleEntry 的完整元模型概述**
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**图 5：专注于 SwCalprms 的完整元模型概述，用于查找正确的 BSWModuleEntry**
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##### 7.3.1.7 插值例程和记录布局
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记录布局和插值例程之间的关系在 `InterpolationRoutineMappingSet` 中规定。插值例程表示为 `BswModuleEntry` 并实现特定的插值方法，该方法在 `InterpolationRoutine` 的 `shortLabel` 中表示。预期的插值方法在 `SwDataDefProps` 的 `InterpolationMethod` 中表示。
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图 6 显示了将记录布局映射到特定插值例程的元模型（注意：此图取自 `AUTOSAR_TPS_SoftwareComponentTemplate` 说明，5.53）。
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**图 6：记录布局和插值例程的映射**
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图 7 显示了实现为两个连续数组的曲线。曲线或映射的结构和内存表示在数据规范级别上通过 `RecordLayout` 描述。图 7 取自 `AUTOSAR_TPS_SoftwareComponentTemplate`，图 5.48。
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**图 7：实现为两个连续数组的曲线**
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##### 7.3.1.8 插值例程名称的结构
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插值例程的名称具有基于固有语义的定义构建约定。
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**示例：**
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- `Ifx_IntIpoCur_u8_s8`
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- `Ifl_IntIpoMap_f32f32_f32`
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名称的结构如下：
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```
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{ModuleID}_{Method}{Type}_{InputDataType(s)}_{OutputDataType}
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```
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各个命名部分的描述如下：
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- **{ModuleID}**
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仅有两个可能的模块 ID：
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- "Ifx" 表示整数插值
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- "Ifl" 表示浮点插值
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不打算混合整数和浮点插值。
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- **{Method}**
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有不同的方法可用。建议使用转换映射以获得特定方法与插值例程名称的方法部分之间的映射。该方法在 `ApplicationDataType.interpolationMethod` 中描述。
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例如：Linear → IntIpo，Lookup → IntLkUp
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- **{Type}**
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如果必须对曲线或映射执行插值，则可以通过 `ApplicationDataType.category` 的类别进行选择。
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类别 CURVE → Cur，MAP → Map
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- **{InputDataType(s)}**
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借助 `ImplementationDataTypeElements`，可以识别输入的数据类型。此外，轴的类型可以通过 `DataTypeMap` 从 `ApplicationDataTypes.valueAxisDataType` 的数据类型派生。
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图 8 可视化了 DataTypes 和 SwRecordLayouts 之间的依赖关系，取自 `AUTOSAR_TPS_SoftwareComponentTemplate` 图 5.33。
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**图 8：DataTypes 和 SwRecordLayouts 的依赖关系**
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提示：轴值的数据类型可能与曲线的输入值的数据类型不同。
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- **{OutputDataType}**
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输出数据类型取决于访问点的数据类型。
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- 有了这个原则，BswModuleEntry 可以在 `InterpolationRoutineMapping` 内填充。宏封装生成器工具可以假定插值例程的名称存在于 BswModuleEntry 中。
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##### 7.3.1.9 轴点数的数据类型
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宏封装概念不需要显式使用此数据类型，但插值例程对轴点数的参数应用特殊的数据类型。此外，轴点数是位于内存中以及曲线或映射的轴和值的元素。因此，当从 ApplicationDataType 派生 ImplementationDataType 时，必须定义轴点数的数据类型。
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确定轴点数的数据类型的规则非常简单：轴点数获得与第一个轴相同的数据类型。
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**对曲线的影响：**
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曲线只有一个轴。因此，轴点数的数据类型与 x 轴相同。如果 x 轴是 sint8 轴，则轴点数也将是 sint8 数据类型。显然，负的轴点数没有意义，但 127 个轴点应该足够。如果轴是 uint8、sint16 或 uin16 类型，则轴点数也使用相同的数据类型。
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**对映射的影响：**
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映射有两个轴。这里 x 和 y 轴的轴点数获得 x 轴的数据类型。这样做是为了避免 ImplementationDataType 定义中的填充字节。要进一步理解这一点，必须进行定义。ImplementationDataType 内元素的顺序具有明确定义的序列。首先必须定义具有轴点数的元素，然后是轴/轴，最后定义曲线或映射的值。ImplementationDataType 的实现可以作为结构或数组完成。示例：
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```c
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Struct
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{
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uint8 Nx;
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uint8 Ny;
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uint8 AxisX[];
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uint16 AxisY[];
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sint8 Values[];
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} Map;
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```
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假设使用具有自然对齐的处理器（"自然对齐"意味着任何元素至少与自身大小的倍数对齐。例如，4 字节对象与 4 的倍数地址对齐，8 字节对象与 8 的倍数地址对齐，等等）内存元素，Nx 和 Ny 之间不需要间隙字节。如果 Ny 与 Y 轴的类型相同，则 Nx 和 Ny 之间会有一个填充字节。
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#### 7.3.2 宏封装概念的实现
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本章介绍如何生成封装宏以及如何获取所需的信息。本章参考第 7.3.1.3 章，其中描述了宏封装所需的信息。
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必须生成三部分：
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- 封装宏的名称
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- 插值例程的名称
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- 插值例程的参数
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生成的宏的抽象形式：
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```c
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#define {NameOfMacro} {RoutineName}((X),{Parameters})
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```
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生成的宏的详细信息（使用曲线的示例）：
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```c
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#define Elc_Get_{Runnable}_{NameOfAcessPoint} {RoutineName}(X)((X), \
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{RteAccess}.{N}, \
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{RteAccess}.{Axis}, \
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{RteAccess}.{Values}
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```
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##### 7.3.2.1 封装宏名称的生成
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封装宏的名称源自访问点的名称和根据以下模式的后缀：
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```
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Elc_Get_{NameOfRunnable}_{NameOfAcessPoint}
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```
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在此上下文中，图 9 显示了对校准端口的可运行访问。此图取自 `AUTOSAR_TPS_SoftwareComponentTemplate`，7.29。
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**图 9：可运行实体对校准端口的访问**
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##### 7.3.2.2 插值例程名称的生成
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插值例程的名称在元模型中定义为 BSWModuleEntry。宏封装生成器工具必须按以下顺序解析元模型以获取插值例程的名称：
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1. 从 DataAccess → RunnableEntity → ParameterAccess 开始
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2. 通过 AutosarParameterRef 可以找到 DataPrototype
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3. 通过 AutosarDataPrototype 可以找到 AutosarDataType
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4. AutosarDataType 与 SwDataDefProps 有关系
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5. 通过 SwDataDefProps 选择 SwRecordLayout
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6. 通过 SwRecordLayout 和 InterpolationRoutineMapping 以及 InterpolationRoutine，可以在 BSWModuleEntry 中找到所需的插值例程候选调用。
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7. 最后，通过匹配 ImplementationDataType 的数据类型来确定适当的 InterpolationRoutine。
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名称的结构如下：
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```
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{ModuleID}_{Method}{Type}_{InputDataType(s)}_{OutputDataType}
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```
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##### 7.3.2.3 类别为 STRUCTURE 的 ImplementationDataType 的插值例程参数生成
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如第 7.3.1.2 章概念决策中所决定的，曲线或映射插值的输入变量未封装。通常，它们可通过 `DataAccess.dataDefProperties.swCalprmAxisSet.variableRef` 获得。
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仅生成轴点数、轴指针和曲线或映射值指针的参数。要获取这些参数，使用 RTE 生成的信息。
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RTE 根据作为相应曲线或映射的 SwRecordLayout 基础的 ImplementationDataType 生成 typedef 和结构。宏封装生成器工具必须知道与 RTE 相同的方法，以便从 ImplementationDataType 派生 typedef 和结构以能够使用该信息。
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默认情况下，RTE 为类别属性设置为"STRUCTURE"的每个 ImplementationDataType 在 RTE 数据类型头文件 `Rte_Type.h` 中生成以下 typedef。这在"RTE Contract"和"RTE Generation"阶段完成。
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```c
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typedef struct { <elements> } <name>;
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```
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其中 `<elements>` 是记录元素规范，`<name>` 是结构实现数据类型的 `shortName`。对于由一个 `ImplementationDataTypeElement` 定义的每个记录元素，定义一个记录元素规范 `<elements>`。记录元素规范根据输入配置中相关 `ImplementationDataTypeElements` 的顺序排序。后续记录元素用分号分隔。RTE 确保结构及其元素的名称是唯一的。不使用前缀 `Rte_`，因为类型名称表示 AUTOSAR 数据类型。
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基于这样的 typedef，在 `Rte.c` 文件中生成一个定位结构。使用标准 RTE 访问来寻址结构的元素。
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需要澄清的一点是如何将 ImplementationDataType 的元素映射到插值例程的关联参数。一方面，ImplementationDataType 的元素可以以任意顺序定义，另一方面，插值例程的参数顺序是固定的。必须有一个映射，使得 ImplementationDataType 的元素适合插值例程的正确参数。例如，描述轴点数的元素必须适合具有相同表示的插值例程的参数。
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要处理此关系，有两种可能的处理方法：
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- 在元模型中需要新的映射，以定义关于 ImplementationDataType 的相应元素的参数序列顺序
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- 或者必须定义命名约定以具有特定元素行为的定义良好的名称
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将选择命名约定，因为它更易于定义和实现，并且元模型不需要扩展。下表显示了 ImplementationDataType 的串联和插值例程参数的命名约定。
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| 参数 | 定义的名称 |
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|------|------------|
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| x 轴点数 | Nx |
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| y 轴点数 | Ny |
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| X 轴 | AxisX |
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| Y 轴 | AxisY |
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| 曲线或映射的值 | Values |
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##### 7.3.2.4 类别为 ARRAY 的 ImplementationDataType 的插值例程参数生成
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在某些方法中，曲线（例如）的 ImplementationDataType 不是 STRUCTURE 而是 ARRAY。显然，这要求轴点数、轴点、值使用相同的原始数据类型。
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尽管如此，在这种情况下，第 7.3.2.3 章中描述的命名约定并不完全适用。因此，需要通过基于 SwRecordLayout 和相应曲线/映射的当前大小的某种"地址计算"来确定实现数组中的所需位置。可以根据第 7.3.2.3 章和记录布局中的命名约定找到大小元素的位置。
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## 翻译说明
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1. 本文档为 AUTOSAR CP Release 4.4.0 的插值调用宏封装说明文档（EXP）。
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2. 所有 API 标识符（如 `Ifx_IntIpoCur_s16_u8`、`Ifl_IntIpoMap_f32f32_f32`、`Elc_Get_myRunnable_IgnitionCurve`）保留英文原名。
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||||
3. 数据类型（`uint8`、`uint16`、`sint8`、`sint16`、`float32`）保留英文原名。
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4. 章节中包含的所有 C 代码片段按原文翻译并保留格式。
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5. AUTOSAR 方框符 `⌈⌋` 已保留。
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6. 本文档为说明性文档（Explanatory Document），主要描述宏封装的概念和实现方法。
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7. 文档涵盖 7 个主要章节：缩略语、相关文档、引言、动机、免责声明、用例、解决方案建议。
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8. 解决方案部分详细描述了宏封装概念的基本原理（7.3.1）和实现细节（7.3.2）。
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@@ -0,0 +1,421 @@
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# SRS_Libraries — 库需求规范
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| 文档元信息 | 值 |
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|------------|------|
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| 文档标题 | Requirements on Libraries（库需求） |
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| 文档所有者 | AUTOSAR |
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| 文档责任方 | AUTOSAR |
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| 文档标识号 | 314 |
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| 文档状态 | Final（最终版） |
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| 所属 AUTOSAR 标准 | Classic Platform（经典平台） |
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| 所属标准发布版本 | 4.4.0 |
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| 发布版本 | AUTOSAR CP Release 4.4.0 |
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## 文档变更历史
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| 日期 | 发布版本 | 变更人 | 变更说明 |
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|------|----------|--------|----------|
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| 2018-10-31 | 4.4.0 | AUTOSAR Release Management | 编辑性修改 |
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| 2017-12-08 | 4.3.1 | AUTOSAR Release Management | 编辑性修改 |
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| 2016-11-30 | 4.3.0 | AUTOSAR Release Management | 移除需求 SRS_LIBS_00006；添加需求追踪章节；添加有关 64 位 CRC 的详细信息 |
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||||
| 2014-10-31 | 4.2.1 | AUTOSAR Release Management | 移除"5.1.7"章节；为 CRC 库添加多项式 |
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||||
| 2013-10-31 | 4.1.2 | AUTOSAR Release Management | 编辑性修改；缩小 SRS_LIBS_08535 的范围：仅提供当前元素 |
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||||
| 2013-03-15 | 4.1.1 | AUTOSAR Administration | 正式修订需求追踪；修复不一致的需求表；根据 TPS 标准化模板进行正式更新；将 SRS 需求链接到新功能文档 |
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||||
| 2011-12-22 | 4.0.3 | AUTOSAR Administration | 更正拼写错误：使用 E2E 代替 E2e（第 1 章第 6 页） |
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||||
| 2010-09-30 | 3.1.5 | AUTOSAR Administration | 扩大初始文档范围为一般库需求；引入错误处理；引入 E2E profile；修订法律免责声明 |
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||||
| 2008-08-13 | 3.1.1 | AUTOSAR Administration | 修订法律免责声明；从"Requirements on CRC Routines"重命名为"Requirements on Libraries" |
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||||
| 2007-12-21 | 3.0.1 | AUTOSAR Administration | 初始发布：从"Requirements on Memory Services"中分离出来 |
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## 目录
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1. [文档范围](#1-文档范围)
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2. [使用的约定](#2-使用的约定)
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3. [缩略语与缩写](#3-缩略语与缩写)
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4. [功能概述](#4-功能概述)
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- 4.1 [CRC 库](#41-crc-库)
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||||
- 4.2 [SW-C 端到端通信保护库](#42-sw-c-端到端通信保护库)
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||||
5. [需求追踪](#5-需求追踪)
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||||
6. [需求规范](#6-需求规范)
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||||
- 6.1 [功能需求](#61-功能需求)
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||||
- 6.2 [非功能需求](#62-非功能需求)
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||||
7. [参考文献](#7-参考文献)
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## 1 文档范围
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本文档规定了对 AUTOSAR 库的需求。它适用于 AUTOSAR 规定的所有库：
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| 库简称 | 描述 |
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|--------|------|
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| **Mfx** | Mathematical FiXed point calculations（数学定点计算库） |
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| **Mfl** | Mathematical FLoating point calculations（数学浮点计算库） |
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| **Ifx** | Interpolation functions of FiXed point（定点插值函数库） |
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||||
| **Ifl** | Interpolation functions of FLoating point（浮点插值函数库） |
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||||
| **Bfx** | Bit handling（位处理库） |
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| **Efx** | Extended functions on Fixed point（定点扩展函数库） |
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| **Crc** | CRC routines（CRC 例程库） |
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| **E2E** | SW-C End-to-End Communication Protection Library（SW-C 端到端通信保护库） |
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||||
每个库都有其独立的 SWS，但本 SRS 文档适用于所有库。
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对所有实现而言，遵循所有需求是强制性的。"可配置"也意味着该需求必须被满足，但此类功能如果不需要在 ECU（BSW 或 SW-C）中使用，则可以被禁用。
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本文档最初专用于 CRC 例程。为了保持可追溯性，CRC 需求仍然存在，但在专门的章节中。
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## 2 使用的约定
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- AUTOSAR 文档中的需求表示遵循 [TPS_STDT_00078] 中指定的表。
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- 在需求中，应使用以下特定语义（基于互联网工程任务组 IETF）：
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本文档中的关键词 "MUST"、"MUST NOT"、"REQUIRED"、"SHALL"、"SHALL NOT"、"SHOULD"、"SHOULD NOT"、"RECOMMENDED"、"MAY" 和 "OPTIONAL" 应解释为：
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- **SHALL**：该词表示该定义是规范的绝对要求。
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- **SHALL NOT**：该短语表示该定义是规范的绝对禁止。
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- **MUST**：该词表示由于法律原因该定义是规范的绝对要求。
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||||
- **MUST NOT**：该短语表示由于法律约束该定义是规范的绝对禁止。
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||||
- **SHOULD**：该词或形容词 "RECOMMENDED" 表示在特定情况下可能存在有效理由忽略特定项目，但在选择不同方案之前必须充分理解并仔细权衡其影响。
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||||
- **SHOULD NOT**：该短语或短语 "NOT RECOMMENDED" 表示在特定情况下特定行为可能是可接受的或甚至有用，但在实现任何以此标签描述的行为之前，应充分理解其影响并仔细权衡该情况。
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||||
- **MAY**：该词或形容词 "OPTIONAL" 表示某项是真正可选的。一个供应商可能选择包含该项目，因为特定市场需要它，或者因为供应商认为它增强了产品，而另一个供应商可能省略同一项。不包含特定选项的实现必须准备好与包含该选项的另一实现互操作（但可能功能降低）。同样，包含特定选项的实现必须准备好与不包含该选项的另一实现互操作（当然，该选项提供的功能除外）。
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## 3 缩略语与缩写
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本文档中使用的所有技术术语（除下表所列之外）都可以在官方 AUTOSAR 词汇表 [] 中找到。
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具有局部范围、因此未包含在 AUTOSAR 词汇表中的缩略语和缩写出现在下面的词汇表中。
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| 缩写 | 描述 |
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|------|------|
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| **API** | Application Programming Interface（应用程序编程接口）。首选术语是"function"（函数）。 |
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| **AR** | 缩写，用于代替 AUTOSAR |
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| **AR_** | （前缀） |
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| **BFX** | Library of Bit handling（位处理库） |
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| **CRC** | Cyclic Redundancy check（循环冗余校验） |
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| **DET** | Default Error Tracer（默认错误追踪器） |
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| **E2E** | End to End（端到端） |
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| **EcuM** | ECU Manager（ECU 管理器） |
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| **EFX** | Extended function on Fixed point（定点扩展函数） |
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| **IFL** | Interpolation functions of FLoating point（浮点插值函数） |
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| **IFX** | Interpolation functions of FiXed point（定点插值函数） |
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| **Library** | 可从任何模块（BSW 模块或 SW-C）调用的 API（即函数）集 |
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| **MFL** | Mathematical FLoating point calculation（数学浮点计算） |
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| **MFX** | Mathematical FiXed point calculation（数学定点计算） |
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| **OS** | Operating System（操作系统） |
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## 4 功能概述
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AUTOSAR 库为其他 BSW 模块和应用 SW-C 提供数学服务。
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这些库提供可从源代码调用的 C 函数，即从 BSW 模块、SW-C、RTE 或复杂驱动程序中调用。
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### 4.1 CRC 库
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CRC 库提供用于 8 位、16 位、32 位和 64 位 CRC（循环冗余校验）计算的函数。CRC 库可在以下方面进行缩放：
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- 基于表的计算（快速，但代码大小较大）
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- 运行时计算（较慢，但代码大小较小）
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- 不同的标准 CRC 生成多项式
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汽车微控制器已经支持硬件支持的 CRC 计算。
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### 4.2 SW-C 端到端通信保护库
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SW-C 端到端通信保护库（简称：E2E 库）提供用于检测安全相关 SW-C 之间（安全相关）通信中错误的功能。保护是通过保护 SW-C 之间交换的安全相关数据元素来实现的，并且保护/检查信号的责任在于直接调用 E2E 库的 SW-C（应用程序）。该库应可在 SW-C 间通信使用的任何通信堆栈上工作，目前包括 FlexRay、CAN 和 LIN。将来，当添加更多通信堆栈时，可能需要添加更多 E2E profile。
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## 5 需求追踪
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| 需求 | 描述 | 由以下需求满足 |
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|------|------|----------------|
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| RS_BRF_01024 | AUTOSAR 应提供公共符号的命名规则。 | SRS_LIBS_00011 |
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| RS_BRF_01128 | AUTOSAR 应允许在所有 BSW 模块初始化之前启动软件组件。 | SRS_LIBS_00002 |
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||||
| RS_BRF_01192 | AUTOSAR 应记录使用 RTE 和 BSW 时存在的所有架构约束。 | SRS_LIBS_00007 |
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||||
| RS_BRF_01240 | AUTOSAR OS 应支持 OSApplications 之间的通信。 | SRS_LIBS_00003 |
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||||
| RS_BRF_01440 | AUTOSAR 服务应支持系统诊断功能。 | SRS_LIBS_00013 |
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||||
| RS_BRF_02072 | AUTOSAR 应提供在汽车领域广泛使用的通用功能作为库。 | SRS_LIBS_00015 |
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||||
| RS_BRF_02080 | AUTOSAR 库应使用 C 接口。 | SRS_LIBS_00001, SRS_LIBS_00004, SRS_LIBS_00005, SRS_LIBS_00012 |
|
||||
| RS_BRF_02088 | AUTOSAR 库功能应是可重入的。 | SRS_LIBS_00003, SRS_LIBS_00009 |
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||||
| RS_BRF_02096 | AUTOSAR 应提供循环冗余校验和的校验和计算作为库。 | SRS_LIBS_00008, SRS_LIBS_00016, SRS_LIBS_08518, SRS_LIBS_08521, SRS_LIBS_08525, SRS_LIBS_08526 |
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||||
## 6 需求规范
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### 6.1 功能需求
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#### 6.1.1 配置
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**6.1.1.1 [SRS_LIBS_00001] 每个库函数的功能行为不应可配置**
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| 项 | 内容 |
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|----|------|
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| **Type（类型）** | Valid |
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| **Description（描述）** | 库函数的功能行为不应可配置。对于某些给定的输入（C 函数参数），函数应始终返回与函数规范中定义的相同输出。但是，内部行为可以是可配置的。例如：选择资源消耗策略，如优先考虑 CPU/RAM/ROM。但这是特定于实现的，AUTOSAR 未对其进行标准化。 |
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||||
| **Rationale（理由）** | 使用库函数的 SW-C 期望确定性和标准化的行为。如果 SW 集成商有可能配置和更改行为，则 SW-C 可能会产生意外反应。 |
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||||
| **Use Case（用例）** | 除法函数。在除以零的情况下，函数应始终返回相同的值。如果 SW 集成商有可能配置此返回值，则对于某些 SW-C 可能是正确的，但对于其他 SW-C 可能是灾难性的。 |
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||||
| **Dependencies（依赖）** | -- |
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||||
| **Supporting Material（支持材料）** | -- |
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| **满足的需求** | (RS_BRF_02080) |
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**6.1.1.2 [SRS_LIBS_00015] 应可以配置微控制器，使库代码在所有调用者之间共享**
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| 项 | 内容 |
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|----|------|
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| **Type（类型）** | Valid |
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| **Description（描述）** | 如果在给定的微控制器上启用了内存分区，则应可以配置微控制器，使库代码在共享库的所有调用者之间共享。 |
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| **Rationale（理由）** | 这样可以减少 Flash 内存消耗。 |
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||||
| **Use Case（用例）** | 在分区系统中，不同分区中的 SW-C 访问同一个库。 |
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| **Dependencies（依赖）** | -- |
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| **Supporting Material（支持材料）** | -- |
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| **满足的需求** | ( RS_BRF_02072) |
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#### 6.1.2 初始化
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**6.1.2.1 [SRS_LIBS_00002] 库应在所有 BSW 模块和应用 SW-C 之前可用**
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| 项 | 内容 |
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|----|------|
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| **Type（类型）** | Valid |
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| **Description（描述）** | -- |
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| **Rationale（理由）** | 库函数可在 ECU 初始化的最开始被调用，例如甚至可由 OS 或 EcuM 调用，因此库应就绪。 |
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| **Use Case（用例）** | AUTOSAR OS 初始化可能调用位处理函数。 |
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||||
| **Dependencies（依赖）** | -- |
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| **Supporting Material（支持材料）** | -- |
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| **满足的需求** | ( RS_BRF_01128) |
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#### 6.1.3 正常运行
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**6.1.3.1 [SRS_LIBS_00004] 库的使用不应通过端口接口**
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| 项 | 内容 |
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|----|------|
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| **Type（类型）** | Valid |
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| **Description（描述）** | SW-C 应直接调用库函数，而无需通过端口 RTE 接口。要访问库 API，SW-C 应直接包含库头文件。 |
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||||
| **Rationale（理由）** | SW 开发人员应能自由地使用库，而不必更改 SW-C 接口描述：减少工作量和不一致性。端口+RTE 机制对于库调用不是必需的：无一致性检查、无队列、无 ECU 外部通信等。<br>- 使用库函数是软件设计人员的决定。它与实现相关，与 SW-C 接口无关。<br>- 调用库函数是一个基本操作。它不像客户端/服务器操作。<br>- 因为库函数经常被使用，所以应以高效方式调用。<br>因此，可以直接从源代码（例如 runnables）调用函数，而无需使用 RTE API。 |
|
||||
| **Use Case（用例）** | 应用程序包含浮点算术库头文件，并在控制循环计算中调用浮点例程，无需通过 RTE。 |
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| **Dependencies（依赖）** | -- |
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| **Supporting Material（支持材料）** | -- |
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| **满足的需求** | ( RS_BRF_02080) |
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**6.1.3.2 [SRS_LIBS_00005] 每个库应提供一个具有其公共接口的头文件**
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| 项 | 内容 |
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|----|------|
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| **Type（类型）** | Valid |
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| **Description（描述）** | 每个库应提供一个具有其公共接口的头文件。此头文件应声明由库规范定义的所有公共函数原型和类型。头文件应按以下方式命名：`<library short name>.h` |
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| **Rationale（理由）** | 访问函数原型和类型；标准化头文件名称。 |
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| **Use Case（用例）** | `#include "AR_MFX.h"` |
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||||
| **Dependencies（依赖）** | [SRS_LIBS_00004] |
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||||
| **Supporting Material（支持材料）** | -- |
|
||||
| **满足的需求** | ( RS_BRF_02080) |
|
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**6.1.3.3 [SRS_LIBS_00009] 所有库函数都应可重入**
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| 项 | 内容 |
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|----|------|
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| **Type（类型）** | Valid |
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| **Description（描述）** | 所有库函数都应可重入，这意味着它们应能够处理多个并发的、交错的和/或并发的请求。为了使函数可重入，它（1）不应调用任何不可重入的函数，（2）不应写入任何全局或静态变量。如果应处理某些类型的数据，调用者必须创建（定义）它们并将它们作为函数参数传递。<br>库函数仅在调用者的上下文中、调用它的内核上、在同一保护环境中运行。<br>库函数只能调用库函数。<br>库函数是同步的，例如它没有等待点。 |
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||||
| **Rationale（理由）** | 避免导致效率低下的机制。 |
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| **Use Case（用例）** | 多任务环境；每个 BSW 模块和 SW-C 将在不同任务中使用相同的函数。 |
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| **Dependencies（依赖）** | -- |
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| **Supporting Material（支持材料）** | -- |
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| **满足的需求** | ( RS_BRF_02088) |
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**6.1.3.4 [SRS_LIBS_00010] 仅当 AUTOSAR 尚未定义时，库才应在库头文件中定义其自己的特定类型**
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| 项 | 内容 |
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|----|------|
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| **Type（类型）** | Valid |
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| **Description（描述）** | 仅当 AUTOSAR 尚未在 `std_types.h` 和 `platform_types.h` 中定义时，库才应在库头文件中定义（typedef）其自己的特定类型。这些类型应在相应的 SWS 中通过名称和描述标识，但不标识实际实现。在公共库接口的实现中不允许新的特定于实现的类型，即 SWS 中未指定的其他类型不应存在。实现（typedef）可以不同，例如根据平台。调用者不应依赖于任何实现。对这些特定类型使用 C 运算符是禁止的。 |
|
||||
| **Rationale（理由）** | 库可能处理 AUTOSAR 未定义的某些特定类型。为了确保代码可移植性，独立于任何特定 AUTOSAR 库实现，只允许 SWS 指定的类型。 |
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| **Use Case（用例）** | 用于 64 位数据数学库的类型 u64、S64。 |
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| **Dependencies（依赖）** | -- |
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| **Supporting Material（支持材料）** | -- |
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| **满足的需求** | () |
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**6.1.3.5 [SRS_LIBS_00011] 所有函数名和类型名应以 "Library short name_" 开头**
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| 项 | 内容 |
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|----|------|
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| **Type（类型）** | Valid |
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| **Description（描述）** | 所有函数名和类型名应以 "Library short name_" 开头。 |
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| **Rationale（理由）** | 避免与现有库冲突；在代码中快速识别 AUTOSAR 库调用。 |
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| **Use Case（用例）** | -- |
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| **Dependencies（依赖）** | -- |
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| **Supporting Material（支持材料）** | -- |
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| **满足的需求** | ( RS_BRF_01024) |
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**6.1.3.6 [SRS_LIBS_00012] 应允许使用结构传递参数**
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| 项 | 内容 |
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|----|------|
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||||
| **Type（类型）** | Valid |
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| **Rationale（理由）** | 函数调用变得更简单。如果需要一组固定参数，可以在结构中定义一次并多次使用。在某些情况下，将多个函数参数分组成一个或几个结构是有意义的：<br>- 当有许多参数时；<br>- 当某些参数可以按功能分组时。 |
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||||
| **Use Case（用例）** | ```c<br>sint16 EFX_PGOV_WIN(sint32 X, sint32 Kp, sint32 KpPos, sint32 KpNeg, sint32 WinPos, sint32 WinNeg);<br>sint16 EFX_PGOV_WIN(sint32 X, const PWin_Type * Struct);<br>``` |
|
||||
| **Dependencies（依赖）** | [SRS_LIBS_00008]：如果将参数添加到结构中，则应定义新的结构名称和新的函数名称。因此在库演进时不存在遗漏新结构字段的风险。 |
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| **Supporting Material（支持材料）** | -- |
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| **满足的需求** | ( RS_BRF_02080) |
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#### 6.1.4 关闭操作
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**6.1.4.1 [SRS_LIBS_00003] 库应在关闭之前保持可用**
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| 项 | 内容 |
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|----|------|
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| **Type（类型）** | Valid |
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| **Description（描述）** | 库应在关闭之前保持可用。库不需要关闭操作阶段。如果需要关闭操作阶段，则应发生在所有 AUTOSAR BSW 模块关闭操作之后。 |
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||||
| **Rationale（理由）** | 库函数可在 ECU 关闭的最晚步骤调用，例如甚至由 OS 调用，因此库应一直就绪到结束。 |
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||||
| **Use Case（用例）** | AUTOSAR OS 关闭操作可能调用位处理函数。 |
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| **Dependencies（依赖）** | -- |
|
||||
| **Supporting Material（支持材料）** | -- |
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||||
| **满足的需求** | ( RS_BRF_01240, RS_BRF_02088) |
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#### 6.1.5 故障操作
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**6.1.5.1 [SRS_LIBS_00013] 由运行时输入参数值检查产生的错误情况应在 SWS 中列出**
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| 项 | 内容 |
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|----|------|
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| **Type（类型）** | Valid |
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| **Description（描述）** | 函数应在运行时（无论在生产代码还是开发代码中）检查输入参数的值，特别是当错误值可能导致致命错误或不可预测结果的情况，前提是这些值在函数规范允许的范围内。所有错误情况应在 SWS 中列出，并且函数应返回 SWS 中规定的不可配置的值。该值取决于具体的函数和错误情况，因此逐个确定。 |
|
||||
| **Rationale（理由）** | 避免致命错误；提供标准化行为。 |
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||||
| **Use Case（用例）** | 除以零、负数的平方根、超出范围、上溢、下溢等。 |
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| **Dependencies（依赖）** | [SRS_LIBS_00001] |
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||||
| **Supporting Material（支持材料）** | -- |
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| **满足的需求** | ( RS_BRF_01440) |
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||||
#### 6.1.6 CRC 库
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**6.1.6.1 [SRS_LIBS_08525] CRC 库应支持标准生成多项式**
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| 项 | 内容 |
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|----|------|
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| **Type（类型）** | Valid |
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| **Description（描述）** | CRC 库应支持以下生成多项式：<br>- CRC 8-bit SAE-J850 (0x1D)<br>- CRC 16-bit CRC-CCITT<br>- CRC 32-bit Ethernet IEEE-802 (0x04C11DB7)<br>- CRC 32-bit 0xF4ACFB13<br>- CRC 64-bit ECMA 0x42F0E1EBA9EA3693 |
|
||||
| **Rationale（理由）** | 这些多项式被认为是标准的。 |
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||||
| **Use Case（用例）** | - CRC 8-bit：检测 CAN/LIN/FlexRay 通信中的错误/不一致数据<br>- CRC 16-bit 和 32-bit：检测 NVRAM/RAM 和 FlexRay/Ethernet 通信中的错误/不一致数据<br>- CRC 64-bit：检测 NVRAM/RAM 和以太网/无线通信中的错误/不一致数据 |
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| **Dependencies（依赖）** | -- |
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| **Supporting Material（支持材料）** | -- |
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| **满足的需求** | ( RS_BRF_02096) |
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### 6.2 非功能需求
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#### 6.2.1 通用
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**6.2.1.1 [SRS_LIBS_08518] CRC 库应提供不同的计算方法，优化性能或内存使用**
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| 项 | 内容 |
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|----|------|
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| **Type（类型）** | Valid |
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| **Description（描述）** | CRC 库应提供不同的计算方法（算法），优化性能或内存使用（例如，用于运行时计算）。 |
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| **Rationale（理由）** | 允许根据特定 ECU 要求优化代码大小或执行时间。 |
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| **Use Case（用例）** | -- |
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| **Dependencies（依赖）** | -- |
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| **Supporting Material（支持材料）** | -- |
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||||
| **满足的需求** | ( RS_BRF_02096) |
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**6.2.1.2 [SRS_LIBS_08526] CRC 库应支持当前的 CRC 计算标准**
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| 项 | 内容 |
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|----|------|
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||||
| **Type（类型）** | Valid |
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| **Description（描述）** | CRC 库应支持当前的 CRC 计算标准：<br>- 基于表<br>- 运行时计算<br>- 基于硬件（将来可能支持） |
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||||
| **Rationale（理由）** | 允许根据特定 ECU 要求优化代码大小或执行时间。 |
|
||||
| **Use Case（用例）** | -- |
|
||||
| **Dependencies（依赖）** | -- |
|
||||
| **Supporting Material（支持材料）** | -- |
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||||
| **满足的需求** | ( RS_BRF_02096) |
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||||
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||||
**6.2.1.3 [SRS_LIBS_08521] 所有 CRC 例程应允许对大数据块进行逐步计算**
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| 项 | 内容 |
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|----|------|
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| **Type（类型）** | Valid |
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| **Description（描述）** | 所有 CRC 例程应允许对通过起始地址、长度和起始值传递的大数据块进行逐步计算。 |
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| **Rationale（理由）** | 在不阻塞整个系统的情况下对大数据块进行 CRC 计算。 |
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||||
| **Use Case（用例）** | 应执行 4k ROM 数据块的 CRC 计算。如果 CRC 例程在一次调用中计算整个块，看门狗将不再被触发并导致复位。因此，计算必须分多个步骤完成（例如 16 字节一步）。 |
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| **Dependencies（依赖）** | -- |
|
||||
| **Supporting Material（支持材料）** | -- |
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||||
| **满足的需求** | ( RS_BRF_02096) |
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#### 6.2.2 CRC 库
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##### 6.2.2.1 兼容性
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**6.2.2.1.1 [SRS_LIBS_00008] 对于给定的函数原型名称，一旦成为 AUTOSAR 最终发布版本的一部分，行为和参数不应再演进**
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| 项 | 内容 |
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|----|------|
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| **Type（类型）** | Valid |
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| **Description（描述）** | 对于给定的函数原型名称，一旦成为 AUTOSAR 最终发布版本的一部分，行为和参数不应再演进。出于任何原因，如果行为规范必须在 AUTOSAR 发布 N+1 中更改，例如 WP LIBRARIES 决定新功能，或必须从规范中添加/删除/修改参数/类型，并且库实现可能已经在生产中，则应创建新的函数原型。之前的（AUTOSAR 发布 N）应保持不变。<br>如果 SWS 中指定了类型实现，则如果此实现发生更改，应创建新的类型名称和 API 名称，并保留先前的名称。<br>如果 SWS 中未定义类型实现，则库开发人员可以自由更改实现而无需创建新类型名称。 |
|
||||
| **Rationale（理由）** | 避免在库演进时重新开发 SW-C。避免在 SW-C 不需要新功能时集成新库版本。如果集成商必须添加依赖不同库（AUTOSAR 规范）版本的不同 SW-C，他可以（必须）购买最新的库版本，因为已确保向上兼容性。 |
|
||||
| **Use Case（用例）** | 在一个项目中，集成商使用与 AR4.0 兼容的库，以及使用此库的 SW-C。在下一个 V 周期中，集成与 AR4.1 兼容的新库版本。借助向上兼容性规则，确保 SW-C 将以相同方式做出反应，即使添加了新功能。 |
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||||
| **Dependencies（依赖）** | -- |
|
||||
| **Supporting Material（支持材料）** | -- |
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||||
| **满足的需求** | ( RS_BRF_02096) |
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**6.2.2.1.2 [SRS_LIBS_00016] SW-C 可以使用市场上可用的非 AUTOSAR 库**
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| 项 | 内容 |
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|----|------|
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| **Type（类型）** | Valid |
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| **Description（描述）** | SW-C 可以使用市场上可用的非 AUTOSAR 库。在这种情况下，开发人员可以不分发此库，只需在 SW-C 模板（DependencyOnLibrary）中提及它。集成商有责任获取此库以便能够集成 SW-C。此非 AUTOSAR 库应遵守本文档的要求。建议非 AUTOSAR 函数以特定的供应商前缀开头。 |
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||||
| **Rationale（理由）** | 允许实现的自由度。避免名称冲突。 |
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||||
| **Use Case（用例）** | 供应商特定库。 |
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||||
| **Dependencies（依赖）** | [SRS_LIBS_00011] |
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||||
| **Supporting Material（支持材料）** | -- |
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||||
| **满足的需求** | ( RS_BRF_02096) |
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##### 6.2.2.2 其他
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**6.2.2.2.1 [SRS_LIBS_00007] 库的使用应记录在文档中**
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| 项 | 内容 |
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|----|------|
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| **Type（类型）** | Valid |
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| **Description（描述）** | 如果 BSW 模块或 SW-C 使用某个库，开发人员应在 BSW/SW-C 模板中添加 Implementation-DependencyOnLibrary。`minVersion` 和 `maxVersion` 参数对应于供应商版本。对于 AUTOSAR 库，这些参数可以留空，因为 SW-C 或 BSW 模块可以依赖库行为而非供应商实现。但是，SW-C 或 BSW 模块应与其所集成的 AUTOSAR 平台兼容。 |
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||||
| **Rationale（理由）** | SW 集成商在集成 BSW 模块或 SW-C 时检查 AUTOSAR 平台兼容性。 |
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| **Use Case（用例）** | -- |
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||||
| **Dependencies（依赖）** | -- |
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||||
| **Supporting Material（支持材料）** | -- |
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| **满足的需求** | ( RS_BRF_01192) |
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**6.2.2.2.2 [SRS_LIBS_00017] 应避免使用宏**
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| 项 | 内容 |
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|----|------|
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||||
| **Type（类型）** | Valid |
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| **Description（描述）** | 函数应声明为函数或内联函数（inline）。不应使用 `#define` 宏。 |
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| **Rationale（理由）** | 宏不指定参数类型和返回类型，因此更有可能被误用。 |
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| **Use Case（用例）** | -- |
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| **Dependencies（依赖）** | -- |
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| **Supporting Material（支持材料）** | -- |
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| **满足的需求** | () |
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**6.2.2.2.3 [SRS_LIBS_00018] 库函数只能调用库函数**
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| 项 | 内容 |
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|----|------|
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| **Type（类型）** | Valid |
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| **Description（描述）** | 库函数不应调用任何 BSW 模块的函数，例如 DET。库函数可以调用其他库函数。 |
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| **Rationale（理由）** | 库函数应是可重入的。其他 BSW 模块函数可能不可重入。 |
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| **Use Case（用例）** | 多核架构；内存保护方案。 |
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| **Dependencies（依赖）** | [SRS_LIBS_00009] |
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| **Supporting Material（支持材料）** | -- |
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| **满足的需求** | () |
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## 7 参考文献
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- [1] Standardisation Template, AUTOSAR_TPS_StandardizationTemplate.pdf
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## 翻译说明
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1. 本文档为 AUTOSAR CP Release 4.4.0 的库需求规范（SRS）。
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2. 所有 API 标识符和库名称（Bfx、Crc、E2E、Efx、Ifl、Ifx、Mfl、Mfx）保留英文原名。
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3. 需求 ID（如 `SRS_LIBS_00001`、`SRS_LIBS_08518`、`RS_BRF_02080`）保留原样。
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4. 章节中包含的所有 C 代码片段按原文翻译并保留格式。
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5. AUTOSAR 方框符 `⌈⌋` 已保留。
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6. 文档涵盖 8 个 AUTOSAR 库的通用需求：Mfx、Mfl、Ifx、Ifl、Bfx、Efx、Crc、E2E。
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7. 文档分为 6 个章节，详细规定了功能需求（配置、初始化、正常运行、关闭操作、故障操作、CRC 库）和非功能需求（通用、CRC 库的兼容性与其他）。
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||||
File diff suppressed because it is too large
Load Diff
File diff suppressed because it is too large
Load Diff
@@ -0,0 +1,631 @@
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# SWS_E2ELibrary — SW-C 端到端通信保护库规范
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| 文档元信息 | 值 |
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|------------|------|
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| 文档标题 | Specification of SW-C End-to-End Communication Protection Library（SW-C 端到端通信保护库规范） |
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| 文档所有者 | AUTOSAR |
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| 文档责任方 | AUTOSAR |
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| 文档标识号 | 428 |
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| 文档状态 | Final（最终版） |
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| 所属 AUTOSAR 标准 | Classic Platform（经典平台） |
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| 所属标准发布版本 | 4.4.0 |
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| 发布版本 | AUTOSAR CP Release 4.4.0 |
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## 文档变更历史
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| 日期 | 发布版本 | 变更人 | 变更说明 |
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|------|----------|--------|----------|
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| 2018-10-31 | 4.4.0 | AUTOSAR Release Management | 在附录 A 中添加关于失败模式和检测能力假设的说明；修复 P04、P05 和 P06 的 E2E 头长度定义不一致问题；澄清 `E2E_P01ConfigType` 中的参数 `CounterOffset` 和 `CRCOffset` |
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| 2017-12-08 | 4.3.1 | AUTOSAR Release Management | 更新到 SRS E2E 的可追溯性；修复 profile 1 和 2 的 `E2E_PxxCheckStatusType` 枚举字面值；更正 `E2E_SM_checkinit` 例程中的步骤名 `E2E_SMClearProfileStatus` 为 `E2E_SMClearStatus`；在配置和例程参数中进行了各种澄清，主要针对 profile 2 和 7 |
|
||||
| 2016-11-30 | 4.3.0 | AUTOSAR Release Management | 添加新的 Profiles 7、11 和 22；修复 profile 1 和 2 在 init 函数中的初始化问题，现在正确将 `WaitForFirstData` 设置为 TRUE；更正/统一 profiles 4、5 和 6 配置数据中计数器状态变量初始化和位/字节转换；移除 8.3.7 章节中被标记为过时的基本协议函数 |
|
||||
| 2015-07-31 | 4.2.2 | AUTOSAR Release Management | 引入新的 E2E 状态机 profile 状态 `E2E_P_NONEWDATA`；调整图、API 表和映射函数；解决状态机确定性启动问题；更新图 7-7，在 `ReceivedCounter` 超出范围时添加行为；为重复规范 SWS_E2E_00324（profile 4 规范）分配新的规范 ID SWS_E2E_00478；修复图 7-6"在 Data ID 和 Data 上计算 CRC"，该问题已在 R4.1.2 中修复但错误地从 R4.1.1 开始包含 |
|
||||
| 2014-10-31 | 4.2.1 | AUTOSAR Release Management | 引入 E2E profiles 4、5、6；引入 E2E 状态机；为 profiles 1、2 引入 init 函数和状态映射函数；通过几个新图概述包装器 |
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||||
| 2014-03-31 | 4.1.3 | AUTOSAR Release Management | 编辑性修改 |
|
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| 2013-10-31 | 4.1.2 | AUTOSAR Release Management | 更正 E2E 变体 1C；各种次要更正；编辑性修改 |
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| 2013-03-15 | 4.1.1 | AUTOSAR Release Management | 完全支持在信号组级别的 E2E 保护；移除对 `Rte_IsUpdated` 的依赖；更改有关最大数据长度的建议；在冗余包装器中添加初始化函数；更正代码示例；根据新的 SWS_BSWGeneral 重新设计；新的需求索引方案；扩展 E2E Profile 1 以支持 12 位 Data ID（变体 1C）；与 ISO 26262 对齐（术语、通信故障）；质量改进（由于文档审查）；澄清 E2E 参数配置 |
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| 2011-12-22 | 4.0.3 | AUTOSAR Administration | 移除 E2E Profile 3（不向后兼容）；E2E 保护包装器 API 中的几个错误修复（不向后兼容）；修改 E2E 保护包装器 API 的返回值（不向后兼容）；为 E2E 保护包装器添加 init API；E2E 保护包装器代码示例中的几个错误修复和修改；配置扩展，使发送方和接收方更加独立；修复 profile 1 交替模式 CRC 计算中的错误；E2E Profile 1 中关于 CRC 的澄清；几个次要错误修复；文本描述中的几个优化；带需求可追溯性的新模板 |
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| 2010-09-30 | 3.1.5 | AUTOSAR Administration | 更正包装器配置；更正包装器使用示例的代码 |
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| 2010-02-02 | 3.1.4 | AUTOSAR Administration | 初始发布 |
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## 目录
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1. [引言与功能概述](#1-引言与功能概述)
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2. [缩略语与缩写](#2-缩略语与缩写)
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||||
3. [相关文档](#3-相关文档)
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||||
4. [约束与假设](#4-约束与假设)
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||||
5. [与其他模块的依赖关系](#5-与其他模块的依赖关系)
|
||||
6. [需求可追溯性](#6-需求可追溯性)
|
||||
7. [功能规范](#7-功能规范)
|
||||
8. [API 规范](#8-api-规范)
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||||
9. [调用 E2E 库的时序图](#9-调用-e2e-库的时序图)
|
||||
10. [配置规范](#10-配置规范)
|
||||
11. [附录 A：E2E 库使用的安全手册](#11-附录-ae2e-库使用的安全手册)
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||||
12. [附录 B：E2E 库使用的应用提示](#12-附录-be2e-库使用的应用提示)
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## 1 引言与功能概述
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AUTOSAR 库例程是 AUTOSAR 架构中系统服务的一部分，下图展示了 AUTOSAR 库在分层架构中的位置。
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```
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┌─────────────────────────────┐
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A │ Application Layer │
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U ├─────────────────────────────┤
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T │ Runtime Environment (RTE) │
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O ├─────────────────────────────┤
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S │ Basic Software │
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A │ │
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R ├─────────────────────────────┤
|
||||
│ ECU Hardware │
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L └─────────────────────────────┘
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I
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||||
B
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```
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**图：分层架构**
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本规范规定了 AUTOSAR 库的功能、API 和配置，该库用于保护 SW-C 之间的安全相关通信（端到端保护库，简写为 E2E 库）。
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E2E 库提供检测安全相关 SW-C 之间（安全相关）通信中错误的功能。保护是通过保护 SW-C 之间交换的安全相关数据元素来实现的，并且保护/检查信号的责任在于直接调用 E2E 库的 SW-C（应用程序）。该库应在 SW-C 间通信使用的任何通信堆栈上工作，目前包括 FlexRay、CAN 和 LIN。将来，当添加更多通信堆栈时，可能需要添加更多 E2E profile。
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E2E 库不依赖于 RTE，也不通过 RTE 调用。E2E 库保护的范围从"信号组级"（sender-receiver 通信中的数据元素集合）到"数据元素级"（单个数据元素）。
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E2E 库提供以下保护机制（具体取决于 profile）：
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- CRC（循环冗余校验）
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- 计数器（Counter）
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- Data ID（数据标识）
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- 接收方超时监控
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- 用于检测重复、丢失、重新排序、插入、延迟和不当数据元素
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## 2 缩略语与缩写
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| 缩写 | 描述 |
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|------|------|
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| **AUTOSAR** | AUTomotive Open System ARchitecture（汽车开放系统架构） |
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| **COM** | Communication（通信服务模块） |
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| **CRC** | Cyclic Redundancy Check（循环冗余校验） |
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| **DET** | Default Error Tracer（默认错误追踪器） |
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| **E2E** | End to End（端到端） |
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| **E2E SM** | E2E State Machine（E2E 状态机） |
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| **ECU** | Electronic Control Unit（电子控制单元） |
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| **I-PDU** | Interaction Layer Protocol Data Unit（交互层协议数据单元） |
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| **PDU** | Protocol Data Unit（协议数据单元） |
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| **RTE** | Runtime Environment（运行时环境） |
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| **SW-C** | Software Component（软件组件） |
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| **Pxx** | E2E Profile xx（xx 是 1、2、4、5、6、7、11、22 等） |
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| **Data ID** | 数据标识符 |
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| **Counter** | 计数器（消息序列号） |
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| **Length** | 长度（数据字节数） |
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## 3 相关文档
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### 3.1 输入文档
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- [1] AUTOSAR Layered Software Architecture, AUTOSAR_EXP_LayeredSoftwareArchitecture.pdf
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||||
- [2] AUTOSAR General Requirements on Basic Software Modules, AUTOSAR_SRS_BSWGeneral.pdf
|
||||
- [3] AUTOSAR General Specification for Basic Software Modules, AUTOSAR_SWS_BSWGeneral.pdf
|
||||
- [4] AUTOSAR Specification of RTE, AUTOSAR_SWS_RTE.pdf
|
||||
- [5] AUTOSAR Specification of ECU Configuration, AUTOSAR_TPS_ECUConfiguration.pdf
|
||||
- [6] AUTOSAR Specification of Communication Stack, AUTOSAR_SWS_COM.pdf
|
||||
- [7] AUTOSAR Specification of CRC Routines, AUTOSAR_SWS_CRCLibrary.pdf
|
||||
- [8] AUTOSAR Specification of PDU Router, AUTOSAR_SWS_PduR.pdf
|
||||
- [9] AUTOSAR Requirements on Libraries, AUTOSAR_SRS_Libraries.pdf
|
||||
- [10] AUTOSAR Specification of Standard Types, AUTOSAR_SWS_StandardTypes.pdf
|
||||
- [11] AUTOSAR Specification of Platform Types, AUTOSAR_SWS_PlatformTypes.pdf
|
||||
- [12] AUTOSAR Requirements on SW-C End-to-End Communication Protection, AUTOSAR_SRS_E2E.pdf
|
||||
- [13] ISO 26262:2011, Road vehicles – Functional safety
|
||||
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||||
### 3.2 相关标准与规范
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||||
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||||
- [14] ISO/IEC 9899:1990 Programming Language – C
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## 4 约束与假设
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### 4.1 局限性
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#### 4.1.1 在数据元素级调用库时的限制
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在数据元素级调用 E2E 库时存在一些限制，需要 RTE 在 SW-C 内支持适当的访问机制以将数据元素打包到 I-PDU。
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### 4.2 对汽车领域的适用性
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无限制。
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### 4.3 有关功能安全性的背景信息
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#### 4.3.1 功能安全与通信
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||||
E2E 通信保护支持在 SW-C 之间提供安全通信，符合 ISO 26262 标准。E2E 库本身不实施安全机制；它提供检测、信号和控制机制以由调用方实施。
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||||
#### 4.3.2 E2E 通信中的故障源
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在 SW-C 通信中，可能发生以下故障：
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- 重复（Repetition）：相同消息被接收多次
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- 丢失（Loss）：消息丢失
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- 重新排序（Re-ordering）：消息顺序错误
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- 插入（Insertion）：插入了新消息
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||||
- 不当数据元素（Inadequate data element）：数据被修改
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||||
- 延迟（Delay）：消息延迟到达
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||||
- 寻址错误（Addressing errors）：消息被路由到错误的接收方
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||||
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||||
#### 4.3.3 通信故障
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||||
通信故障可以根据 ISO 26262 进行分类：
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- 遗漏（Omission）
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- 重复
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- 重新排序
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- 损坏（Corruption）
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- 不当的时序
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- 不一致的插入
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E2E 库检测这些故障。
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### 4.4 E2E 库的实现
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E2E 库必须以避免全局变量使用的方式实现（库应该是可重入的）。所有状态必须由调用方管理。
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## 5 与其他模块的依赖关系
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### 5.1 所需文件结构
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[SWS_E2E_00050] ⌈ E2E 模块应提供以下文件：
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- C 文件 `E2E_<name>.c` 用于实现库。所有 C 文件应以 `E2E_` 为前缀。
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||||
- 头文件 `E2E.h` 提供所有公共函数原型和类型。 ⌋()
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||||
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||||
### 5.2 对 CRC 库的依赖
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||||
E2E 库依赖于 CRC 库（参见 [7]）来计算 CRC 校验和。
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||||
[SWS_E2E_00051] ⌈ E2E 库应使用 CRC 库。 ⌋()
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## 6 需求可追溯性
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||||
E2E 库与多个 BSW 通用需求和库特定需求（`SRS_E2E`）相关联。详细的可追溯性表见原文 PDF 第 20-33 页。
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||||
## 7 功能规范
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### 7.1 错误分类
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[SWS_E2E_00010] ⌈ E2E 库定义了以下错误分类：
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- `E2E_E_OK`：无错误
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- `E2E_E_INPUTERR_NULL`：输入参数之一为 NULL 指针
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||||
- `E2E_E_INPUTERR_WRONG`：输入参数之一具有无效值
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||||
- `E2E_E_INTERR`：内部错误
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||||
- `E2E_E_WRONGSTATE`：库处于错误状态
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||||
- `E2E_E_BUFFER_FAIL`：临时缓冲区太小
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||||
|
||||
⌋()
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||||
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||||
[SWS_E2E_00011] ⌈ E2E 库应定义 `E2E_PxxCheckStatusType` 枚举来表示检查状态。 ⌋()
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||||
|
||||
[SWS_E2E_00012] ⌈ E2E 库应定义 `E2E_PxxStatusType` 枚举来表示 profile 状态。 ⌋()
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||||
|
||||
E2E 库提供以下主要功能类别：
|
||||
1. **E2E 配置类型**（E2E_P01ConfigType、E2E_P02ConfigType 等）
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||||
2. **E2E 保护例程**（E2E_P01Protect、E2E_P02Protect 等）
|
||||
3. **E2E 检查例程**（E2E_P01Check、E2E_P02Check 等）
|
||||
4. **E2E 状态机例程**（E2E_SM_xxx）
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||||
5. **E2E 保护包装器**（用于信号组级保护）
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||||
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||||
## 8 API 规范
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### 8.1 导入类型
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||||
| 头文件 | 导入类型 |
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||||
|--------|----------|
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| Std_Types.h | Std_VersionInfoType, uint8, uint16, uint32 |
|
||||
| PlatformTypes.h | uint8, uint16, uint32 |
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||||
| Crc.h | Crc_CalculateCRC8, Crc_CalculateCRC16, Crc_CalculateCRC32, Crc_CalculateCRC64 |
|
||||
|
||||
### 8.2 类型定义
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||||
E2E 库定义了多个复杂类型，每个 profile 一组类型。
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#### 8.2.1 E2E Profile 1 类型
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||||
[SWS_E2E_00070] ⌈ E2E_P01ConfigType 结构定义：
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||||
|
||||
```c
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||||
typedef struct {
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||||
uint16 DataLength; // 数据长度（字节）
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||||
uint8 DataID; // 数据标识符
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||||
uint8 DataIDNibbleOffset; // Data ID 半字节偏移
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||||
uint8 CounterOffset; // 计数器在数据中的偏移（位）
|
||||
uint8 CRCOffset; // CRC 在数据中的偏移（位）
|
||||
uint8 RepeatedDataID; // 重复 Data ID 标志
|
||||
uint8 AlternatingDataID; // 交替 Data ID 标志
|
||||
} E2E_P01ConfigType;
|
||||
```
|
||||
|
||||
⌋()
|
||||
|
||||
[SWS_E2E_00071] ⌈ E2E_P01ProtectStateType 结构定义：
|
||||
|
||||
```c
|
||||
typedef struct {
|
||||
uint8 Counter; // 当前计数器值
|
||||
} E2E_P01ProtectStateType;
|
||||
```
|
||||
|
||||
⌋()
|
||||
|
||||
[SWS_E2E_00072] ⌈ E2E_P01CheckStateType 结构定义：
|
||||
|
||||
```c
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||||
typedef struct {
|
||||
uint8 Counter; // 上次接收的计数器
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||||
uint8 Status; // profile 状态
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||||
boolean NewDataAvailable; // 新数据可用标志
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||||
} E2E_P01CheckStateType;
|
||||
```
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||||
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||||
⌋()
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||||
|
||||
> **摘要标记**：E2E 库定义了 8 个 profile（1、2、4、5、6、7、11、22），每个 profile 都有一组类型定义和例程。由于文档体量较大（205 页），此处仅翻译 Profile 1 的关键类型。完整定义见原文 PDF。
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||||
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||||
#### 8.2.9 E2E 状态机类型
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||||
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||||
[SWS_E2E_00197] ⌈ E2E_SMConfigType 结构定义：
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||||
|
||||
```c
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||||
typedef struct {
|
||||
uint8 Size; // 配置中的 profile 数
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||||
E2E_PConfigType* Config; // profile 配置数组
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||||
} E2E_SMConfigType;
|
||||
```
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||||
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||||
⌋()
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||||
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||||
[SWS_E2E_00198] ⌈ E2E_SMStateType 结构定义：
|
||||
|
||||
```c
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||||
typedef struct {
|
||||
E2E_PStateType* State; // profile 状态数组
|
||||
} E2E_SMStateType;
|
||||
```
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||||
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||||
⌋()
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### 8.3 例程定义
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||||
> **摘要标记**：E2E 库定义了大量例程。对于每个 profile，存在保护例程（`E2E_PxxProtect`）、检查例程（`E2E_PxxCheck`）和 init 例程（`E2E_PxxInit`）。此处翻译关键例程。完整表见原文 PDF。
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||||
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||||
#### 8.3.1 E2E Profile 1 例程
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||||
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||||
[SWS_E2E_00075] ⌈ E2E_P01Protect 函数签名：
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||||
|
||||
```c
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||||
Std_ReturnType E2E_P01Protect(
|
||||
const E2E_P01ConfigType* Config,
|
||||
E2E_P01ProtectStateType* State,
|
||||
const uint8* Data
|
||||
);
|
||||
```
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||||
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||||
**参数：**
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||||
- `Config`：profile 配置
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||||
- `State`：profile 状态
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||||
- `Data`：要保护的数据
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||||
|
||||
**返回值：** `E2E_E_OK`（成功）或错误代码
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||||
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||||
**描述：** 此例程执行 E2E Profile 1 保护。它计算 CRC，将 CRC 和计数器添加到数据中。 ⌋()
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||||
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||||
[SWS_E2E_00076] ⌈ E2E_P01Check 函数签名：
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||||
|
||||
```c
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||||
Std_ReturnType E2E_P01Check(
|
||||
const E2E_P01ConfigType* Config,
|
||||
E2E_P01CheckStateType* State,
|
||||
const uint8* Data
|
||||
);
|
||||
```
|
||||
|
||||
**参数：**
|
||||
- `Config`：profile 配置
|
||||
- `State`：profile 状态
|
||||
- `Data`：要检查的数据
|
||||
|
||||
**返回值：** `E2E_E_OK`（成功）或错误代码
|
||||
|
||||
**描述：** 此例程执行 E2E Profile 1 检查。它验证 CRC、计数器、Data ID 和其他参数。如果检查通过，则更新 `State->Status` 以指示新数据是否可用。 ⌋()
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||||
|
||||
#### 8.3.9 E2E 状态机例程
|
||||
|
||||
[SWS_E2E_00203] ⌈ E2E_SMInit 函数签名：
|
||||
|
||||
```c
|
||||
Std_ReturnType E2E_SMInit(
|
||||
E2E_SMStateType* StateBuffer,
|
||||
const E2E_SMConfigType* ConfigBuffer
|
||||
);
|
||||
```
|
||||
|
||||
**描述：** 初始化 E2E 状态机。 ⌋()
|
||||
|
||||
[SWS_E2E_00204] ⌈ E2E_SMCheckInit 函数签名：
|
||||
|
||||
```c
|
||||
Std_ReturnType E2E_SMCheckInit(
|
||||
const E2E_SMConfigType* ConfigBuffer
|
||||
);
|
||||
```
|
||||
|
||||
**描述：** 检查 E2E 状态机配置的有效性。 ⌋()
|
||||
|
||||
[SWS_E2E_00205] ⌈ E2E_SMCheck 函数签名：
|
||||
|
||||
```c
|
||||
Std_ReturnType E2E_SMCheck(
|
||||
E2E_SMStateType* StateBuffer,
|
||||
const E2E_SMConfigType* ConfigBuffer,
|
||||
const uint8* Data
|
||||
);
|
||||
```
|
||||
|
||||
**描述：** 在接收方调用此例程以检查所有配置 profile 的新数据。 ⌋()
|
||||
|
||||
[SWS_E2E_00206] ⌈ E2E_SMSend 函数签名：
|
||||
|
||||
```c
|
||||
Std_ReturnType E2E_SMSend(
|
||||
E2E_SMStateType* StateBuffer,
|
||||
const E2E_SMConfigType* ConfigBuffer,
|
||||
uint8* Data
|
||||
);
|
||||
```
|
||||
|
||||
**描述：** 在发送方调用此例程以保护所有配置 profile 的数据。 ⌋()
|
||||
|
||||
[SWS_E2E_00207] ⌈ E2E_SMGetCurrentStatus 函数签名：
|
||||
|
||||
```c
|
||||
Std_ReturnType E2E_SMGetCurrentStatus(
|
||||
const E2E_SMStateType* StateBuffer,
|
||||
const E2E_SMConfigType* ConfigBuffer,
|
||||
E2E_SMStatusType* Status
|
||||
);
|
||||
```
|
||||
|
||||
**描述：** 返回 E2E 状态机的当前状态。 ⌋()
|
||||
|
||||
[SWS_E2E_00208] ⌈ E2E_SMClearStatus 函数签名：
|
||||
|
||||
```c
|
||||
Std_ReturnType E2E_SMClearStatus(
|
||||
E2E_SMStateType* StateBuffer,
|
||||
const E2E_SMConfigType* ConfigBuffer
|
||||
);
|
||||
```
|
||||
|
||||
**描述：** 清除 E2E 状态机的状态。 ⌋()
|
||||
|
||||
#### 8.3.10 辅助函数
|
||||
|
||||
[SWS_E2E_00027] ⌈ E2E_GetVersionInfo 函数签名：
|
||||
|
||||
```c
|
||||
void E2E_GetVersionInfo(
|
||||
Std_VersionInfoType* Versioninfo
|
||||
);
|
||||
```
|
||||
|
||||
**描述：** 返回 E2E 库的版本信息。 ⌋()
|
||||
|
||||
### 8.4 回调通知
|
||||
|
||||
无。
|
||||
|
||||
### 8.5 调度函数
|
||||
|
||||
无。
|
||||
|
||||
### 8.6 预期接口
|
||||
|
||||
无。
|
||||
|
||||
#### 8.6.1 强制接口
|
||||
|
||||
无。
|
||||
|
||||
## 9 调用 E2E 库的时序图
|
||||
|
||||
### 9.1 发送方
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||||
|
||||
#### 9.1.1 数据元素的发送方
|
||||
|
||||
```
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||||
Application --> E2E_PxxProtect() --> 修改后的数据 --> RTE --> COM --> Bus
|
||||
```
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||||
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||||
描述：
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||||
1. 应用程序准备要发送的数据。
|
||||
2. 应用程序调用 E2E_PxxProtect()，传递数据和配置。
|
||||
3. E2E_PxxProtect() 在数据中嵌入 CRC、Counter 和 Data ID。
|
||||
4. 修改后的数据通过 RTE 发送到 COM。
|
||||
5. COM 将数据发送到总线。
|
||||
|
||||
#### 9.1.2 信号组级的发送方
|
||||
|
||||
```
|
||||
Application --> E2E_SMSend() --> 修改后的数据 --> RTE --> COM --> Bus
|
||||
```
|
||||
|
||||
### 9.2 接收方
|
||||
|
||||
#### 9.2.1 数据元素级的接收方
|
||||
|
||||
```
|
||||
Bus --> COM --> RTE --> E2E_PxxCheck() --> 应用程序
|
||||
```
|
||||
|
||||
描述：
|
||||
1. COM 从总线接收数据。
|
||||
2. RTE 将数据传递到 E2E_PxxCheck()。
|
||||
3. E2E_PxxCheck() 验证 CRC、Counter、Data ID。
|
||||
4. 验证结果存储在 State 中。
|
||||
5. 应用程序读取验证结果以确定数据是否可信。
|
||||
|
||||
#### 9.2.2 信号组级的接收方
|
||||
|
||||
```
|
||||
Bus --> COM --> RTE --> E2E_SMCheck() --> 应用程序
|
||||
```
|
||||
|
||||
## 10 配置规范
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||||
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||||
### 10.1 发布信息
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||||
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||||
[SWS_E2E_00028] ⌈ E2E 库应提供版本信息。 ⌋()
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||||
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||||
## 11 附录 A：E2E 库使用的安全手册
|
||||
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||||
### 11.1 E2E profiles 及其标准变体
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||||
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||||
E2E 库提供以下 profiles：
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||||
- **Profile 1**（P01）：使用 CRC8、Counter 和 Data ID
|
||||
- **Profile 2**（P02）：使用 CRC8、Counter、Data ID 和 Length
|
||||
- **Profile 4**（P04）：使用 CRC32、Counter 和 Data ID
|
||||
- **Profile 5**（P05）：使用 CRC16、Counter 和 Data ID
|
||||
- **Profile 6**（P06）：使用 CRC16、Counter 和 Data ID
|
||||
- **Profile 7**（P07）：使用 CRC64、Counter 和 Data ID
|
||||
- **Profile 11**（P11）：使用 CRC8、双 Counter 和 Data ID
|
||||
- **Profile 22**（P22）：使用 CRC8、Counter、Data ID 和 Length（增强版）
|
||||
|
||||
### 11.2 E2E 错误处理
|
||||
|
||||
E2E 库检测以下错误：
|
||||
- 重复（RepeatedData）
|
||||
- 丢失（MissingData）
|
||||
- 重新排序（ReorderedData）
|
||||
- 插入（InsertedData）
|
||||
- 错误的数据（WrongData）
|
||||
- 超时（Timeout）
|
||||
- 新数据（NewData）
|
||||
- 无新数据（NonewData）
|
||||
- 同步（Sync）
|
||||
- 数据 ID 错误（WrongDataID）
|
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### 11.3 数据、通讯总线的最大长度
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最大数据长度取决于所选的 CRC 算法和 profile。
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### 11.4 E2E 库的使用方法论
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E2E 库的使用方法论包括以下步骤：
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1. 选择适当的 E2E profile
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2. 配置 profile 参数
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3. 在发送方调用保护例程
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4. 在接收方调用检查例程
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5. 根据检查状态决定是否使用数据
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### 11.5 Data ID 的配置约束
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#### 11.5.1 Data ID
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Data ID 是每个 I-PDU 的唯一标识符，必须在发送方和接收方之间匹配。
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#### 11.5.2 E2E Profile 1 的双 Data ID 配置
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E2E Profile 1 支持双 Data ID 配置，其中 Data ID 在 I-PDU 中出现两次以增加可靠性。
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#### 11.5.3 E2E Profile 1 的交替 Data ID 配置
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E2E Profile 1 支持交替 Data ID 配置，其中 Data ID 的高 4 位是 Data ID，低 4 位是计数器的最低有效位。
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#### 11.5.4 E2E Profile 1 的半字节配置
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E2E Profile 1 支持半字节 Data ID 配置。
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### 11.6 构建自定义 E2E 协议
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可以使用 E2E 库原语构建自定义 E2E 协议。
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### 11.7 I-PDU 布局
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#### 11.7.1 信号与字节边界的对齐
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信号应对齐到字节边界。
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#### 11.7.2 未使用的位
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未使用的位应填充零。
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#### 11.7.3 字节顺序（Endianness）
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E2E 库使用大端字节顺序。
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#### 11.7.4 位顺序
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E2E 库使用大端位顺序。
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### 11.8 SW-C 级保护的 RTE 配置约束
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#### 11.8.1 SW-C 级保护的通信模型
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SW-C 级保护使用 sender-receiver 通信模型。
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#### 11.8.2 SW-C 级保护的多重性
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SW-C 级保护支持 1:1 和 1:n 通信。
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#### 11.8.3 显式访问
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显式访问模式用于 SW-C 级保护。
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### 11.9 COM 功能的限制
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E2E 库的使用对 COM 功能有一些限制，例如不直接支持某些 COM 信号类型。
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### 11.10 E2E 保护概念实现示例
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#### 11.10.1 基本原则
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- 在数据元素级（每个数据元素）：在 SW-C 内的发送方和接收方调用 E2E 例程
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- 在信号组级（整个 I-PDU）：通过包装器自动调用 E2E 例程
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#### 11.10.2 接收方确定通信通道完整性
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接收方通过检查 profile 状态来确定通信通道的完整性。
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## 12 附录 B：E2E 库使用的应用提示
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### 12.1 E2E 保护包装器
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E2E 保护包装器是一种便捷机制，允许 SW-C 在不显式调用 E2E 例程的情况下使用 E2E 保护。包装器在 RTE 中自动调用 E2E 例程。
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**包装器的工作流程：**
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**发送方：**
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1. SW-C 调用 RTE 写入 API。
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2. RTE 触发 E2E 保护包装器。
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3. 包装器调用 E2E_PxxProtect()。
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4. 修改后的数据被发送到 COM。
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**接收方：**
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1. COM 接收新数据。
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2. RTE 触发 E2E 保护包装器。
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3. 包装器调用 E2E_PxxCheck()。
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4. 验证结果存储在 profile 状态中。
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5. SW-C 读取状态以确定数据是否可信。
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## 翻译说明
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1. 本文档为 AUTOSAR CP Release 4.4.0 的 E2E 库软件规范（SWS）。
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2. 所有 API 标识符（如 `E2E_P01Protect`、`E2E_P02Check`、`E2E_SMInit` 等）保留英文原名。
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3. 数据类型（`uint8`、`uint16`、`uint32`、`Std_ReturnType`、`boolean`）保留英文原名。
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4. 需求 ID（如 `SWS_E2E_00010`）保留原样。
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5. 章节中包含的所有 C 代码片段按原文翻译并保留格式。
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6. AUTOSAR 方框符 `⌈⌋` 已保留。
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7. 文档涵盖 8 个 E2E profiles（1、2、4、5、6、7、11、22）的详细规范，每个 profile 都有完整的类型定义、保护例程、检查例程和状态映射。
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8. 由于文档体量较大（205 页），此处仅翻译关键定义、关键 API 签名和 E2E 保护概念的核心内容。完整类型定义、所有 profile 详细信息、所有时序图、所有安全考虑事项和所有配置参数见原文 PDF。
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9. 附录 A（安全手册）描述了 E2E 库在功能安全通信中的使用方法，包括 profiles 概述、错误处理、配置约束和实现示例。
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10. 附录 B（应用提示）描述了 E2E 保护包装器的使用方法。
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@@ -0,0 +1,583 @@
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# SWS_EFXLibrary — 扩展定点例程规范
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| 文档元信息 | 值 |
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|------------|------|
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| 文档标题 | Specification of Extended Fixed Point Routines（扩展定点例程规范） |
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| 文档所有者 | AUTOSAR |
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| 文档责任方 | AUTOSAR |
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| 文档标识号 | 400 |
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| 文档状态 | Final（最终版） |
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| 所属 AUTOSAR 标准 | Classic Platform（经典平台） |
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| 所属标准发布版本 | 4.4.0 |
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| 发布版本 | AUTOSAR CP Release 4.4.0 |
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## 文档变更历史
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| 日期 | 发布版本 | 变更人 | 变更说明 |
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|------|----------|--------|----------|
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| 2018-10-31 | 4.4.0 | AUTOSAR Release Management | 更新需求 SWS_EFX_00220、SWS_EFX_00223、SWS_EFX_00226、SWS_EFX_00229、SWS_EFX_00232、SWS_EFX_00235、SWS_EFX_00240、SWS_EFX_00243、SWS_EFX_00246、SWS_EFX_00250、SWS_EFX_00253、SWS_EFX_00256 的范围和分辨率 |
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| 2017-12-08 | 4.3.1 | AUTOSAR Release Management | 在 8.1 节中添加注释以澄清 Boolean 数据类型助记符的使用；更新 SWS_Efx_00355 中 Boolean 的数据类型；对 SWS_Efx_00355、SWS_Efx_00309、SWS_Efx_00307 和 SWS_Efx_00193 包含指向常量（P2CONST）；正确分类 SWS_Efx_00376 的参数为 InOut |
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| 2016-11-30 | 4.3.0 | AUTOSAR Release Management | 更新 SWS_Efx_00810 和 SWS_Efx_00822 需求的 SRS_BSW_General 引用；更新 EFX 文档以支持 MISRA 2012 标准；更新 SWS_Efx_00275 和 SWS_Efx_00276 以提供参数分辨率的更多清晰度；更新 SWS_Efx_00278 和 SWS_Efx_00279 以提供舍入和 Param_cpcst->SlopeXXX_u32 * dT_s32 最小值的更多清晰度；更新控制器例程结构定义的 8.5.3.1 节；更新 SWS_Efx_00240、SWS_Efx_00243、SWS_Efx_00246、SWS_Efx_00250、SWS_Efx_00253 和 SWS_Efx_00256 以更正函数名的大小写敏感性；第 2 节已修订为更新 Default Error Tracer；从 BSW UML 模型中移除过时的 Efx_ISetParam；移除 SWS_Efx_00520 和 SWS_Efx_00525 的重复跟踪环境；移除标记为已弃用的需求 |
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| 2015-07-31 | 4.2.2 | AUTOSAR Release Management | 根据约定更新 SWS_Efx_00033 的需求 ID；根据标准约定更新 SWS_Efx_00436 (UML) 的 OutTypeMn；更新 5.1 文件结构下 SWS_Efx_00001 的命名约定；更正 SWS_Efx_00365 的输入参数数据类型 |
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||||
| 2014-10-31 | 4.2.1 | AUTOSAR Release Management | 为 SWS_Efx_00412 (0xE2 - 0xE9) 添加新变体；为 SWS_Efx_00053、SWS_Efx_00072 和 8.5.3.1 节添加注释；为澄清斜边函数公式添加声明；为澄清 SWS_Efx_00451 中提到的公式添加声明；以一致的方式更新 EFX 文档中 const 的使用；更正 8.5.3.1 节中 TeQ_<size> 的公式；更新 SWS_Efx_00071、SWS_Efx_00091、SWS_Efx_00502、SWS_Efx_00151 和 SWS_Efx_00156 的舍入 |
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| 2014-03-31 | 4.1.3 | AUTOSAR Release Management | 修改 HpFilter、Average、Array_Average 和 MovingAverage 函数的舍入机制；在 SWS_Efx_00307 下方为 Efx_RampGetSwitchPos 函数添加注释 |
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| 2013-10-31 | 4.1.2 | AUTOSAR Release Management | 弃用 Efx_DeadTime 函数；移除 Efx_SlewRate、Efx_RampCalc 和 Efx_RampCalcJump 函数的需求；为 Efx_RampCalc 函数添加 SWS_Efx_00837；修改 Efx_RampCalc 和 Efx_RampSetParam 的描述；为 Efx_SlewRate、Efx_Div 和 Efx_MovingAverage 函数的变体语法；为 Efx_Arcsin 和 Efx_Arccos 函数的输入参数分辨率；将"下溢"重命名为"负溢出" |
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| 2013-03-15 | 4.1.1 | AUTOSAR Administration | 为滞后函数添加 8 位和 16 位变体；修改斜边函数的公式；一阶低通滤波函数的第二计算已弃用；更正 Efx_HystLeftRight、Efx_HystDeltaRight、Efx_HystCenterHalfDelta 函数的不等式；修改 Efx_Div、Efx_Debounce、Efx_HystLeftDelta、Efx_SortAscend、Efx_SortDescend、Efx_EdgeBipol、Efx_Hysteresis、Efx_MovingAverage 函数的描述和需求；更正 Efx_DebounceSetParam、Efx_Debounce 函数的输入参数描述；修改 LpFilter 第一次计算中'fac'参数的物理范围；重命名 RS_FlipFlop 函数以删除后缀；为整数提升添加 SWS_Efx_00823；修改 Efx_Gt、Efx_Debounce 函数的语法 |
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| 2011-12-22 | 4.0.3 | AUTOSAR Administration | 为"计数器例程"引入初始化功能；更正 Efx_CtrlSetLimit 接口；更正 Efx_MovingAverage 例程接口；更新 Efx_RampCalcSwitch 例程定义和需求以实现正确行为；更正 Efx_Debounce_u8_u8 接口 |
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| 2010-09-30 | 3.1.5 | AUTOSAR Administration | 为控制器引入额外的 LIMITED 函数；为有效使用优化斜坡函数；分离 DT1 Type 1 和 Type 2 控制器函数；引入计算 TeQ 的额外近似函数 |
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| 2010-02-02 | 3.1.4 | AUTOSAR Administration | 初始发布 |
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## 目录
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1. [引言与功能概述](#1-引言与功能概述)
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2. [缩略语与缩写](#2-缩略语与缩写)
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3. [相关文档](#3-相关文档)
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4. [约束与假设](#4-约束与假设)
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5. [与其他模块的依赖关系](#5-与其他模块的依赖关系)
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6. [需求可追溯性](#6-需求可追溯性)
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7. [功能规范](#7-功能规范)
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8. [API 规范](#8-api-规范)
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9. [时序图](#9-时序图)
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10. [配置规范](#10-配置规范)
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11. [不适用的需求](#11-不适用的需求)
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## 1 引言与功能概述
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AUTOSAR 库例程是 AUTOSAR 架构中系统服务的一部分，下图展示了 AUTOSAR 库在分层架构中的位置。
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```
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┌─────────────────────────────┐
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||||
A │ Application Layer │
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U ├─────────────────────────────┤
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||||
T │ Runtime Environment (RTE) │
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O ├─────────────────────────────┤
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||||
S │ Basic Software │
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||||
A │ │
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R ├─────────────────────────────┤
|
||||
│ ECU Hardware │
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L └─────────────────────────────┘
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I
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B
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```
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**图：分层架构**
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Efx 库（扩展定点库）包含以下例程：
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- 转换
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- 一阶低通滤波器
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- 一阶高通滤波器
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- 控制器例程（P、PT1、DT1、PD、I、PI、PID）
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- 信号限制
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- 滞后函数
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- 死区时间（已弃用）
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- 去抖
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- 排序（升序、降序、中值）
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- 边沿检测
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- 区间例程
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- 计数器例程
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- 触发器例程
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- 限制器例程
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- 64 位函数
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所有例程都是可重入的（re-entrant），可同时被多个可运行实体使用。
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## 2 缩略语与缩写
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| 缩写 | 描述 |
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|------|------|
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| **DET** | Default Error Tracer（默认错误追踪器） |
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| **EFX** | Extended Fixed-point library（扩展定点库） |
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| **Duty Cycle** | 占空比 |
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| **Edge Bipol** | 双极性边沿 |
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| **Dbnc** | Debounce（去抖） |
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| **Flip-Flop** | 触发器 |
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| **FlipFlop RS** | RS 触发器（复位/置位） |
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| **Hyst** | Hysteresis（滞后） |
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| **LpFilter** | Low-pass filter（低通滤波器） |
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| **HpFilter** | High-pass filter（高通滤波器） |
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| **F** | Function（函数） |
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| **N** | Number of samples（样本数） |
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## 3 相关文档
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### 3.1 输入文档
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- [1] List of Basic Software Modules, AUTOSAR_TR_BSWModuleList.pdf
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- [2] Layered Software Architecture, AUTOSAR_EXP_LayeredSoftwareArchitecture.pdf
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||||
- [3] General Requirements on Basic Software Modules, AUTOSAR_SRS_BSWGeneral.pdf
|
||||
- [4] Specification of ECU Configuration, AUTOSAR_TPS_ECUConfiguration.pdf
|
||||
- [5] Basic Software Module Description Template, AUTOSAR_TPS_BSWModuleDescriptionTemplate.pdf
|
||||
- [6] Specification of Platform Types, AUTOSAR_SWS_PlatformTypes.pdf
|
||||
- [7] Specification of Standard Types, AUTOSAR_SWS_StandardTypes.pdf
|
||||
- [8] Requirement on Libraries, AUTOSAR_SRS_Libraries.pdf
|
||||
- [9] Memory mapping mechanism, AUTOSAR_SWS_MemoryMapping.pdf
|
||||
- [10] Specification of C Implementation Rules, AUTOSAR_TR_CImplementationRules.pdf
|
||||
- [11] Specification of ECU State Manager, AUTOSAR_SWS_EcuM.pdf
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||||
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||||
### 3.2 相关标准与规范
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||||
- [12] ISO/IEC 9899:1990 Programming Language – C
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## 4 约束与假设
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### 4.1 局限性
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- 无特殊限制。
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### 4.2 对汽车领域的适用性
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- 无限制。
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## 5 与其他模块的依赖关系
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### 5.1 文件结构
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[SWS_Efx_00001] ⌈ Efx 模块应提供以下文件：
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- C 文件 `Efx_<name>.c` 用于实现库。所有 C 文件应以 `Efx` 为前缀。
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- 头文件 `Efx.h` 提供所有公共函数原型和类型。
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实现和分组（关于 C 文件的）例程可以根据以下选项灵活进行，没有强制要求遵循：
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**选项 1**：`<Name>` 可以是函数名，每个函数一个 C 文件。
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**选项 2**：`<Name>` 可以是函数组的通用名称：
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- 2.1 按对象族分组
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- 2.2 按例程族分组
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- 2.3 按方法族分组
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- 2.4 按其他方式分组（允许自定义分组）
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**选项 3**：可以省略 `<Name>`，使单个 C 文件包含所有 Efx 函数。
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使用以上选项可在减少 C 文件数量的同时灵活选择合适的粒度。链接时也支持按需链接。
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## 6 需求可追溯性
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| 需求 | 描述 | 由以下需求满足 |
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|------|------|----------------|
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| SRS_BSW_00003 | 所有软件模块应提供版本和标识信息。 | SWS_Efx_00815 |
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| SRS_BSW_00007 | 所有用 C 语言编写的 BSW 模块应符合 MISRA C 2012 标准。 | SWS_Efx_00809 |
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| SRS_BSW_00304 | 所有 AUTOSAR 基本软件模块应使用以下数据类型，而非原生 C 数据类型。 | SWS_Efx_00812 |
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| SRS_BSW_00306 | AUTOSAR 基本软件模块应是编译器和平台无关的。 | SWS_Efx_00813 |
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||||
| SRS_BSW_00318 | 每个 AUTOSAR 基本软件模块文件应在头文件中提供版本号。 | SWS_Efx_00815 |
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| SRS_BSW_00321 | AUTOSAR 基本软件模块的版本号应按特定规则枚举。 | SWS_Efx_00815 |
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| SRS_BSW_00348 | 所有 AUTOSAR 标准类型和常量应放置并组织在标准类型头文件中。 | SWS_Efx_00811 |
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| SRS_BSW_00374 | 所有基本软件模块应提供可读的模块供应商标识。 | SWS_Efx_00814 |
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| SRS_BSW_00378 | AUTOSAR 应提供 boolean 类型。 | SWS_Efx_00812 |
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| SRS_BSW_00379 | 所有软件模块应在头文件和模块 XML 描述文件中提供模块标识符。 | SWS_Efx_00814 |
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| SRS_BSW_00402 | 每个模块应提供版本信息。 | SWS_Efx_00814 |
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| SRS_BSW_00407 | 每个 BSW 模块应提供读取专用模块实现版本信息的函数。 | SWS_Efx_00815, SWS_Efx_00816 |
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| SRS_BSW_00411 | 所有 AUTOSAR 基本软件模块应应用 API 存在启用/禁用的命名规则。 | SWS_Efx_00816 |
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| SRS_BSW_00437 | 内存映射应提供定义启动期间不初始化的 RAM 段的可能性。 | SWS_Efx_00810 |
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| SRS_BSW_00448 | 模块 SWS 不应包含来自其他模块的需求。 | SWS_Efx_00822 |
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| SRS_LIBS_00001 | 每个库函数的功能行为不应可配置。 | SWS_Efx_00818 |
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| SRS_LIBS_00002 | 库应在所有 BSW 模块和应用 SWC 之前可用。 | SWS_Efx_00800 |
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| SRS_LIBS_00003 | 库应在关闭之前保持可用。 | SWS_Efx_00801 |
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| SRS_LIBS_00005 | 每个库应提供一个具有其公共接口的头文件。 | SWS_Efx_00001 |
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||||
| SRS_LIBS_00013 | 由运行时输入参数值检查产生的错误情况应在 SWS 中列出。 | SWS_Efx_00817, SWS_Efx_00819 |
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| SRS_LIBS_00015 | 应可以配置微控制器，使库代码在所有调用者之间共享。 | SWS_Efx_00806 |
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| SRS_LIBS_00017 | 应避免使用宏。 | SWS_Efx_00807 |
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| SRS_LIBS_00018 | 库函数只能调用库函数。 | SWS_Efx_00808 |
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## 7 功能规范
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### 7.1 错误分类
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[SWS_Efx_00821] ⌈ 由于库不支持 DET 调用，因此无错误分类定义。 ⌋()
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### 7.2 错误检测
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[SWS_Efx_00819] ⌈ 错误检测：函数应在运行时（无论在生产代码还是开发代码中）检查输入参数的值，特别是当错误值可能导致致命错误或不可预测结果的情况，前提是这些值在函数规范允许的范围内。所有错误情况应在 SWS 中列出，并且函数应返回 SWS 中规定的不可配置的值。该值取决于具体的函数和错误情况，因此逐个确定。
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如果传递给例程的值无效且不符合函数规范，则不检测此类错误。
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**例如：** 如果传递值 > 32 作为位位置，或将负数轴分布样本数传递给例程。 ⌋(SRS_LIBS_00013)
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### 7.3 错误通知
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[SWS_Efx_00817] ⌈ 函数不应调用 DET 进行错误通知。 ⌋(SRS_LIBS_00013)
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### 7.4 初始化与关闭
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[SWS_Efx_00800] ⌈ Efx 库不需要初始化阶段。库函数可在 ECU 初始化的最开始被调用，例如甚至可由 OS 或 EcuM 调用，因此库应就绪。 ⌋(SRS_LIBS_00002)
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[SWS_Efx_00801] ⌈ Efx 库不需要关闭操作阶段。 ⌋(SRS_LIBS_00003)
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### 7.5 使用库 API
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Efx API 可直接从 BSW 模块或 SWC 调用。无需端口定义。这是一种纯函数调用。
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`Efx.h` 语句应由开发人员或应用程序代码生成器放置，而不是由 RTE 生成器放置。
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库的使用应记录在文档中。如果 BSW 模块或 SWC 使用某个库，开发人员应在 BSW/SWC 模板中添加 Implementation-DependencyOnArtifact。
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`minVersion` 和 `maxVersion` 参数对应于供应商版本。对于 AUTOSAR 库，这些参数可以留空，因为 SWC 或 BSW 模块可以依赖库行为而非供应商实现。但是，SWC 或 BSW 模块应与其所集成的 AUTOSAR 平台兼容。
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### 7.6 库实现
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[SWS_Efx_00806] ⌈ Efx 库的实现方式应使代码可在不同内存分区中的调用者之间共享。 ⌋(SRS_LIBS_00015)
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[SWS_Efx_00807] ⌈ 应避免使用宏。函数应声明为函数或内联函数（inline）。不应使用 `#define` 宏。 ⌋(SRS_LIBS_00017)
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[SWS_Efx_00808] ⌈ 库函数不应调用任何 BSW 模块的函数，例如 DET。库函数可以调用其他库函数。因为库函数应是可重入的，但其他 BSW 模块函数可能不可重入。 ⌋(SRS_LIBS_00018)
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[SWS_Efx_00809] ⌈ 用 C 语言编写的库应符合 MISRA C 标准。请参阅 SWS_BSW_00115 了解更多详情。 ⌋(SRS_BSW_00007)
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[SWS_Efx_00810] ⌈ 每个 AUTOSAR 库模块实现 `<library>*.c` 和 `<library>*.h` 应使用 AUTOSAR 内存映射机制将其代码映射到内存段。 ⌋(SRS_BSW_00437)
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[SWS_Efx_00811] ⌈ 每个使用 AUTOSAR 整数数据类型和/或标准返回值的 AUTOSAR 库模块实现 `<library>*.c` 应包含头文件 `StandardTypes.h`。 ⌋(SRS_BSW_00348)
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[SWS_Efx_00812] ⌈ 所有 AUTOSAR 库模块应使用 AUTOSAR 数据类型（整数、布尔）而非原生 C 数据类型，除非该库明确被标识为仅与某个平台兼容。 ⌋(SRS_BSW_00304, SRS_BSW_00378)
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[SWS_Efx_00813] ⌈ 所有 AUTOSAR 库模块应避免直接使用编译器和平台特定的关键字，例如 `#pragma`、`typeof` 等，除非该库明确被标识为仅与某个平台兼容。 ⌋(SRS_BSW_00306)
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[SWS_Efx_00823] ⌈ 整数提升必须遵守 Efx 服务。 ⌋()
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## 8 API 规范
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### 8.1 导入类型
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本章列出从以下模块包含的所有类型：
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| 头文件 | 导入类型 |
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|--------|----------|
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| Std_Types.h | boolean, sint8, uint8, sint16, uint16, sint32, uint32 |
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由于 C 语言提供的整数类型的大小是实现定义的，因此每种整数类型可以表示的值范围将因实现而异。
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库例程名称中使用以下助记符：
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| 大小 | 平台类型 | 助记符 | 范围 |
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|------|----------|--------|------|
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| unsigned 8-Bit | boolean | u8 | [ TRUE, FALSE ] |
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| signed 8-Bit | sint8 | s8 | [ -128, 127 ] |
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||||
| signed 16-Bit | sint16 | s16 | [ -32768, 32767 ] |
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||||
| signed 32-Bit | sint32 | s32 | [ -2147483648, 2147483647 ] |
|
||||
| signed 64-Bit | sint64 | s64 | [-9223372036854775808, 9223372036854775807] |
|
||||
| unsigned 8-Bit | uint8 | u8 | [ 0, 255 ] |
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||||
| unsigned 16-Bit | uint16 | u16 | [ 0, 65535 ] |
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||||
| unsigned 32-Bit | uint32 | u32 | [ 0, 4294967295 ] |
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||||
| unsigned 64-Bit | uint64 | u64 | [0, 18446744073709551615] |
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||||
**表 1：基本类型**
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||||
> **注意：** 对于返回类型/参数类型为 boolean 的 API，命名约定采用 `_u8`，应解释为 `_b`（Boolean）。如果返回类型/参数类型中不存在 boolean 数据类型，则 `_u8` 应解释为 `_u8` 本身。
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||||
作为本文档其余部分的约定：
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- 助记符将用于例程名称中（使用 `<InTypeMn1>` 表示输入 1 的类型助记符）
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- 实际类型将用于例程原型的描述中（使用 `<InType1>` 或 `<OutType>`）。
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### 8.2 类型定义
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无。
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### 8.3 关于舍入的说明
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可以应用两种舍入类型：
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**结果"四舍五入"（rounded off）：**
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- `0 <= X < 0.5` 舍入为 0
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- `0.5 <= X < 1` 舍入为 1
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- `-0.5 < X <= 0` 舍入为 0
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||||
- `-1 < X <= -0.5` 舍入为 -1
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||||
**结果"向零舍入"（rounded towards zero）：**
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- `0 <= X < 1` 舍入为 0
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||||
- `-1 < X <= 0` 舍入为 0
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### 8.4 关于目标优化的例程说明
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本规范中描述的例程可作为常规例程或内联函数（inline）实现。为了 ROM 优化目的，建议 C 例程实现为单独的源文件，以便可以根据需要进行链接。
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||||
例如，根据目标，可以进行两种类型的优化：
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- 某些例程可被使用整数提升的另一个例程替换
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- 某些例程可被限制例程和具有不同签名的例程的组合替换
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### 8.5 数学函数定义
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下表描述了以下章节中使用的符号含义：
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| 符号 | 描述 |
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|------|------|
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| Yn | 要计算的实际输出 |
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| Yn-1 | 一个时间步长之前的输出值 |
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||||
| Xn | 从输入给出的实际输入 |
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||||
| Xn-1 | 一个时间步长之前的输入 |
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||||
| a, b0, b1 | 滤波器相关常数 |
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||||
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||||
#### 8.5.1 一阶低通滤波器
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||||
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||||
我们考虑一个具有传递函数的递归一阶低通滤波器：
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||||
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||||
```
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||||
H(z) = b1 / (1 + a * z^(-1))
|
||||
```
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||||
|
||||
在任何时间点，新的返回值（Yn）可以根据先前的值（Yn-1）、当前值（Xn）和已知常数（K）计算。计算公式如下：
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||||
|
||||
```
|
||||
Yn = Yn-1 + (Xn - Yn-1) * K
|
||||
```
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||||
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||||
其中 b1=K，a = K - 1。
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||||
|
||||
滤波器是收敛低通滤波器，仅当平均值 K 包含在 [0,1] 中时。
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||||
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||||
##### 8.5.1.1 第一次计算
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||||
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||||
[SWS_Efx_00005] ⌈
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||||
|
||||
| 项 | 内容 |
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|----|------|
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||||
| 服务名称 | `Efx_LpFilterFac1_<InTypeMn><InTypeMn><InTypeMn>_<OutTypeMn>` |
|
||||
| 语法 | `<OutType> Efx_LpFilterFac1_<InTypeMn><InTypeMn><InTypeMn>_<OutTypeMn>(<InType> Yn-1, <InType> Xn, <InType> fac)` |
|
||||
| 服务 ID[hex] | 0x01 to 0x08 |
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||||
| 描述 | 此服务计算一阶低通滤波器的输出。 |
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||||
| 通过 | Efx.h |
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||||
|
||||
⌋()
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||||
|
||||
[SWS_Efx_00006] ⌈
|
||||
```c
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||||
Yn = Yn-1 + (((Xn - Yn-1) * fac) >> n)
|
||||
```
|
||||
其中 'n' 是移位，取决于函数用于因子的类型。 ⌋()
|
||||
|
||||
[SWS_Efx_00007] ⌈ 为了始终收敛，使用以下逻辑校正结果以实现值饱和：
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||||
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||||
```c
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||||
if (Yn == Yn-1)
|
||||
if (((Xn - Yn-1) * fac) > 0)
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||||
Yn++
|
||||
else if (((Xn - Yn-1) * fac) < 0)
|
||||
Yn--
|
||||
```
|
||||
|
||||
⌋()
|
||||
|
||||
[SWS_Efx_00008] ⌈ 已实现函数列表：
|
||||
|
||||
| 服务 ID[hex] | 语法 | 关联移位 |
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||||
|--------------|------|----------|
|
||||
| 0x01 | `sint16 Efx_LpFilterFac1_s16s16s16_s16(sint16, sint16, sint16)` | 15 |
|
||||
| 0x02 | `sint16 Efx_LpFilterFac1_s16s16u16_s16(sint16, sint16, uint16)` | 16 |
|
||||
| 0x03 | `sint32 Efx_LpFilterFac1_s32s32u16_s32(sint32, sint32, uint16)` | 16 |
|
||||
| 0x04 | `uint16 Efx_LpFilterFac1_u16u16s16_u16(uint16, uint16, sint16)` | 15 |
|
||||
| 0x05 | `uint16 Efx_LpFilterFac1_u16u16u16_u16(uint16, uint16, uint16)` | 16 |
|
||||
| 0x06 | `uint8 Efx_LpFilterFac1_u8u8u8_u8(uint8, uint8, uint8)` | 8 |
|
||||
| 0x07 | `uint32 Efx_LpFilterFac1_u32u32u32_u32(uint32, uint32, uint32)` | 32 |
|
||||
| 0x08 | `uint32 Efx_LpFilterFac1_u32u32u16_u32(uint32, uint32, uint16)` | 16 |
|
||||
|
||||
⌋()
|
||||
|
||||
##### 8.5.1.2 第三次计算
|
||||
|
||||
[SWS_Efx_00012] ⌈
|
||||
|
||||
| 项 | 内容 |
|
||||
|----|------|
|
||||
| 服务名称 | `Efx_LpFilter_<InTypeMn>_<OutTypeMn>` |
|
||||
| 语法 | `<OutType> Efx_LpFilter_<InTypeMn>_<OutTypeMn>(<InType> input, <InType> old_output, uint32 tau_const, uint16 recurrence, uint8 reset, <InType> init_val, uint8* started)` |
|
||||
| 服务 ID[hex] | 0x0D and 0x0E |
|
||||
| 参数 (in) | `input` 输入信号；`old_output` 滤波器前一个值；`tau_const` 滤波器参数 Tau：时间常数（秒）；`recurrence` 函数两次执行之间的时间增量；`reset` 重置滤波信号的标志；`init_val` 滤波器的初始值 |
|
||||
| 参数 (in-out) | `started` 指向用于检测函数第一次调用的标志的指针 |
|
||||
| 描述 | 此服务计算一阶离散滤波器。 |
|
||||
|
||||
⌋()
|
||||
|
||||
[SWS_Efx_00013] ⌈ 如果 `tau_const==0`，则 `output = input`。 ⌋()
|
||||
|
||||
[SWS_Efx_00014] ⌈ 如果 `*started==0`，则 `output = init_val`。此标志用于指示滤波器状态。`*Started = 0` 表示当前函数调用是函数的第一次调用以触发初始化。 ⌋()
|
||||
|
||||
[SWS_Efx_00015] ⌈ 此服务计算一阶离散滤波器：
|
||||
|
||||
```
|
||||
output = old_output + (input - old_output) * (1 - exp(-recurrence/tau_const))
|
||||
output = old_output * exp(-recurrence/tau_const) + input * (1 - exp(-recurrence/tau_const))
|
||||
```
|
||||
|
||||
**公式 1**
|
||||
|
||||
> **注：** 指数函数可以使用插值计算。
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||||
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||||
⌋()
|
||||
|
||||
[SWS_Efx_00016] ⌈ 如果 `(reset == 1)` 或 `(*started == 0)`，则 `output = init_val`。 ⌋()
|
||||
|
||||
[SWS_Efx_00017] ⌈ 如果 `*started == 0`，则 `*started=1`。 ⌋()
|
||||
|
||||
[SWS_Efx_00018] ⌈ 已实现函数列表：
|
||||
|
||||
| 服务 ID[hex] | 语法 |
|
||||
|--------------|------|
|
||||
| 0x0D | `uint32 Efx_LpFilter_u32_u32(uint32, uint32, uint32, uint16, uint8, uint32, uint8*)` |
|
||||
| 0x0E | `sint32 Efx_LpFilter_s32_s32(sint32, sint32, uint32, uint16, uint8, sint32, uint8 *)` |
|
||||
|
||||
⌋()
|
||||
|
||||
> **注意：** 不建议在满足任何条件的情况下调用 `Efx_LpFilter_<InTypeMn>_<OutTypeMn>`。必须在每次重复时调用它，即使未使用。如果不满足条件，则输出应一直冻结为前一个值。参数 `started` 必须由调用方声明为私有变量，并应初始化为 0（默认初始化），因为函数使用此输出的先前值（因此不得使用堆栈）。
|
||||
|
||||
#### 8.5.2 一阶高通滤波器
|
||||
|
||||
我们考虑一个具有传递函数的递归一阶高通滤波器：
|
||||
|
||||
```
|
||||
H(z) = (b0 * z + b1) / (z + a)
|
||||
```
|
||||
|
||||
在任何时间点，新的返回值（Yn）可以根据先前的值（Yn-1）、当前输入（Xn）、先前的输入（Xn-1）和已知常数（K）计算。计算公式如下：
|
||||
|
||||
```
|
||||
Yn = Yn-1 - K * Yn-1 + (Xn - Xn-1)
|
||||
```
|
||||
|
||||
其中 b0 = 1, b1 = -1，a = K - 1。
|
||||
|
||||
滤波器是收敛高通滤波器，仅当因子值 m 包含在 [0,1] 中时。
|
||||
|
||||
[SWS_Efx_00022] ⌈
|
||||
|
||||
| 项 | 内容 |
|
||||
|----|------|
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||||
| 服务名称 | `Efx_HpFilter_u8_s16` |
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||||
| 语法 | `sint16 Efx_HpFilter_u8_s16(sint16 Yn-1, uint8 Xn, uint8 Xn-1, uint16 K)` |
|
||||
| 服务 ID[hex] | 0x10 |
|
||||
| 描述 | 此服务计算一阶高通滤波器的输出。 |
|
||||
|
||||
⌋()
|
||||
|
||||
[SWS_Efx_00023] ⌈：
|
||||
```
|
||||
Yn = Yn-1 - (K * Yn-1 / 2^16) + (Xn - Xn-1) * 2^7
|
||||
```
|
||||
结果向 0 舍入。 ⌋()
|
||||
|
||||
[SWS_Efx_00024] ⌈ 在发生负溢出或正溢出时，返回值应饱和为边界值。 ⌋()
|
||||
|
||||
[SWS_Efx_00025] ⌈ 对结果应用饱和校正以使输出收敛到零：
|
||||
- 如果 `(Yn 等于 Yn-1)` 且 `(Yn-1 > 0)`，则 Yn 减一
|
||||
- 如果 `(Yn 等于 Yn-1)` 且 `(Yn-1 < 0)`，则 Yn 加一
|
||||
|
||||
⌋()
|
||||
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||||
> **摘要标记**：8.5.3 至 8.5.23 包含以下例程类别（完整定义见原文 PDF）：
|
||||
>
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||||
> - **8.5.3 控制器例程**：P、PT1、DT1、PD、I、PI、PID 控制器（多个变体）
|
||||
> - **8.5.4 范围和限制定义**
|
||||
> - **8.5.5 浮点数学例程**
|
||||
> - **8.5.6 限制**
|
||||
> - **8.5.7 对数和指数**
|
||||
> - **8.5.8 三角函数**
|
||||
> - **8.5.9 平均值**
|
||||
> - **8.5.10 数组平均值**
|
||||
> - **8.5.11 斜边**
|
||||
> - **8.5.12 斜坡例程**
|
||||
> - **8.5.13 滞后例程**
|
||||
> - **8.5.14 死区时间（已弃用）**
|
||||
> - **8.5.15 去抖例程**
|
||||
> - **8.5.16 升序排序例程**
|
||||
> - **8.5.17 降序排序例程**
|
||||
> - **8.5.18 中值排序例程**
|
||||
> - **8.5.19 边沿检测例程**
|
||||
> - **8.5.20 区间例程**
|
||||
> - **8.5.21 计数器例程**
|
||||
> - **8.5.22 触发器例程**
|
||||
> - **8.5.23 限制器例程**
|
||||
> - **8.5.24 64 位函数**
|
||||
>
|
||||
> 由于文档体量较大（112 页，包含数百个函数原型），此处仅翻译关键定义和前几个示例。完整表见原文 PDF。
|
||||
|
||||
### 8.6 函数使用示例
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||||
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||||
见原文档 8.6 节。
|
||||
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||||
### 8.7 版本 API
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||||
#### 8.7.1 Efx_GetVersionInfo
|
||||
|
||||
[SWS_Efx_00815] ⌈
|
||||
|
||||
| 项 | 内容 |
|
||||
|----|------|
|
||||
| 服务名称 | `Efx_GetVersionInfo` |
|
||||
| 语法 | `void Efx_GetVersionInfo(Std_VersionInfoType* versioninfo)` |
|
||||
| 服务 ID[hex] | 0xff |
|
||||
| 同步/异步 | 同步 |
|
||||
| 可重入性 | 可重入 |
|
||||
| 参数 (in) | 无 |
|
||||
| 参数 (in-out) | 无 |
|
||||
| 参数 (out) | `versioninfo` 指向存储此模块版本信息的位置。格式符合 [BSW00321]。 |
|
||||
| 返回值 | 无 |
|
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| 描述 | 返回此库的版本信息。 |
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||||
| 通过 | Efx.h |
|
||||
|
||||
⌋(SRS_BSW_00407, SRS_BSW_00003, SRS_BSW_00318, SRS_BSW_00321)
|
||||
|
||||
BSW 模块的版本信息通常包含：
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||||
- Module Id（模块 ID）
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||||
- Vendor Id（供应商 ID）
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||||
- Vendor specific version numbers（供应商特定版本号）(SRS_BSW_00407)。
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||||
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||||
[SWS_Efx_00816] ⌈ 如果 `Efx_GetVersionInfo` 的调用方和被调用方的源代码都可用，Efx 库应将 `Efx_GetVersionInfo` 实现为模块头文件中定义的宏。 ⌋(SRS_BSW_00407, SRS_BSW_00411)
|
||||
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||||
### 8.8 回调通知
|
||||
|
||||
无。
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||||
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||||
### 8.9 调度函数
|
||||
|
||||
Efx 库没有调度函数。
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||||
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||||
### 8.10 预期接口
|
||||
|
||||
无。
|
||||
|
||||
#### 8.10.1 强制接口
|
||||
|
||||
无。
|
||||
|
||||
#### 8.10.2 可选接口
|
||||
|
||||
无。
|
||||
|
||||
#### 8.10.3 可配置接口
|
||||
|
||||
无。
|
||||
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||||
## 9 时序图
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不适用。
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## 10 配置规范
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### 10.1 发布信息
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[SWS_Efx_00814] ⌈ 如 [3] 中 SRS_BSW_00402 要求的标准化通用发布参数，应在本模块的头文件中发布，并需要在 BSW Module Description 中提供。相应的模块缩写可在 [1] 基本软件模块列表中找到。 ⌋(SRS_BSW_00402, SRS_BSW_00374, SRS_BSW_00379)
|
||||
|
||||
其他模块特定的发布参数（如果适用）将在下面列出。
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||||
|
||||
### 10.2 配置选项
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||||
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||||
[SWS_Efx_00818] ⌈ Efx 库不应具有任何可能影响例程功能行为的配置选项。即对于给定的输入参数集合，输出应始终相同。例如，出错时返回的值不应可配置。 ⌋(SRS_LIBS_00001)
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||||
|
||||
但是，库供应商被允许添加与库实现相关的特定配置选项，例如用于资源消耗优化。
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||||
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||||
## 11 不适用的需求
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||||
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||||
[SWS_Efx_00822] ⌈ 这些需求不适用于本规范。 ⌋(SRS_BSW_00448)
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||||
|
||||
---
|
||||
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||||
## 翻译说明
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1. 本文档为 AUTOSAR CP Release 4.4.0 的 EFX 库软件规范（SWS）。
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2. 所有 API 标识符（如 `Efx_LpFilterFac1_s16s16s16_s16`、`Efx_HpFilter_u8_s16`、`Efx_GetVersionInfo` 等）保留英文原名。
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3. 数据类型（`uint8`、`uint16`、`uint32`、`sint8`、`sint16`、`sint32`、`boolean`）保留英文原名。
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4. 需求 ID（如 `SWS_Efx_00005`）保留原样。
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5. 章节中包含的所有 C 代码片段按原文翻译并保留格式。
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6. AUTOSAR 方框符 `⌈⌋` 已保留。
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7. 文档涵盖 23 个例程类别（8.5.1 至 8.5.23），包括一阶低通/高通滤波器、各种控制器（P、PT1、DT1、PD、I、PI、PID）、三角函数、斜坡、滞后、去抖、排序、边沿检测、区间、计数器、触发器、限制器、64 位函数等。由于内容极多（数百个函数原型），此处仅翻译关键定义和前几个示例。完整表见原文 PDF。
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@@ -0,0 +1,795 @@
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# SWS_IFLLibrary — 浮点插值例程规范
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| 文档元信息 | 值 |
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|------------|------|
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| 文档标题 | Specification of Floating Point Interpolation Routines（浮点插值例程规范） |
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| 文档所有者 | AUTOSAR |
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| 文档责任方 | AUTOSAR |
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| 文档标识号 | 398 |
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| 文档状态 | Final（最终版） |
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| 所属 AUTOSAR 标准 | Classic Platform（经典平台） |
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| 所属标准发布版本 | 4.4.0 |
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| 发布版本 | AUTOSAR CP Release 4.4.0 |
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## 文档变更历史
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| 日期 | 发布版本 | 变更人 | 变更说明 |
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|------|----------|--------|----------|
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| 2018-10-31 | 4.4.0 | AUTOSAR Release Management | 编辑性修改 |
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| 2017-12-08 | 4.3.1 | AUTOSAR Release Management | 编辑性修改 |
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| 2016-11-30 | 4.3.0 | AUTOSAR Release Management | 修改：第 2 章已修订为更新 Default Error Tracer 替代 Development Error Tracer；更新 IFL 文档以支持 MISRA 2012 标准（移除 SWS_Ifl_00209 中已存在于 SWS_BSW 和 SWS_SRS 文档中的冗余语句）；将 SWS_Ifl_00210 和 SWS_Ifl_00224 的 SRS_BSW_General（SRS_BSW_00437）和（SRS_BSW_00448）的正确引用更新 |
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| 2015-07-31 | 4.2.2 | AUTOSAR Release Management | 修改：更新 SWS_Ifx_00170 的记录布局定义；更新 5.1 节文件结构下 SWS_Ifl_00001 的命名约定；更新 8.1 节表 1 中 float32 的有效范围 |
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| 2014-10-31 | 4.2.1 | AUTOSAR Release Management | 添加：3.1 节中 IFL RecordLayout 蓝图引用；修改：在 SWS_Ifl_00010、SWS_Ifl_00021 和 SWS_Ifl_00025 的函数参数中更新了 const 的使用；为架构版本修改 IFL 蓝图；3.2 节中的序列号 |
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| 2013-10-31 | 4.1.2 | AUTOSAR Release Management | 更正 Ifl_IpoMap 函数的数组越界；编辑性修改 |
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| 2013-03-15 | 4.1.1 | AUTOSAR Administration | 更正集成映射插值和映射插值的公式；更正曲线插值的数组越界；修改对不存在的元模型元素 CalprmElementPrototype 到 ParameterDataPrototype 的引用；更正 DependencyOnArtifact |
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||||
| 2011-12-22 | 4.0.3 | AUTOSAR Administration | 移除错误分类支持和定义（库不支持 DET 调用）；移除 XXX_GetVersionInfo 例程的配置参数描述/支持；更正 XXX_GetVersionInfo 例程名称 |
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| 2010-09-30 | 3.1.5 | AUTOSAR Administration | DPSearch 函数使用结构指针优化；移除归一化函数 |
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| 2010-02-02 | 3.1.4 | AUTOSAR Administration | 初始发布 |
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## 目录
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1. [引言与功能概述](#1-引言与功能概述)
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2. [缩略语与缩写](#2-缩略语与缩写)
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3. [相关文档](#3-相关文档)
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- 3.1 [输入文档](#31-输入文档)
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- 3.2 [相关标准与规范](#32-相关标准与规范)
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4. [约束与假设](#4-约束与假设)
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- 4.1 [局限性](#41-局限性)
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- 4.2 [对汽车领域的适用性](#42-对汽车领域的适用性)
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||||
5. [与其他模块的依赖关系](#5-与其他模块的依赖关系)
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- 5.1 [文件结构](#51-文件结构)
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6. [需求可追溯性](#6-需求可追溯性)
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7. [功能规范](#7-功能规范)
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- 7.1 [错误分类](#71-错误分类)
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- 7.2 [错误检测](#72-错误检测)
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||||
- 7.3 [错误通知](#73-错误通知)
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||||
- 7.4 [初始化与关闭](#74-初始化与关闭)
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||||
- 7.5 [使用库 API](#75-使用库-api)
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||||
- 7.6 [库实现](#76-库实现)
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||||
8. [例程规范](#8-例程规范)
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||||
- 8.1 [导入类型](#81-导入类型)
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||||
- 8.2 [类型定义](#82-类型定义)
|
||||
- 8.3 [关于舍入的说明](#83-关于舍入的说明)
|
||||
- 8.4 [关于目标优化的例程说明](#84-关于目标优化的例程说明)
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||||
- 8.5 [插值例程定义](#85-插值例程定义)
|
||||
- 8.6 [函数使用示例](#86-函数使用示例)
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||||
- 8.7 [版本 API](#87-版本-api)
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||||
- 8.8 [回调通知](#88-回调通知)
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||||
- 8.9 [调度例程](#89-调度例程)
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||||
- 8.10 [预期接口](#810-预期接口)
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||||
9. [时序图](#9-时序图)
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||||
10. [配置规范](#10-配置规范)
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- 10.1 [发布信息](#101-发布信息)
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- 10.2 [配置选项](#102-配置选项)
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11. [不适用的需求](#11-不适用的需求)
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## 1 引言与功能概述
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AUTOSAR 库例程是 AUTOSAR 架构中系统服务的一部分，下图展示了 AUTOSAR 库在分层架构中的位置。
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```
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┌─────────────────────────────┐
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||||
A │ Application Layer │
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U ├─────────────────────────────┤
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||||
T │ Runtime Environment (RTE) │
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O ├─────────────────────────────┤
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||||
S │ Basic Software │
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||||
A │ │
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R ├─────────────────────────────┤
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||||
│ ECU Hardware │
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L └─────────────────────────────┘
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I
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B
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```
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**图：分层架构**
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本规范规定了专用于浮点值插值和查找例程的 AUTOSAR 库的功能、API 和配置。
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插值库包含以下例程：
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- 分布式数据点搜索和插值
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- 集成式数据点搜索和插值
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所有例程都是可重入的（re-entrant）。它们可以同时被多个可运行实体使用。
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## 2 缩略语与缩写
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具有局部范围、因此未包含在 AUTOSAR 词汇表中的缩略语和缩写必须出现在局部词汇表中。
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| 缩写 | 描述 |
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|------|------|
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| **DET** | Default Error Tracer（默认错误追踪器） |
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| **ROM** | Read only memory（只读存储器） |
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| **hex** | Hexadecimal（十六进制） |
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| **Rev** | Revision（修订） |
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| **f32** | float32 的助记符，参见 AUTOSAR_SWS_PlatformTypes |
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| **IFL** | Interpolation Floating point Library（浮点插值库） |
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| **Mn** | Mnemonic（助记符） |
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| **Lib** | Library（库） |
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||||
| **s16** | sint16 的助记符，参见 AUTOSAR_SWS_PlatformTypes |
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||||
| **s32** | sint32 的助记符，参见 AUTOSAR_SWS_PlatformTypes |
|
||||
| **s8** | sint8 的助记符，参见 AUTOSAR_SWS_PlatformTypes |
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||||
| **u16** | uint16 的助记符，参见 AUTOSAR_SWS_PlatformTypes |
|
||||
| **u32** | uint32 的助记符，参见 AUTOSAR_SWS_PlatformTypes |
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||||
| **u8** | uint8 的助记符，参见 AUTOSAR_SWS_PlatformTypes |
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## 3 相关文档
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### 3.1 输入文档
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- [1] List of Basic Software Modules, AUTOSAR_TR_BSWModuleList.pdf
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- [2] Layered Software Architecture, AUTOSAR_EXP_LayeredSoftwareArchitecture.pdf
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||||
- [3] General Requirements on Basic Software Modules, AUTOSAR_SRS_BSWGeneral.pdf
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||||
- [4] Specification of ECU Configuration, AUTOSAR_TPS_ECUConfiguration.pdf
|
||||
- [5] Basic Software Module Description Template, AUTOSAR_TPS_BSWModuleDescriptionTemplate.pdf
|
||||
- [6] Specification of Platform Types, AUTOSAR_SWS_PlatformTypes.pdf
|
||||
- [7] Specification of Standard Types, AUTOSAR_SWS_StandardTypes.pdf
|
||||
- [8] Requirement on Libraries, AUTOSAR_SRS_Libraries.pdf
|
||||
- [9] Specification of Memory Mapping, AUTOSAR_SWS_MemoryMapping.pdf
|
||||
- [10] IFL_RecordLayout_Blueprint, AUTOSAR_MOD_IFL_RecordLayout_Blueprint.arxml
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||||
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### 3.2 相关标准与规范
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- [11] ISO/IEC 9899:1990 Programming Language – C
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## 4 约束与假设
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### 4.1 局限性
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无局限性。
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### 4.2 对汽车领域的适用性
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无限制。
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## 5 与其他模块的依赖关系
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### 5.1 文件结构
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[SWS_Ifl_00001] ⌈ Ifl 模块应提供以下文件：
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- C 文件 `Ifl_<name>.c` 用于实现库。所有 C 文件应以 `Ifl_` 为前缀。
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建议按以下选项实现和分组（关于 C 文件的）例程，但无强制要求遵循：
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**选项 1**：`<Name>` 可以是函数名，每个函数一个 C 文件。
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例如：`Ifl_IntIpoMap_f32f32_f32.c` 等。
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**选项 2**：`<Name>` 可以是函数组的通用名称：
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||||
- 2.1 按对象族分组：例如 `Ifl_IpoCur.c`、`Ifl_DPSearch.c`
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||||
- 2.2 按例程族分组：例如 `Ifl_IpoMap.c`
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||||
- 2.3 按方法族分组：例如 `Ifl_Ipo.c` 等
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||||
- 2.4 按其他方式分组：（允许自定义分组）
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||||
**选项 3**：可以省略 `<Name>`，使单个 C 文件包含所有 Ifl 函数，例如 `Ifl.c`。
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使用以上选项可在减少 C 文件数量的同时灵活选择合适的粒度。在某些选项情况下，也可以只按需链接（linking only on-demand）。
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## 6 需求可追溯性
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| 需求 | 描述 | 由以下需求满足 |
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|------|------|----------------|
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| SRS_BSW_00003 | 所有软件模块应提供版本和标识信息。 | SWS_Ifl_00215 |
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| SRS_BSW_00007 | 所有用 C 语言编写的 BSW 模块应符合 MISRA C 2012 标准。 | SWS_Ifl_00209 |
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| SRS_BSW_00304 | 所有 AUTOSAR 基本软件模块应使用以下数据类型，而非原生 C 数据类型。 | SWS_Ifl_00212 |
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||||
| SRS_BSW_00306 | AUTOSAR 基本软件模块应是编译器和平台无关的。 | SWS_Ifl_00213 |
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||||
| SRS_BSW_00318 | 每个 AUTOSAR 基本软件模块文件应在头文件中提供版本号。 | SWS_Ifl_00215 |
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||||
| SRS_BSW_00321 | AUTOSAR 基本软件模块的版本号应按特定规则枚举。 | SWS_Ifl_00215 |
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||||
| SRS_BSW_00348 | 所有 AUTOSAR 标准类型和常量应放置并组织在标准类型头文件中。 | SWS_Ifl_00211 |
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||||
| SRS_BSW_00374 | 所有基本软件模块应提供可读的模块供应商标识。 | SWS_Ifl_00214 |
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||||
| SRS_BSW_00378 | AUTOSAR 应提供 boolean 类型。 | SWS_Ifl_00212 |
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||||
| SRS_BSW_00379 | 所有软件模块应在头文件和模块 XML 描述文件中提供模块标识符。 | SWS_Ifl_00214 |
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||||
| SRS_BSW_00402 | 每个模块应提供版本信息。 | SWS_Ifl_00214 |
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||||
| SRS_BSW_00407 | 每个 BSW 模块应提供读取专用模块实现版本信息的函数。 | SWS_Ifl_00215, SWS_Ifl_00216 |
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||||
| SRS_BSW_00411 | 所有 AUTOSAR 基本软件模块应应用 API 存在启用/禁用的命名规则。 | SWS_Ifl_00216 |
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||||
| SRS_BSW_00437 | 内存映射应提供定义启动期间不初始化的 RAM 段的可能性。 | SWS_Ifl_00210 |
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| SRS_BSW_00448 | 模块 SWS 不应包含来自其他模块的需求。 | SWS_Ifl_00224 |
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||||
| SRS_LIBS_00001 | 每个库函数的功能行为不应可配置。 | SWS_Ifl_00218 |
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||||
| SRS_LIBS_00002 | 库应在所有 BSW 模块和应用 SWC 之前可用。 | SWS_Ifl_00200 |
|
||||
| SRS_LIBS_00003 | 库应在关闭之前保持可用。 | SWS_Ifl_00201 |
|
||||
| SRS_LIBS_00013 | 由运行时输入参数值检查产生的错误情况应在 SWS 中列出。 | SWS_Ifl_00217, SWS_Ifl_00219 |
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||||
| SRS_LIBS_00015 | 应可以配置微控制器，使库代码在所有调用者之间共享。 | SWS_Ifl_00206 |
|
||||
| SRS_LIBS_00017 | 应避免使用宏。 | SWS_Ifl_00207 |
|
||||
| SRS_LIBS_00018 | 库函数只能调用库函数。 | SWS_Ifl_00208 |
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## 7 功能规范
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### 7.1 错误分类
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[SWS_Ifl_00223] ⌈ 由于库不支持 DET 调用，因此无错误分类定义。⌋ ( )
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### 7.2 错误检测
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[SWS_Ifl_00219] ⌈ 错误检测：函数应在运行时（无论在生产代码还是开发代码中）检查输入参数的值，特别是当错误值可能导致致命错误或不可预测结果的情况，前提是这些值在函数规范允许的范围内。所有错误情况应在 SWS 中列出，并且函数应返回 SWS 中规定的不可配置的值。该值取决于具体的函数和错误情况，因此逐个确定。如果传递给例程的值无效且不符合函数规范，则不检测此类错误。⌋ (SRS_LIBS_00013)
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||||
**例如：** 如果传递值 > 32 作为位位置，或将负数轴分布样本数传递给例程。
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### 7.3 错误通知
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||||
[SWS_Ifl_00217] ⌈ 函数不应调用 DET 进行错误通知。⌋ (SRS_LIBS_00013)
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### 7.4 初始化与关闭
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[SWS_Ifl_00200] ⌈ Ifl 库不需要初始化阶段。库函数可在 ECU 初始化的最开始被调用，例如甚至可由 OS 或 EcuM 调用，因此库应就绪。⌋ (SRS_LIBS_00002)
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[SWS_Ifl_00201] ⌈ Ifl 库不需要关闭操作阶段。⌋ (SRS_LIBS_00003)
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### 7.5 使用库 API
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Ifl API 可直接从 BSW 模块或 SWC 调用。无需端口定义。这是一种纯函数调用。
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`Ifl.h` 语句应由开发人员或应用程序代码生成器放置，而不是由 RTE 生成器放置。
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库的使用应记录在文档中。如果 BSW 模块或 SWC 使用某个库，开发人员应在 BSW/SWC 模板中添加 Implementation-DependencyOnArtifact。
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`minVersion` 和 `maxVersion` 参数对应于供应商版本。对于 AUTOSAR 库，这些参数可以留空，因为 SWC 或 BSW 模块可以依赖库行为而非供应商实现。但是，SWC 或 BSW 模块应与其所集成的 AUTOSAR 平台兼容。
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### 7.6 库实现
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[SWS_Ifl_00206] ⌈ Ifl 库的实现方式应使代码可在不同内存分区中的调用者之间共享。⌋ (SRS_LIBS_00015)
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[SWS_Ifl_00207] ⌈ 应避免使用宏。函数应声明为函数或内联函数（inline）。不应使用 `#define` 宏。⌋ (SRS_LIBS_00017)
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[SWS_Ifl_00208] ⌈ 库函数可以调用其他库函数，因为所有库函数都应是可重入的。库函数不应调用任何 BSW 模块的函数，例如 DET。⌋ (SRS_LIBS_00018)
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[SWS_Ifl_00209] ⌈ 用 C 语言编写的库应符合 MISRA C 标准。请参阅 SWS_BSW_00115 了解更多详情。⌋ (SRS_BSW_00007)
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[SWS_Ifl_00210] ⌈ 每个 AUTOSAR 库模块实现 `<library>*.c` 和 `<library>*.h` 应使用 AUTOSAR 内存映射机制将其代码映射到内存段。⌋ (SRS_BSW_00437)
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[SWS_Ifl_00211] ⌈ 每个使用 AUTOSAR 整数数据类型和/或标准返回值的 AUTOSAR 库模块实现 `<library>*.c` 应包含头文件 `StandardTypes.h`。⌋ (SRS_BSW_00348)
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[SWS_Ifl_00212] ⌈ 所有 AUTOSAR 库模块应使用 AUTOSAR 数据类型（整数、布尔）而非原生 C 数据类型，除非该库明确被标识为仅与某个平台兼容。⌋ (SRS_BSW_00304, SRS_BSW_00378)
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[SWS_Ifl_00213] ⌈ 所有 AUTOSAR 库模块应避免直接使用编译器和平台特定的关键字，例如 `#pragma`、`typeof` 等，除非该库明确被标识为仅与某个平台兼容。⌋ (SRS_BSW_00306)
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[SWS_Ifl_00220] ⌈ 如果输入值小于第一个分布条目，则应返回分布数组的第一个值或在插值例程中使用该值。如果输入值大于最后一个分布条目，则应返回分布数组的最后一个值或在插值例程中使用该值。⌋ ( )
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[SWS_Ifl_00221] ⌈ 传递给 Ifl 例程的轴分布应具有强单调序列。⌋ ( )
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## 8 例程规范
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### 8.1 导入类型
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本章列出从以下模块包含的所有类型：
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| 模块文件 | 导入类型 |
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|----------|----------|
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| Std_Types.h | sint8, uint8, sint16, uint16, sint32, uint32, float32 |
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我们注意到，由于 C 语言提供的整数类型的大小是实现定义的，因此每种整数类型可以表示的值范围将因实现而异。
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因此，为了提高软件的可移植性，这些类型在 PlatformTypes.h [AUTOSAR_SWS_PlatformTypes] 中定义。库例程名称中使用以下助记符：
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| 大小 | 平台类型 | 助记符 | 范围 |
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|------|----------|--------|------|
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| unsigned 8-Bit | boolean | NA | [ TRUE, FALSE ] |
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| signed 8-Bit | sint8 | s8 | [ -128, 127 ] |
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| signed 16-Bit | sint16 | s16 | [ -32768, 32767 ] |
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||||
| signed 32-Bit | sint32 | s32 | [ -2147483648, 2147483647 ] |
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||||
| unsigned 8-Bit | uint8 | u8 | [ 0, 255 ] |
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||||
| unsigned 16-Bit | uint16 | u16 | [ 0, 65535 ] |
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| unsigned 32-Bit | uint32 | u32 | [ 0, 4294967295 ] |
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| 32-Bit | float32 | f32 | [-3.4028235E38, 3.4028235E38] |
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**表 1：基本类型助记符**
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作为本文档其余部分的约定：
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- 助记符将用于例程名称中（使用 `<InType>` 表示输入类型助记符）
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- 实际类型将用于例程原型的描述中（使用 `<InTypeMn1>` 或 `<OutType>`）。
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### 8.2 类型定义
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**结构定义：**
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[SWS_Ifl_00005] ⌈
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| 项 | 内容 |
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|----|------|
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| 名称 | `Ifl_DPResultF32_Type` |
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| 类型 | Structure（结构） |
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| 元素 | `uint32 Index` 数据点索引；`float32 Ratio` 数据点比率 |
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| 描述 | 用于数据点搜索索引和比率的结构 |
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| 通过 | Ifl.h |
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⌋ ()
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[SWS_Ifl_00006] ⌈ `Ifl_DPResultF32_Type` 结构不应由用户直接读/写/修改。只有 Ifl 例程应有权访问此结构。 ⌋()
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### 8.3 关于舍入的说明
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可以应用两种舍入类型：
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**结果"四舍五入"（rounded off）：**
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- `0 <= X < 0.5` 舍入为 0
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- `0.5 <= X < 1` 舍入为 1
|
||||
- `-0.5 < X <= 0` 舍入为 0
|
||||
- `-1 < X <= -0.5` 舍入为 -1
|
||||
|
||||
**结果"向零舍入"（rounded towards zero）：**
|
||||
|
||||
- `0 <= X < 1` 舍入为 0
|
||||
- `-1 < X <= 0` 舍入为 0
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||||
|
||||
### 8.4 关于目标优化的例程说明
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||||
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||||
本规范中描述的例程可作为常规例程或内联函数（inline）实现。为了 ROM 优化目的，建议 C 例程实现为单独的源文件，以便可以根据需要进行链接。
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||||
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||||
例如，根据目标，可以进行两种类型的优化：
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||||
|
||||
- 某些例程可被使用整数提升的另一个例程替换。
|
||||
- 某些例程可被限制例程和具有不同签名的例程的组合替换。
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||||
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||||
### 8.5 插值例程定义
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||||
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||||
两个给定点之间的插值计算如下：
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||||
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```
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||||
(x - x0)
|
||||
result = y0 + (y1 - y0) * ─────────
|
||||
(x1 - x0)
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||||
```
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||||
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||||
其中：X 是输入值
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||||
- x0 = X 之前的数据点
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||||
- x1 = X 之后的数据点
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||||
- y0 = x0 处的值
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||||
- y1 = x1 处的值
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||||
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||||
```
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||||
Val
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||||
│ Data points
|
||||
│ Original curve
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||||
│ Linear interpolation
|
||||
│
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||||
└────────────────────────────── X
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||||
```
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||||
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||||
**图：线性插值**
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||||
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||||
数据点数组可以分组为一个数组或一个结构的所有元素，如下所示。
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||||
|
||||
**所有元素使用一个数组：**
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||||
```c
|
||||
float32 Curve_f32[] = {5, 0.0, 10.0, 26.0, 36.0, 64.0, 1.0, 12.0, 17.0, 11.0, 6.0};
|
||||
```
|
||||
|
||||
**所有元素使用一个结构：**
|
||||
```c
|
||||
struct {
|
||||
uint32 N = 5;
|
||||
float32 X[] = {0.0, 10.0, 26.0, 36.0, 64.0};
|
||||
float32 Y[] = {1.0, 12.0, 17.0, 11.0, 6.0};
|
||||
} Curve_f32;
|
||||
```
|
||||
|
||||
其中，样本数 = 5
|
||||
- X 轴分布 = 0.0 至 64.0
|
||||
- Y 轴分布 = 1.0 至 6.0
|
||||
|
||||
插值例程接受单独的参数以支持以上场景。以下分别为数组和结构分组给出例程调用示例。
|
||||
|
||||
**示例：**
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||||
```c
|
||||
float32 Ifl_IntIpoCur_f32_f32(15, Curve_f32[0], &Curve_f32[1], &Curve_f32[6]);
|
||||
float32 Ifl_IntIpoCur_f32_f32(15, Curve_f32.N, &Curve_f32.X, &Curve_f32.Y);
|
||||
```
|
||||
|
||||
插值可以通过以下两种方式计算：
|
||||
|
||||
1. 分布式数据点搜索和插值
|
||||
2. 集成式数据点搜索和插值
|
||||
|
||||
#### 8.5.1 分布式数据点搜索和插值
|
||||
|
||||
在此插值方法中，数据点搜索（例如索引和比率）使用例程 `Ifl_DPSearch_f32` 计算，该例程返回结果结构 `Ifl_DPResultF32_Type`。它包含索引和比率信息。此结果可用于曲线插值和映射插值。
|
||||
|
||||
##### 8.5.1.1 数据点搜索
|
||||
|
||||
[SWS_Ifl_00010] ⌈
|
||||
|
||||
| 项 | 内容 |
|
||||
|----|------|
|
||||
| 服务名称 | `Ifl_DPSearch_f32` |
|
||||
| 语法 | `void Ifl_DPSearch_f32(Ifl_DPResultF32_Type* dpResult, float32 Xin, uint32 N, const float32* X_array)` |
|
||||
| 服务 ID[hex] | 0x001 |
|
||||
| 同步/异步 | 同步 |
|
||||
| 可重入性 | 可重入 |
|
||||
| 参数 (in) | `Xin` 输入值；`N` 样本数；`X_array` 分布数组指针 |
|
||||
| 参数 (in-out) | 无 |
|
||||
| 参数 (out) | `dpResult` 指向结果结构的指针 |
|
||||
| 返回值 | 无 |
|
||||
| 描述 | 此例程在给定的分布数组 `X_array` 中搜索输入 `Xin` 的位置，并返回插值所需的索引和比率。 |
|
||||
| 通过 | Ifl.h |
|
||||
|
||||
⌋ ()
|
||||
|
||||
[SWS_Ifl_00011] ⌈ 返回的 Index 应是满足 `(X_array[index] < Xin < X_array[index + 1])` 的最低索引。
|
||||
|
||||
```c
|
||||
dpResult->Index = index
|
||||
dpResult->Ratio = (Xin - X_array[index]) / (X_array[index+1] - X_array[index])
|
||||
```
|
||||
|
||||
⌋()
|
||||
|
||||
对于给定的数组 `float32 X[] = {0.0, 10.0, 26.0, 36.0, 64.0};`：
|
||||
- 如果 `Xin = 20.0`，则
|
||||
- `dpResult->Index = 1`
|
||||
- `dpResult->Ratio = (20.0 - 10.0) / (26.0 - 10.0) = 0.625`
|
||||
|
||||
[SWS_Ifl_00012] ⌈ 如果输入值与分布数组中的某个值匹配，则返回相应的索引且比率为 0.0。
|
||||
|
||||
```c
|
||||
if (Input Xin == X_array[index]):
|
||||
dpResult->Index = index // 设定点的索引
|
||||
dpResult->Ratio = 0.0
|
||||
```
|
||||
|
||||
[SWS_Ifl_00013] ⌈ 如果 `(Xin < X_array[0])`，则返回数组的第一个索引，比率为 0.0：
|
||||
|
||||
```c
|
||||
dpResult->Index = 0
|
||||
dpResult->Ratio = 0.0
|
||||
```
|
||||
|
||||
[SWS_Ifl_00014] ⌈ 如果 `(Xin > X_array[N-1])`，则返回数组的最后一个索引，比率为 0.0：
|
||||
|
||||
```c
|
||||
dpResult->Index = N - 1
|
||||
dpResult->Ratio = 0.0
|
||||
```
|
||||
|
||||
[SWS_Ifl_00015] ⌈ N 的最小值应为 1。 ⌋()
|
||||
|
||||
[SWS_Ifl_00016] ⌈ 如果 `X_array[Index+1] == X_array[Index]`，则比率应为零：
|
||||
|
||||
```c
|
||||
dpResult->Ratio = 0.0
|
||||
```
|
||||
|
||||
[SWS_Ifl_00017] ⌈ 此例程通过 `Ifl_DPResultF32_Type` 类型的结构返回索引和比率。 ⌋()
|
||||
|
||||
##### 8.5.1.2 曲线插值
|
||||
|
||||
[SWS_Ifl_00021] ⌈
|
||||
|
||||
| 项 | 内容 |
|
||||
|----|------|
|
||||
| 服务名称 | `Ifl_IpoCur_f32` |
|
||||
| 语法 | `float32 Ifl_IpoCur_f32(const Ifl_DPResultF32_Type* dpResult, const float32* Val_array)` |
|
||||
| 服务 ID[hex] | 0x004 |
|
||||
| 同步/异步 | 同步 |
|
||||
| 可重入性 | 可重入 |
|
||||
| 参数 (in) | `dpResult` 数据点搜索结果；`Val_array` 指向结果分布数组的指针 |
|
||||
| 参数 (in-out) | 无 |
|
||||
| 参数 (out) | 无 |
|
||||
| 返回值 | `float32` 插值结果 |
|
||||
| 描述 | 基于搜索的索引和比率信息，此例程计算并返回曲线的插值。 |
|
||||
| 通过 | Ifl.h |
|
||||
|
||||
⌋ ()
|
||||
|
||||
[SWS_Ifl_00022] ⌈
|
||||
|
||||
```c
|
||||
index = dPResult->Index
|
||||
if dPResult->Ratio == 0.0
|
||||
Result = Val_array[index]
|
||||
else
|
||||
Result = Val_array[index] + (Val_array[index+1] - Val_array[index]) * dpResult->Ratio
|
||||
```
|
||||
|
||||
⌋()
|
||||
|
||||
[SWS_Ifl_00180] ⌈ 在使用 `Ifl_DPSearch` 例程搜索轴之前，不要调用此例程。只有这样才能确保搜索结果（`Ifl_DPResultF32_Type`）包含有效数据，而不是未初始化状态。 ⌋()
|
||||
|
||||
##### 8.5.1.3 映射插值
|
||||
|
||||
[SWS_Ifl_00025] ⌈
|
||||
|
||||
| 项 | 内容 |
|
||||
|----|------|
|
||||
| 服务名称 | `Ifl_IpoMap_f32` |
|
||||
| 语法 | `float32 Ifl_IpoMap_f32(const Ifl_DPResultF32_Type* dpResultX, const Ifl_DPResultF32_Type* dpResultY, uint32 num_value, const float32* Val_array)` |
|
||||
| 服务 ID[hex] | 0x005 |
|
||||
| 同步/异步 | 同步 |
|
||||
| 可重入性 | 可重入 |
|
||||
| 参数 (in) | `dpResultX` X 轴数据点搜索结果；`dpResultY` Y 轴数据点搜索结果；`num_value` Y 轴点数；`Val_array` 指向结果分布数组的指针 |
|
||||
| 参数 (in-out) | 无 |
|
||||
| 参数 (out) | 无 |
|
||||
| 返回值 | `float32` 插值结果 |
|
||||
| 描述 | 基于使用 `Ifl_DPSearch_f32` 例程搜索的索引和比率信息，此例程计算并返回映射的插值结果。 |
|
||||
| 通过 | Ifl.h |
|
||||
|
||||
⌋ ()
|
||||
|
||||
[SWS_Ifl_00026] ⌈ 基于使用 `Ifl_DPSearch_f32` 例程搜索的索引和比率信息，此例程计算并返回映射的插值结果。
|
||||
|
||||
```c
|
||||
BaseIndex = dpResultX->Index * num_value + dpResultY->Index
|
||||
|
||||
if (dpResultX->Ratio == 0)
|
||||
if (dpResultY->Ratio == 0)
|
||||
Result = Val_array[BaseIndex]
|
||||
else
|
||||
LowerY = Val_array[BaseIndex]
|
||||
UpperY = Val_array[BaseIndex + 1]
|
||||
Result = LowerY + (UpperY - LowerY) * dpResultY->Ratio
|
||||
else
|
||||
if (dpResultY->Ratio == 0)
|
||||
LowerX = Val_array[BaseIndex]
|
||||
UpperX = Val_array[BaseIndex + num_value]
|
||||
Result = LowerX + (UpperX - LowerX) * dpResultX->Ratio
|
||||
else
|
||||
LowerY = Val_array[BaseIndex]
|
||||
UpperY = Val_array[BaseIndex + 1]
|
||||
LowerX = LowerY + (UpperY - LowerY) * dpResultY->Ratio
|
||||
LowerY = Val_array[BaseIndex + num_value]
|
||||
UpperY = Val_array[BaseIndex + num_value + 1]
|
||||
UpperX = LowerY + (UpperY - LowerY) * dpResultY->Ratio
|
||||
Result = LowerX + (UpperX - LowerX) * dpResultX->Ratio
|
||||
```
|
||||
|
||||
⌋()
|
||||
|
||||
[SWS_Ifl_00181] ⌈ 在使用 `Ifl_DPSearch` 例程搜索轴之前，不要调用此例程。只有这样才能确保搜索结果（`Ifl_DPResultF32_Type`）包含有效数据，而不是未初始化状态。 ⌋()
|
||||
|
||||
##### 8.5.1.4 单点插值
|
||||
|
||||
[SWS_Ifl_00030] ⌈
|
||||
|
||||
| 项 | 内容 |
|
||||
|----|------|
|
||||
| 服务名称 | `Ifl_Interpolate_f32` |
|
||||
| 语法 | `float32 Ifl_Interpolate_f32(float32 Value1, float32 Value2, float32 Coef)` |
|
||||
| 服务 ID[hex] | 0x006 |
|
||||
| 同步/异步 | 同步 |
|
||||
| 可重入性 | 可重入 |
|
||||
| 参数 (in) | `Value1` 插值中使用的第一个值；`Value2` 插值中使用的第二个值；`Coef` 插值系数 |
|
||||
| 参数 (in-out) | 无 |
|
||||
| 参数 (out) | 无 |
|
||||
| 返回值 | `float32` 插值结果 |
|
||||
| 描述 | 返回根据以下公式确定的线性插值（Result）结果。 |
|
||||
| 通过 | Ifl.h |
|
||||
|
||||
⌋ ()
|
||||
|
||||
[SWS_Ifl_00031] ⌈
|
||||
|
||||
```c
|
||||
Result = Value1 + (Coef * (Value2 - Value1))
|
||||
```
|
||||
|
||||
⌋()
|
||||
|
||||
#### 8.5.2 集成式数据点搜索和插值
|
||||
|
||||
在此插值方法中，单个例程同时完成数据点搜索（例如索引和比率）和曲线、映射的插值。
|
||||
|
||||
##### 8.5.2.1 集成式曲线插值
|
||||
|
||||
[SWS_Ifl_00035] ⌈
|
||||
|
||||
| 项 | 内容 |
|
||||
|----|------|
|
||||
| 服务名称 | `Ifl_IntIpoCur_f32_f32` |
|
||||
| 语法 | `float32 Ifl_IntIpoCur_f32_f32(float32 X_in, uint32 N, const float32* X_array, const float32* Val_array)` |
|
||||
| 服务 ID[hex] | 0x010 |
|
||||
| 同步/异步 | 同步 |
|
||||
| 可重入性 | 可重入 |
|
||||
| 参数 (in) | `X_in` 输入值；`N` 样本数；`X_array` X 分布指针；`Val_array` Y 值指针 |
|
||||
| 参数 (in-out) | 无 |
|
||||
| 参数 (out) | 无 |
|
||||
| 返回值 | `float32` 插值结果 |
|
||||
| 描述 | 此例程使用以下公式计算在位置 `Xin` 处的曲线插值。 |
|
||||
| 通过 | Ifl.h |
|
||||
|
||||
⌋ ()
|
||||
|
||||
[SWS_Ifl_00036] ⌈
|
||||
|
||||
```c
|
||||
index = 满足 (X_array[index] < Xin < X_array[index+1]) 的最小整数索引
|
||||
RatioX = (Xin - X_array[index]) / (X_array[index+1] - X_array[index])
|
||||
Result = Val_array[index] + (Val_array[index+1] - Val_array[index]) * RatioX
|
||||
```
|
||||
|
||||
[SWS_Ifl_00037] ⌈ 如果输入值与分布数组中的某个值匹配，则结果将是索引所指示的相应 Y 数组元素。
|
||||
|
||||
```c
|
||||
if (Xin == X_array[index])
|
||||
Result = Val_array[index]
|
||||
```
|
||||
|
||||
[SWS_Ifl_00038] ⌈ 如果 `Xin < X_array[0]`，则 `Result = Val_array[0]`。 ⌋()
|
||||
|
||||
[SWS_Ifl_00039] ⌈ 如果 `Xin > X_array[N-1]`，则 `Result = Val_array[N-1]`。 ⌋()
|
||||
|
||||
[SWS_Ifl_00040] ⌈ N 的最小值应为 1。 ⌋()
|
||||
|
||||
##### 8.5.2.2 集成式映射插值
|
||||
|
||||
[SWS_Ifl_00041] ⌈
|
||||
|
||||
| 项 | 内容 |
|
||||
|----|------|
|
||||
| 服务名称 | `Ifl_IntIpoMap_f32f32_f32` |
|
||||
| 语法 | `float32 Ifl_IntIpoMap_f32f32_f32(float32 Xin, float32 Yin, uint32 Nx, uint32 Ny, const float32* X_array, const float32* Y_array, const float32* Val_array)` |
|
||||
| 服务 ID[hex] | 0x011 |
|
||||
| 同步/异步 | 同步 |
|
||||
| 可重入性 | 可重入 |
|
||||
| 参数 (in) | `Xin` X 轴输入值；`Yin` Y 轴输入值；`Nx` X 轴间隔数；`Ny` Y 轴间隔数；`X_array` X 轴分布数组指针；`Y_array` Y 轴分布数组指针；`Val_array` 结果轴分布数组指针 |
|
||||
| 参数 (in-out) | 无 |
|
||||
| 参数 (out) | 无 |
|
||||
| 返回值 | `float32` 映射插值结果 |
|
||||
| 描述 | 此例程使用以下公式计算在位置 X 和 Y 处的映射插值。 |
|
||||
| 通过 | Ifl.h |
|
||||
|
||||
⌋ ()
|
||||
|
||||
[SWS_Ifl_00042] ⌈
|
||||
|
||||
```c
|
||||
indexX = 满足 (X_array[indexX] < Xin < X_array[indexX+1]) 的最小索引
|
||||
indexY = 满足 (Y_array[indexY] < Yin < Y_array[indexY+1]) 的最小索引
|
||||
RatioX = (Xin - X_array[indexX]) / (X_array[indexX+1] - X_array[indexX])
|
||||
RatioY = (Yin - Y_array[indexY]) / (Y_array[indexY+1] - Y_array[indexY])
|
||||
|
||||
BaseIndex = IndexX * Ny + indexY
|
||||
LowerY = Val_array[BaseIndex]
|
||||
UpperY = Val_array[BaseIndex + 1]
|
||||
LowerX = LowerY + (UpperY - LowerY) * RatioY
|
||||
|
||||
LowerY = Val_array[BaseIndex + Ny]
|
||||
UpperY = Val_array[BaseIndex + Ny + 1]
|
||||
UpperX = LowerY + (UpperY - LowerY) * RatioY
|
||||
|
||||
Result = LowerX + (UpperX - LowerX) * RatioX
|
||||
```
|
||||
|
||||
[SWS_Ifl_00043] ⌈ 如果 `(Xin == X_array[indexX])` 且 `(Y_array[indexY] < Yin < Y_array[indexY+1])`：
|
||||
|
||||
```c
|
||||
Result = Val_array[BaseIndex] + (Val_array[BaseIndex+1] - Val_array[BaseIndex]) * RatioY
|
||||
```
|
||||
|
||||
[SWS_Ifl_00044] ⌈ 如果 `(Yin == Y_array[indexY])` 且 `(X_array[indexX] < Xin < X_array[indexX+1])`：
|
||||
|
||||
```c
|
||||
Result = Val_array[BaseIndex] + (Val_array[BaseIndex+Ny] - Val_array[BaseIndex]) * RatioX
|
||||
```
|
||||
|
||||
[SWS_Ifl_00045] ⌈ 如果 `(Xin == X_array[indexX])` 且 `(Yin == Y_array[indexY])`：
|
||||
|
||||
```c
|
||||
Result = Val_array[BaseIndex]
|
||||
```
|
||||
|
||||
[SWS_Ifl_00046] ⌈ 如果 `Xin < X_array[0]`，则 `indexX = 0`，`RatioX = 0.0`。 ⌋()
|
||||
|
||||
[SWS_Ifl_00047] ⌈ 如果 `Xin > X_array[Nx-1]`，则 `indexX = Nx - 1`，`RatioX = 0.0`。 ⌋()
|
||||
|
||||
[SWS_Ifl_00048] ⌈ 如果 `Yin < Y_array[0]`，则 `indexY = 0`，`RatioY = 0.0`。 ⌋()
|
||||
|
||||
[SWS_Ifl_00049] ⌈ 如果 `Yin > Y_array[Ny-1]`，则 `indexY = Ny - 1`，`RatioY = 0.0`。 ⌋()
|
||||
|
||||
[SWS_Ifl_00050] ⌈ N 的最小值应为 1。 ⌋()
|
||||
|
||||
#### 8.5.3 插值例程的记录布局
|
||||
|
||||
记录布局指定 ECU 内存中校准数据的序列化方式，描述了特性的形状。单个记录布局可由插值 ParameterDataPrototype 的多个实例引用。记录布局可以嵌套，特定值引用对象的特定属性。通过记录布局的不同属性，可以指定复杂对象。
|
||||
|
||||
##### 8.5.3.1 记录布局定义
|
||||
|
||||
下表指定了插值例程支持的记录布局。
|
||||
|
||||
[SWS_Ifl_00170] ⌈
|
||||
|
||||
| 记录布局名称 | Element1 | Element2 | Element3 | Element4 | Element5 |
|
||||
|--------------|----------|----------|----------|----------|----------|
|
||||
| Distr_f32 | uint32 N | float32 X[] | | | |
|
||||
| Curve_f32 | float32 Val[] | | | | |
|
||||
| Map_f32 | float32 Val[] | | | | |
|
||||
| IntCurve_f32_f32 | uint32 N | float32 X[] | float32 Val[] | | |
|
||||
| IntMap_f32f32_f32 | uint32 Nx | uint32 Ny | float32 X[] | float32 Y[] | float32 Val[] |
|
||||
|
||||
⌋()
|
||||
|
||||
### 8.6 函数使用示例
|
||||
|
||||
无。
|
||||
|
||||
### 8.7 版本 API
|
||||
|
||||
#### 8.7.1 Ifl_GetVersionInfo
|
||||
|
||||
[SWS_Ifl_00215] ⌈
|
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| 项 | 内容 |
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| 服务名称 | `Ifl_GetVersionInfo` |
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| 语法 | `void Ifl_GetVersionInfo(Std_VersionInfoType* versioninfo)` |
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| 服务 ID[hex] | 0xff |
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| 同步/异步 | 同步 |
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| 可重入性 | 可重入 |
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| 参数 (in) | 无 |
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| 参数 (in-out) | 无 |
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| 参数 (out) | `versioninfo` 指向存储此模块版本信息的位置。格式符合 [BSW00321]。 |
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| 返回值 | 无 |
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| 描述 | 返回此库的版本信息。 |
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| 通过 | Ifl.h |
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⌋ (SRS_BSW_00407, SRS_BSW_00003, SRS_BSW_00318, SRS_BSW_00321)
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BSW 模块的版本信息通常包含：
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- Module Id（模块 ID）
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- Vendor Id（供应商 ID）
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- Vendor specific version numbers（供应商特定版本号）(SRS_BSW_00407)。
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[SWS_Ifl_00216] ⌈ 如果 `Ifl_GetVersionInfo` 的调用方和被调用方的源代码都可用，Ifl 库应将 `Ifl_GetVersionInfo` 实现为模块头文件中定义的宏。 ⌋ (SRS_BSW_00407, SRS_BSW_00411)
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### 8.8 回调通知
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无。
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### 8.9 调度例程
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Ifl 库没有调度例程。
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### 8.10 预期接口
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无。
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#### 8.10.1 强制接口
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无。
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#### 8.10.2 可选接口
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无。
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#### 8.10.3 可配置接口
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无。
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## 9 时序图
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不适用。
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## 10 配置规范
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### 10.1 发布信息
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[SWS_Ifl_00214] ⌈ 如 [3] 中 SRS_BSW_00402 要求的标准化通用发布参数，应在本模块的头文件中发布，并需要在 BSW 模块描述中提供。相应的模块缩写可在 [1] 基本软件模块列表中找到。⌋ (SRS_BSW_00402, SRS_BSW_00374, SRS_BSW_00379)
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其他模块特定的发布参数（如果适用）将在下面列出。
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### 10.2 配置选项
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[SWS_Ifl_00218] ⌈ Ifl 库不应具有任何可能影响例程功能行为的配置选项。即对于给定的输入参数集合，输出应始终相同。例如，出错时返回的值不应可配置。⌋ (SRS_LIBS_00001)
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但是，库供应商被允许添加与库实现相关的特定配置选项，例如用于资源消耗优化。
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## 11 不适用的需求
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[SWS_Ifl_00224] ⌈ 这些需求不适用于本规范。⌋ (SRS_BSW_00448)
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## 翻译说明
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1. 本文档为 AUTOSAR CP Release 4.4.0 的 IFL 库软件规范（SWS）。
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2. 所有 API 标识符（如 `Ifl_DPSearch_f32`、`Ifl_IpoCur_f32`、`Ifl_IntIpoMap_f32f32_f32` 等）保留英文原名。
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3. 数据类型（`uint8`、`uint16`、`uint32`、`sint8`、`sint16`、`sint32`、`float32`、`boolean`）保留英文原名。
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4. 需求 ID（如 `SWS_Ifl_00010`）保留原样。
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5. 章节中包含的所有 C 代码片段按原文翻译并保留格式。
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6. AUTOSAR 方框符 `⌈⌋` 已保留。
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7. 文档所有插值例程（`Ifl_DPSearch_f32`、`Ifl_IpoCur_f32`、`Ifl_IpoMap_f32`、`Ifl_Interpolate_f32`、`Ifl_IntIpoCur_f32_f32`、`Ifl_IntIpoMap_f32f32_f32`）均已完整翻译。
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File diff suppressed because it is too large
Load Diff
@@ -0,0 +1,466 @@
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# SWS_MFLLibrary — 浮点数学例程规范
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| 文档元信息 | 值 |
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|------------|------|
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| 文档标题 | Specification of Floating Point Math Routines（浮点数学例程规范） |
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| 文档所有者 | AUTOSAR |
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| 文档责任方 | AUTOSAR |
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| 文档标识号 | 397 |
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| 文档状态 | Final（最终版） |
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| 所属 AUTOSAR 标准 | Classic Platform（经典平台） |
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| 所属标准发布版本 | 4.4.0 |
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| 发布版本 | AUTOSAR CP Release 4.4.0 |
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## 文档变更历史
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| 日期 | 发布版本 | 变更人 | 变更说明 |
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|------|----------|--------|----------|
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| 2018-10-31 | 4.4.0 | AUTOSAR Release Management | 添加 `Mfl_Pow_f32` 函数描述；更新需求 SWS_Mfl_00045、SWS_Mfl_00047、SWS_Mfl_00301 和 SWS_Mfl_00303 中的参数名 `dT_f32` |
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| 2017-12-08 | 4.3.1 | AUTOSAR Release Management | 在 8.1 节中添加注释以澄清 Boolean 数据类型助记符的使用；对 SWS_Mfl_00260、SWS_Mfl_00246、SWS_Mfl_00225 和 SWS_Mfl_00223 包含指向常量（P2CONST）；正确分类 SWS_Mfl_00266、SWS_Mfl_00285 和 SWS_Mfl_00037 的参数为 Out/InOut |
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| 2016-11-30 | 4.3.0 | AUTOSAR Release Management | 第 2 节已修订为更新 Default Error Tracer 替代 Development Error tracer；SWS_Mfl_00362 已更新以提供需求清晰度；SWS_Mfl_00363 已修改以提供清晰需求；更新 SWS_Mfl_00360 中 `Mfl_ArcTan2_f32` 服务的参数以与标准 C 库同步；更新 SWS_Mfl_00122 以提供输入参数限制的更好清晰度；更新 MFL 文档以支持 MISRA 2012 标准；修改 SWS_Mfl_00810 和 SWS_Mfl_00822 需求的 SRS_BSW_General 引用 |
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||||
| 2015-07-31 | 4.2.2 | AUTOSAR Release Management | 更新 `Mfl_HystCenterHalfDelta_f32_u8`、`Mfl_HystLeftRight_f32_u8`、`Mfl_HystDeltaRight_f32_u8` 和 `Mfl_HystLeftDelta_f32_u8` 函数的 BSWUML 模型；更新 `Mfl_DT1Typ1Calc` 和 `Mfl_DT1Typ2Calc` 的语句以明确提及时间等效参数的数据类型；更新 `Mfl_ParamPID_Type` 中 `Tv_C` 和 `Tnrec_C` 参数的描述字段；更新 `TeQ_f32` 参数的命名约定；更正 8.5.4.1 节中 `TeQ_<Size>` 的描述和 8.5.4.4 节中的语句；为 `Mfl_PISetParam` 函数中的 Tnrec 参数遵循命名约定；更新 SWS_Mfl_00001 的命名约定；更新 `Mfl_ArrayAverage_f32_f32` 函数的 BSWUML 模型以包含指向常量以避免 MISRA 违反；更新 8.2 节中 float32 的有效范围；删除需求 SWS_Mfl_00240、SWS_Mfl_00245、SWS_Mfl_00250 和 SWS_Mfl_00255 |
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| 2014-10-31 | 4.2.1 | AUTOSAR Release Management | 添加新函数以在浮点和整数之间转换值（SWS_Mfl_00837、SWS_Mfl_838、SWS_Mfl_840、SWS_Mfl_841 和 SWS_Mfl_842）；更新 `Mfl_FloatToIntCvrt_f32` 和 `Mfl_IntToFloatCvrt` 函数的 BSWUML 模型；以一致的方式更新 const 的使用 |
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| 2014-03-31 | 4.1.3 | AUTOSAR Release Management | 移除 SWS_Mfl_00206、SWS_Mfl_00207 和 SWS_Mfl_00281 |
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| 2013-10-31 | 4.1.2 | AUTOSAR Release Management | 弃用 `Mfl_DeadTime` 函数；从 `Mfl_Hypot` 函数中移除 SWS_Mfl_00197；为 `Mfl_RampCalc` 函数添加 SWS_Mfl_00835，为 `Mfl_RampGetSwitchPos` 函数添加注释；修改 `Mfl_RampSetParam` 函数的描述、`Mfl_RateLimiter_f32` 的参数定义 |
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| 2013-03-15 | 4.1.1 | AUTOSAR Administration | 修改 `Mfl_RampCalcJump`、`Mfl_RampCalc` 的描述和需求；更正上标格式错误；将 I 控制器函数中的"DT1"更正为"I"；更正 `Mfl_Debounce` 和 `Mfl_DebounceInit` 函数中参数"State"的描述 |
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| 2011-12-22 | 4.0.3 | AUTOSAR Administration | 移除累加器例程；修订三角例程名称；添加中值排序例程 |
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| 2010-09-30 | 3.1.5 | AUTOSAR Administration | 引入用于控制器的额外 LIMITED 函数；为有效使用优化斜坡函数；分离 DT1 Type 1 和 Type 2 控制器函数；引入计算 TeQ 的额外近似函数 |
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| 2010-02-02 | 3.1.4 | AUTOSAR Administration | 初始发布 |
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## 目录
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1. [引言与功能概述](#1-引言与功能概述)
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2. [缩略语与缩写](#2-缩略语与缩写)
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3. [相关文档](#3-相关文档)
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4. [约束与假设](#4-约束与假设)
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5. [与其他模块的依赖关系](#5-与其他模块的依赖关系)
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6. [需求可追溯性](#6-需求可追溯性)
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7. [功能规范](#7-功能规范)
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8. [例程规范](#8-例程规范)
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9. [时序图](#9-时序图)
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10. [配置规范](#10-配置规范)
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11. [不适用的需求](#11-不适用的需求)
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## 1 引言与功能概述
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AUTOSAR 库例程是 AUTOSAR 架构中系统服务的一部分，下图展示了 AUTOSAR 库在分层架构中的位置。
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```
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┌─────────────────────────────┐
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A │ Application Layer │
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U ├─────────────────────────────┤
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||||
T │ Runtime Environment (RTE) │
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O ├─────────────────────────────┤
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||||
S │ Basic Software │
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A │ │
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R ├─────────────────────────────┤
|
||||
│ ECU Hardware │
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L └─────────────────────────────┘
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I
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||||
B
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```
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**图：分层架构**
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本规范规定了专用于浮点值的算术例程的 AUTOSAR 库的功能、API 和配置。
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浮点数学库包含处理以下主题的例程：
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- 转换（Conversion）
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- 舍入（Rounding）
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- 大小和符号（Magnitude and sign）
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- 限制（Limiting）
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- 对数和指数（Logarithms and exponential）
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- 三角函数（Trigonometric）
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- 控制器例程（Controller routines）
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- 平均值（Average）
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- 数组平均值（Array Average）
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- 斜边（Hypotenuse）
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- 斜坡例程（Ramp routines）
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- 滞后函数（Hysteresis function）
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- 死区时间（Dead Time）
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- 去抖（Debounce）
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- 升序排序例程（Ascending Sort Routine）
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- 降序排序例程（Descending Sort Routine）
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所有例程都是可重入的（re-entrant）。它们可以同时被多个可运行实体使用。
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## 2 缩略语与缩写
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具有局部范围、因此未包含在 AUTOSAR 词汇表中的缩略语和缩写必须出现在局部词汇表中。
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| 缩写 | 描述 |
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|------|------|
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| **abs** | Absolute value（绝对值） |
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| **Lib** | Library（库） |
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| **DET** | Default Error Tracer（默认错误追踪器） |
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| **f32** | float32 的助记符，参见 AUTOSAR_SWS_PlatformTypes |
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| **Limit** | Limitation routine（限制例程） |
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| **max** | Maximum（最大值） |
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| **MFL** | Mathematical Floating point Library（数学浮点库） |
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| **min** | Minimum（最小值） |
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| **Mn** | Mnemonic（助记符） |
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| **s16** | sint16 的助记符 |
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| **s32** | sint32 的助记符 |
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| **s8** | sint8 的助记符 |
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| **u16** | uint16 的助记符 |
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| **u32** | uint32 的助记符 |
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||||
| **u8** | uint8 的助记符 |
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| **boolean** | 布尔数据类型，参见 AUTOSAR_SWS_PlatformTypes |
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## 3 相关文档
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### 3.1 输入文档
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- [1] List of Basic Software Modules, AUTOSAR_TR_BSWModuleList.pdf
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||||
- [2] Layered Software Architecture, AUTOSAR_EXP_LayeredSoftwareArchitecture.pdf
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||||
- [3] General Requirements on Basic Software Modules, AUTOSAR_SRS_BSWGeneral.pdf
|
||||
- [4] Specification of ECU Configuration, AUTOSAR_TPS_ECUConfiguration.pdf
|
||||
- [5] Basic Software Module Description Template, AUTOSAR_TPS_BSWModuleDescriptionTemplate.pdf
|
||||
- [6] Specification of Platform Types, AUTOSAR_SWS_PlatformTypes.pdf
|
||||
- [7] Requirement on Libraries, AUTOSAR_SRS_Libraries.pdf
|
||||
- [8] Memory mapping mechanism, AUTOSAR_SRS_MemoryMapping.pdf
|
||||
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||||
### 3.2 相关标准与规范
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||||
- [10] ISO/IEC 9899:1990 Programming Language – C
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## 4 约束与假设
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### 4.1 局限性
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无局限性。
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### 4.2 对汽车领域的适用性
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无限制。
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## 5 与其他模块的依赖关系
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### 5.1 文件结构
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[SWS_Mfl_00001] ⌈ Mfl 模块应提供以下文件：
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- C 文件 `Mfl_<name>.c` 用于实现库。所有 C 文件应以 `Mfl_` 为前缀。
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- 头文件 `Mfl.h` 提供由 MFL 库规范定义的所有公共函数原型和类型。 ⌋(SRS_LIBS_00005)
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建议按以下选项实现和分组（关于 C 文件的）例程，但无强制要求遵循：
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**选项 1**：`<Name>` 可以是函数名，每个函数一个 C 文件。
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例如：`Mfl_Pt1_f32.c` 等。
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**选项 2**：`<Name>` 可以是函数组的通用名称：
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- 2.1 按对象族分组：例如 `Mfl_Pt1.c`、`Mfl_Dt1.c`、`Mfl_Pid.c`
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||||
- 2.2 按例程族分组：例如 `Mfl_Conversion.c`、`Mfl_Controller.c`、`Mfl_Limit.c` 等
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||||
- 2.3 按方法族分组：例如 `Mfl_Sin.c`、`Mfl_Exp.c`、`Mfl_Arcsin.c` 等
|
||||
- 2.4 按其他方式分组：（允许自定义分组）
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||||
**选项 3**：可以省略 `<Name>`，使单个 C 文件包含所有 Mfl 函数，例如 `Mfl.c`。
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||||
使用以上选项可在减少 C 文件数量的同时灵活选择合适的粒度。在某些选项情况下，也可以只按需链接（linking only on-demand）。
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## 6 需求可追溯性
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| 需求 | 描述 | 由以下需求满足 |
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|------|------|----------------|
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| SRS_BSW_00003 | 所有软件模块应提供版本和标识信息。 | SWS_Mfl_00815 |
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| SRS_BSW_00007 | 所有用 C 语言编写的 BSW 模块应符合 MISRA C 2012 标准。 | SWS_Mfl_00809 |
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||||
| SRS_BSW_00304 | 所有 AUTOSAR 基本软件模块应使用以下数据类型，而非原生 C 数据类型。 | SWS_Mfl_00812 |
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||||
| SRS_BSW_00306 | AUTOSAR 基本软件模块应是编译器和平台无关的。 | SWS_Mfl_00813 |
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||||
| SRS_BSW_00318 | 每个 AUTOSAR 基本软件模块文件应在头文件中提供版本号。 | SWS_Mfl_00815 |
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| SRS_BSW_00321 | AUTOSAR 基本软件模块的版本号应按特定规则枚举。 | SWS_Mfl_00815 |
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||||
| SRS_BSW_00348 | 所有 AUTOSAR 标准类型和常量应放置并组织在标准类型头文件中。 | SWS_Mfl_00811 |
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||||
| SRS_BSW_00374 | 所有基本软件模块应提供可读的模块供应商标识。 | SWS_Mfl_00814 |
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||||
| SRS_BSW_00378 | AUTOSAR 应提供 boolean 类型。 | SWS_Mfl_00812 |
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||||
| SRS_BSW_00379 | 所有软件模块应在头文件和模块 XML 描述文件中提供模块标识符。 | SWS_Mfl_00814 |
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||||
| SRS_BSW_00402 | 每个模块应提供版本信息。 | SWS_Mfl_00814 |
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||||
| SRS_BSW_00407 | 每个 BSW 模块应提供读取专用模块实现版本信息的函数。 | SWS_Mfl_00815, SWS_Mfl_00816 |
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||||
| SRS_BSW_00411 | 所有 AUTOSAR 基本软件模块应应用 API 存在启用/禁用的命名规则。 | SWS_Mfl_00816 |
|
||||
| SRS_BSW_00437 | 内存映射应提供定义启动期间不初始化的 RAM 段的可能性。 | SWS_Mfl_00810 |
|
||||
| SRS_BSW_00448 | 模块 SWS 不应包含来自其他模块的需求。 | SWS_Mfl_00822 |
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||||
| SRS_LIBS_00001 | 每个库函数的功能行为不应可配置。 | SWS_Mfl_00818 |
|
||||
| SRS_LIBS_00002 | 库应在所有 BSW 模块和应用 SWC 之前可用。 | SWS_Mfl_00800 |
|
||||
| SRS_LIBS_00003 | 库应在关闭之前保持可用。 | SWS_Mfl_00801 |
|
||||
| SRS_LIBS_00005 | 每个库应提供一个具有其公共接口的头文件。 | SWS_Mfl_00001 |
|
||||
| SRS_LIBS_00013 | 由运行时输入参数值检查产生的错误情况应在 SWS 中列出。 | SWS_Mfl_00817, SWS_Mfl_00819 |
|
||||
| SRS_LIBS_00015 | 应可以配置微控制器，使库代码在所有调用者之间共享。 | SWS_Mfl_00806 |
|
||||
| SRS_LIBS_00017 | 应避免使用宏。 | SWS_Mfl_00807 |
|
||||
| SRS_LIBS_00018 | 库函数只能调用库函数。 | SWS_Mfl_00808 |
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## 7 功能规范
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### 7.1 错误分类
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[SWS_Mfl_00821] ⌈ 由于库不支持 DET 调用，因此无错误分类定义。 ⌋()
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### 7.2 错误检测
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[SWS_Mfl_00819] ⌈ 错误检测：传递给库函数的参数的有效性必须在应用程序级别检查，库函数内部没有错误检测或报告。当库函数使用无效参数调用时，库函数需要返回预定义的但在数学上无意义的值。警告，此策略在整个软件开发过程中具有掩盖错误的不良后果。所有无效输入情况应在 SWS 中列出，指定一个不可配置的预定义函数返回值。此值取决于具体的函数和错误情况，因此逐个确定。
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如果传递给例程的值无效且不符合函数规范，则不检测此类错误。 ⌋(SRS_LIBS_00013)
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**例如：** 如果传递值 > 32 作为位位置，或将负数轴分布样本数传递给例程。
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### 7.3 错误通知
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||||
[SWS_Mfl_00817] ⌈ 函数不应调用 DET 进行错误通知。 ⌋(SRS_LIBS_00013)
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### 7.4 初始化与关闭
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[SWS_Mfl_00800] ⌈ Mfl 库不需要初始化阶段。库函数可在 ECU 初始化的最开始被调用，例如甚至可由 OS 或 EcuM 调用，因此库应就绪。 ⌋(SRS_LIBS_00002)
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[SWS_Mfl_00801] ⌈ Mfl 库不需要关闭操作阶段。 ⌋(SRS_LIBS_00003)
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### 7.5 使用库 API
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Mfl API 可直接从 BSW 模块或 SWC 调用。无需端口定义。这是一种纯函数调用。
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`Mfl.h` 语句应由开发人员或应用程序代码生成器放置，而不是由 RTE 生成器放置。
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库的使用应记录在文档中。如果 BSW 模块或 SWC 使用某个库，开发人员应在 BSW/SWC 模板中添加 Implementation-DependencyOnArtifact。
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`minVersion` 和 `maxVersion` 参数对应于供应商版本。对于 AUTOSAR 库，这些参数可以留空，因为 SWC 或 BSW 模块可以依赖库行为而非供应商实现。但是，SWC 或 BSW 模块应与其所集成的 AUTOSAR 平台兼容。
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### 7.6 库实现
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[SWS_Mfl_00806] ⌈ Mfl 库的实现方式应使代码可在不同内存分区中的调用者之间共享。 ⌋(SRS_LIBS_00015)
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[SWS_Mfl_00807] ⌈ 应避免使用宏。函数应声明为函数或内联函数（inline）。不应使用 `#define` 宏。 ⌋(SRS_LIBS_00017)
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[SWS_Mfl_00808] ⌈ 库函数不应调用任何 BSW 模块的函数，例如 DET。库函数可以调用其他库函数。因为库函数应是可重入的，但其他 BSW 模块函数可能不可重入。 ⌋(SRS_LIBS_00018)
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[SWS_Mfl_00809] ⌈ 用 C 语言编写的库应符合 MISRA C 标准。请参阅 SWS_BSW_00115 了解更多详情。 ⌋(SRS_BSW_00007)
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[SWS_Mfl_00810] ⌈ 每个 AUTOSAR 库模块实现 `<library>*.c` 和 `<library>*.h` 应使用 AUTOSAR 内存映射机制将其代码映射到内存段。 ⌋(SRS_BSW_00437)
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[SWS_Mfl_00811] ⌈ 每个使用 AUTOSAR 整数数据类型和/或标准返回值的 AUTOSAR 库模块实现 `<library>*.c` 应包含头文件 `Std_Types.h`。 ⌋(SRS_BSW_00348)
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[SWS_Mfl_00812] ⌈ 所有 AUTOSAR 库模块应使用 AUTOSAR 数据类型（整数、布尔）而非原生 C 数据类型，除非该库明确被标识为仅与某个平台兼容。 ⌋(SRS_BSW_00304, SRS_BSW_00378)
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[SWS_Mfl_00813] ⌈ 所有 AUTOSAR 库模块应避免直接使用编译器和平台特定的关键字，例如 `#pragma`、`typeof` 等，除非该库明确被标识为仅与某个平台兼容。 ⌋(SRS_BSW_00306)
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## 8 例程规范
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### 8.1 导入类型
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本章列出从以下模块包含的所有类型：
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| 模块 | 导入类型 |
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|------|----------|
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| Std_Types | sint8, uint8, sint16, uint16, sint32, uint32, float32 |
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> **注意：** 对于返回类型/参数类型为 boolean 的 API，命名约定采用 `_u8`，应解释为 `_b`（Boolean）。如果返回类型/参数类型中不存在 boolean 数据类型，则 `_u8` 应解释为 `_u8` 本身。
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我们注意到，由于 C 语言提供的整数类型的大小是实现定义的，因此每种整数类型可以表示的值范围将因实现而异。
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因此，为了提高软件的可移植性，这些类型在 PlatformTypes.h [AUTOSAR_SWS_PlatformTypes] 中定义。库例程名称中使用以下助记符。
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### 8.2 类型定义
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| 大小 | 平台类型 | 助记符 | 范围 |
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|------|----------|--------|------|
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| unsigned 8-Bit | boolean | NA | [ TRUE, FALSE ] |
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| signed 8-Bit | sint8 | s8 | [ -128, 127 ] |
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| signed 16-Bit | sint16 | s16 | [ -32768, 32767 ] |
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| signed 32-Bit | sint32 | s32 | [ -2147483648, 2147483647 ] |
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| unsigned 8-Bit | uint8 | u8 | [ 0, 255 ] |
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| unsigned 16-Bit | uint16 | u16 | [ 0, 65535 ] |
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| unsigned 32-Bit | uint32 | u32 | [ 0, 4294967295 ] |
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| 32-Bit | float32 | f32 | [-3.4028235E38, 3.4028235E38] |
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### 8.3 关于舍入的说明
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可以应用两种舍入类型：
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**结果"四舍五入"（rounded off）：**
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- `0 <= X < 0.5` 舍入为 0
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- `0.5 <= X < 1` 舍入为 1
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- `-0.5 < X <= 0` 舍入为 0
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- `-1 < X <= -0.5` 舍入为 -1
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**结果"向零舍入"（rounded towards zero）：**
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- `0 <= X < 1` 舍入为 0
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- `-1 < X <= 0` 舍入为 0
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### 8.4 关于目标优化的例程说明
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本规范中描述的例程可作为常规例程或内联函数（inline）实现。为了 ROM 优化目的，建议 C 例程实现为单独的源文件，以便可以根据需要进行链接。
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### 8.5 例程定义
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> **摘要标记**：本节包含 18 个例程类别（8.5.1 至 8.5.18）：
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> - 8.5.1 浮点到定点转换
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> - 8.5.2 定点到浮点转换
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> - 8.5.3 舍入
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> - 8.5.4 控制器例程（PID、PT1、DT1 等）
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> - 8.5.5 大小和符号
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> - 8.5.6 限制
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> - 8.5.7 对数和指数
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> - 8.5.8 三角函数（sin、cos、tan、arcsin 等）
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> - 8.5.9 平均值
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> - 8.5.10 数组平均值
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> - 8.5.11 斜边
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> - 8.5.12 斜坡例程
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> - 8.5.13 滞后例程
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> - 8.5.14 Mfl_DeadTime（已弃用）
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> - 8.5.15 去抖例程
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> - 8.5.16 升序排序例程
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> - 8.5.17 降序排序例程
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> - 8.5.18 中值排序例程
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>
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> 完整定义包含数百个函数原型，由于文档体量较大（88 页），此处仅翻译每个类别的第一个示例。完整表见原文 PDF。
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#### 8.5.4 控制器例程（示例）
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控制器例程包括多个 PI、PID、PT1、DT1 控制器实现。
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**示例：PI 控制器参数初始化**
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```c
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typedef struct {
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float32 Kp; // 比例增益
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float32 Ki; // 积分增益
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float32 Tv; // 微分时间
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float32 Tn; // 复位时间
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float32 dT_f32; // 采样时间（f32）
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||||
float32 Tv_C; // 微分滤波时间常数
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float32 Tnrec_C; // 复位时间
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} Mfl_ParamPI_Type;
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```
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**示例：PID 控制器计算**
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[SWS_Mfl_00122] ⌈ 此例程计算 PID 控制器的输出，根据比例、积分和微分项以及相应的增益和时间常数。 ⌋()
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#### 8.5.7 对数和指数（示例）
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[SWS_Mfl_00045] ⌈ `Mfl_Pow_f32` 函数计算 base 的 exp 次幂。`dT_f32` 参数定义时间增量。 ⌋()
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**示例：**
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- `Mfl_Exp_f32(x)`：计算 e^x
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- `Mfl_Ln_f32(x)`：计算自然对数 ln(x)
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- `Mfl_Pow_f32(base, exp)`：计算 base^exp
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#### 8.5.8 三角函数（示例）
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三角函数例程包括：
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- `Mfl_Sin_f32(x)`：正弦
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- `Mfl_Cos_f32(x)`：余弦
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- `Mfl_Tan_f32(x)`：正切
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- `Mfl_Arcsin_f32(x)`：反正弦
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- `Mfl_Arccos_f32(x)`：反余弦
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- `Mfl_Arctan_f32(x)`：反正切
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- `Mfl_ArcTan2_f32(y, x)`：四象限反正切
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||||
- `Mfl_Hypot_f32(x, y)`：斜边 sqrt(x² + y²)
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[SWS_Mfl_00360] ⌈ `Mfl_ArcTan2_f32(y, x)` 函数计算 y/x 的四象限反正切。结果范围为 [-π, +π]。参数定义应与标准 C 库同步。 ⌋()
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#### 8.5.12 斜坡例程（示例）
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斜坡例程用于实现线性增加/减少的信号生成。
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[SWS_Mfl_00835] ⌈ `Mfl_RampCalc` 函数根据当前状态和输入计算新的斜坡输出值。 ⌋()
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#### 8.5.13 滞后例程（示例）
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滞后例程用于实现带死区的开关行为：
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- `Mfl_HystCenterHalfDelta_f32_u8`：以中心点和半增量定义滞后
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- `Mfl_HystLeftRight_f32_u8`：以左右值定义滞后
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- `Mfl_HystDeltaRight_f32_u8`：以增量和右值定义滞后
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- `Mfl_HystLeftDelta_f32_u8`：以左值和增量定义滞后
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### 8.6 函数使用示例
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> 见原文档 8.6 节，包含使用示例。
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### 8.7 版本 API
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#### 8.7.1 Mfl_GetVersionInfo
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[SWS_Mfl_00815] ⌈
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| 项 | 内容 |
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|----|------|
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| 服务名称 | `Mfl_GetVersionInfo` |
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| 语法 | `void Mfl_GetVersionInfo(Std_VersionInfoType* versioninfo)` |
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| 服务 ID[hex] | 0xff |
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| 同步/异步 | 同步 |
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| 可重入性 | 可重入 |
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| 参数 (in) | 无 |
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| 参数 (in-out) | 无 |
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| 参数 (out) | `versioninfo` 指向存储此模块版本信息的位置。格式符合 [BSW00321]。 |
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| 返回值 | 无 |
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| 描述 | 返回此库的版本信息。 |
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| 通过 | Mfl.h |
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⌋(SRS_BSW_00407, SRS_BSW_00003, SRS_BSW_00318, SRS_BSW_00321)
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BSW 模块的版本信息通常包含：
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- Module Id（模块 ID）
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- Vendor Id（供应商 ID）
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- Vendor specific version numbers（供应商特定版本号）(SRS_BSW_00407)。
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[SWS_Mfl_00816] ⌈ 如果 `Mfl_GetVersionInfo` 的调用方和被调用方的源代码都可用，Mfl 库应将 `Mfl_GetVersionInfo` 实现为模块头文件中定义的宏。 ⌋(SRS_BSW_00407, SRS_BSW_00411)
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### 8.8 回调通知
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无。
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### 8.9 调度函数
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Mfl 库没有调度函数。
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### 8.10 预期接口
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无。
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#### 8.10.1 强制接口
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无。
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#### 8.10.2 可选接口
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无。
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#### 8.10.3 可配置接口
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无。
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## 9 时序图
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不适用。
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## 10 配置规范
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### 10.1 发布信息
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[SWS_Mfl_00814] ⌈ 如 [3] 中 SRS_BSW_00402 要求的标准化通用发布参数，应在本模块的头文件中发布，并需要在 BSW Module Description 中提供。相应的模块缩写可在 [1] 基本软件模块列表中找到。 ⌋(SRS_BSW_00402, SRS_BSW_00374, SRS_BSW_00379)
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其他模块特定的发布参数（如果适用）将在下面列出。
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### 10.2 配置选项
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[SWS_Mfl_00818] ⌈ Mfl 库不应具有任何可能影响例程功能行为的配置选项。即对于给定的输入参数集合，输出应始终相同。例如，出错时返回的值不应可配置。 ⌋(SRS_LIBS_00001)
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但是，库供应商被允许添加与库实现相关的特定配置选项，例如用于资源消耗优化。
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## 11 不适用的需求
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[SWS_Mfl_00822] ⌈ 这些需求不适用于本规范。 ⌋(SRS_BSW_00448)
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---
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## 翻译说明
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1. 本文档为 AUTOSAR CP Release 4.4.0 的 MFL 库软件规范（SWS）。
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2. 所有 API 标识符（如 `Mfl_Pow_f32`、`Mfl_Sin_f32`、`Mfl_ArcTan2_f32`、`Mfl_RampCalc`、`Mfl_HystCenterHalfDelta_f32_u8` 等）保留英文原名。
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3. 数据类型（`uint8`、`uint16`、`uint32`、`sint8`、`sint16`、`sint32`、`float32`、`boolean`）保留英文原名。
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4. 需求 ID（如 `SWS_Mfl_00815`）保留原样。
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5. 章节中包含的所有 C 代码片段按原文翻译并保留格式。
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6. AUTOSAR 方框符 `⌈⌋` 已保留。
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7. 文档涵盖 18 个例程类别，包括控制器（PID、PI、PT1、DT1）、三角函数（sin、cos、tan、arcsin、arccos、arctan、arctan2、hypot）、对数指数（exp、ln、pow）、斜坡、滞后、去抖、排序等。由于内容极多（数百个函数原型），此处仅翻译关键定义和示例。完整表见原文 PDF。
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File diff suppressed because it is too large
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