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# SWS_EFXLibrary — 扩展定点例程规范
| 文档元信息 | 值 |
|------------|------|
| 文档标题 | Specification of Extended Fixed Point Routines(扩展定点例程规范) |
| 文档所有者 | AUTOSAR |
| 文档责任方 | AUTOSAR |
| 文档标识号 | 400 |
| 文档状态 | Final(最终版) |
| 所属 AUTOSAR 标准 | Classic Platform(经典平台) |
| 所属标准发布版本 | 4.4.0 |
| 发布版本 | AUTOSAR CP Release 4.4.0 |
## 文档变更历史
| 日期 | 发布版本 | 变更人 | 变更说明 |
|------|----------|--------|----------|
| 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 |
| 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 |
| 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 |
| 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 |
| 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 |
| 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 |
| 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" |
| 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 |
| 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 |
| 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 |
| 2010-02-02 | 3.1.4 | AUTOSAR Administration | 初始发布 |
---
## 目录
1. [引言与功能概述](#1-引言与功能概述)
2. [缩略语与缩写](#2-缩略语与缩写)
3. [相关文档](#3-相关文档)
4. [约束与假设](#4-约束与假设)
5. [与其他模块的依赖关系](#5-与其他模块的依赖关系)
6. [需求可追溯性](#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)
9. [时序图](#9-时序图)
10. [配置规范](#10-配置规范)
11. [不适用的需求](#11-不适用的需求)
---
## 1 引言与功能概述
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。
```
┌─────────────────────────────┐
A │ Application Layer │
U ├─────────────────────────────┤
T │ Runtime Environment (RTE) │
O ├─────────────────────────────┤
S │ Basic Software │
A │ │
R ├─────────────────────────────┤
│ ECU Hardware │
L └─────────────────────────────┘
I
B
```
**图:分层架构**
Efx 库(扩展定点库)包含以下例程:
- 转换
- 一阶低通滤波器
- 一阶高通滤波器
- 控制器例程(P、PT1、DT1、PD、I、PI、PID
- 信号限制
- 滞后函数
- 死区时间(已弃用)
- 去抖
- 排序(升序、降序、中值)
- 边沿检测
- 区间例程
- 计数器例程
- 触发器例程
- 限制器例程
- 64 位函数
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。
## 2 缩略语与缩写
| 缩写 | 描述 |
|------|------|
| **DET** | Default Error Tracer(默认错误追踪器) |
| **EFX** | Extended Fixed-point library(扩展定点库) |
| **Duty Cycle** | 占空比 |
| **Edge Bipol** | 双极性边沿 |
| **Dbnc** | Debounce(去抖) |
| **Flip-Flop** | 触发器 |
| **FlipFlop RS** | RS 触发器(复位/置位) |
| **Hyst** | Hysteresis(滞后) |
| **LpFilter** | Low-pass filter(低通滤波器) |
| **HpFilter** | High-pass filter(高通滤波器) |
| **F** | Function(函数) |
| **N** | Number of samples(样本数) |
## 3 相关文档
### 3.1 输入文档
- [1] List of Basic Software Modules, AUTOSAR_TR_BSWModuleList.pdf
- [2] Layered Software Architecture, AUTOSAR_EXP_LayeredSoftwareArchitecture.pdf
- [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
### 3.2 相关标准与规范
- [12] ISO/IEC 9899:1990 Programming Language C
## 4 约束与假设
### 4.1 局限性
- 无特殊限制。
### 4.2 对汽车领域的适用性
- 无限制。
## 5 与其他模块的依赖关系
### 5.1 文件结构
[SWS_Efx_00001] ⌈ Efx 模块应提供以下文件:
- C 文件 `Efx_<name>.c` 用于实现库。所有 C 文件应以 `Efx` 为前缀。
- 头文件 `Efx.h` 提供所有公共函数原型和类型。
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:
**选项 1**`<Name>` 可以是函数名,每个函数一个 C 文件。
**选项 2**`<Name>` 可以是函数组的通用名称:
- 2.1 按对象族分组
- 2.2 按例程族分组
- 2.3 按方法族分组
- 2.4 按其他方式分组(允许自定义分组)
**选项 3**:可以省略 `<Name>`,使单个 C 文件包含所有 Efx 函数。
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。
## 6 需求可追溯性
| 需求 | 描述 | 由以下需求满足 |
|------|------|----------------|
| SRS_BSW_00003 | 所有软件模块应提供版本和标识信息。 | SWS_Efx_00815 |
| 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 |
| 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 |
| SRS_BSW_00306 | AUTOSAR 基本软件模块应是编译器和平台无关的。 | SWS_Efx_00813 |
| 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 |
| 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 |
| 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 |
| 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 |
| SRS_BSW_00378 | AUTOSAR 应提供 boolean 类型。 | SWS_Efx_00812 |
| 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 |
| SRS_BSW_00402 | 每个模块应提供版本信息。 | SWS_Efx_00814 |
| 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 |
| 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 |
| 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 |
| SRS_BSW_00448 | 模块 SWS 不应包含来自其他模块的需求。 | SWS_Efx_00822 |
| SRS_LIBS_00001 | 每个库函数的功能行为不应可配置。 | SWS_Efx_00818 |
| SRS_LIBS_00002 | 库应在所有 BSW 模块和应用 SWC 之前可用。 | SWS_Efx_00800 |
| SRS_LIBS_00003 | 库应在关闭之前保持可用。 | SWS_Efx_00801 |
| 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 |
| 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 |
| 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 |
| SRS_LIBS_00017 | 应避免使用宏。 | SWS_Efx_00807 |
| SRS_LIBS_00018 | 库函数只能调用库函数。 | SWS_Efx_00808 |
## 7 功能规范
### 7.1 错误分类
[SWS_Efx_00821] ⌈ 由于库不支持 DET 调用,因此无错误分类定义。 ⌋()
### 7.2 错误检测
[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。
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。
**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)
### 7.3 错误通知
[SWS_Efx_00817] ⌈ 函数不应调用 DET 进行错误通知。 ⌋(SRS_LIBS_00013)
### 7.4 初始化与关闭
[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)
[SWS_Efx_00801] ⌈ Efx 库不需要关闭操作阶段。 ⌋(SRS_LIBS_00003)
### 7.5 使用库 API
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。
`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。
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。
`minVersion``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。
### 7.6 库实现
[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)
[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)
[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)
[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)
[SWS_Efx_00810] ⌈ 每个 AUTOSAR 库模块实现 `<library>*.c``<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)
[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)
[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)
[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)
[SWS_Efx_00823] ⌈ 整数提升必须遵守 Efx 服务。 ⌋()
## 8 API 规范
### 8.1 导入类型
本章列出从以下模块包含的所有类型:
| 头文件 | 导入类型 |
|--------|----------|
| Std_Types.h | boolean, sint8, uint8, sint16, uint16, sint32, uint32 |
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。
库例程名称中使用以下助记符:
| 大小 | 平台类型 | 助记符 | 范围 |
|------|----------|--------|------|
| unsigned 8-Bit | boolean | u8 | [ TRUE, FALSE ] |
| signed 8-Bit | sint8 | s8 | [ -128, 127 ] |
| signed 16-Bit | sint16 | s16 | [ -32768, 32767 ] |
| signed 32-Bit | sint32 | s32 | [ -2147483648, 2147483647 ] |
| signed 64-Bit | sint64 | s64 | [-9223372036854775808, 9223372036854775807] |
| unsigned 8-Bit | uint8 | u8 | [ 0, 255 ] |
| unsigned 16-Bit | uint16 | u16 | [ 0, 65535 ] |
| unsigned 32-Bit | uint32 | u32 | [ 0, 4294967295 ] |
| unsigned 64-Bit | uint64 | u64 | [0, 18446744073709551615] |
**表 1:基本类型**
> **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。
作为本文档其余部分的约定:
- 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)
- 实际类型将用于例程原型的描述中(使用 `<InType1>``<OutType>`)。
### 8.2 类型定义
无。
### 8.3 关于舍入的说明
可以应用两种舍入类型:
**结果"四舍五入"rounded off):**
- `0 <= X < 0.5` 舍入为 0
- `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
### 8.4 关于目标优化的例程说明
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。
例如,根据目标,可以进行两种类型的优化:
- 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
### 8.5 数学函数定义
下表描述了以下章节中使用的符号含义:
| 符号 | 描述 |
|------|------|
| Yn | 要计算的实际输出 |
| Yn-1 | 一个时间步长之前的输出值 |
| Xn | 从输入给出的实际输入 |
| Xn-1 | 一个时间步长之前的输入 |
| a, b0, b1 | 滤波器相关常数 |
#### 8.5.1 一阶低通滤波器
我们考虑一个具有传递函数的递归一阶低通滤波器:
```
H(z) = b1 / (1 + a * z^(-1))
```
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:
```
Yn = Yn-1 + (Xn - Yn-1) * K
```
其中 b1=Ka = K - 1。
滤波器是收敛低通滤波器,仅当平均值 K 包含在 [0,1] 中时。
##### 8.5.1.1 第一次计算
[SWS_Efx_00005] ⌈
| 项 | 内容 |
|----|------|
| 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 |
| 描述 | 此服务计算一阶低通滤波器的输出。 |
| 通过 | Efx.h |
⌋()
[SWS_Efx_00006] ⌈
```c
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:
```c
if (Yn == Yn-1)
if (((Xn - Yn-1) * fac) > 0)
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 |
|--------------|------|----------|
| 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。
⌋()
[SWS_Efx_00016] ⌈ 如果 `(reset == 1)``(*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 = -1a = 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 |
|----|------|
| 服务名称 | `Efx_HpFilter_u8_s16` |
| 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)``(Yn-1 > 0)`,则 Yn 减一
- 如果 `(Yn 等于 Yn-1)``(Yn-1 < 0)`,则 Yn 加一
⌋()
> **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):
>
> - **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
见原文档 8.6 节。
### 8.7 版本 API
#### 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 |
| 描述 | 返回此库的版本信息。 |
| 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:
- Module Id(模块 ID
- Vendor Id(供应商 ID
- Vendor specific version numbers(供应商特定版本号)(SRS_BSW_00407)。
[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)
### 8.8 回调通知
无。
### 8.9 调度函数
Efx 库没有调度函数。
### 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。
## 9 时序图
不适用。
## 10 配置规范
### 10.1 发布信息
[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。
### 10.2 配置选项
[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)
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。
## 11 不适用的需求
[SWS_Efx_00822] ⌈ 这些需求不适用于本规范。 ⌋(SRS_BSW_00448)
---
## 翻译说明
1. 本文档为 AUTOSAR CP Release 4.4.0 的 EFX 库软件规范(SWS)。
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。
3. 数据类型(`uint8``uint16``uint32``sint8``sint16``sint32``boolean`)保留英文原名。
4. 需求 ID(如 `SWS_Efx_00005`)保留原样。
5. 章节中包含的所有 C 代码片段按原文翻译并保留格式。
6. AUTOSAR 方框符 `⌈⌋` 已保留。
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。