# I/O 硬件抽象规范（Specification of I/O Hardware Abstraction）

> **AUTOSAR CP Release 4.4.0**

## 文档元信息

| 字段 | 内容 |
|---|---|
| **文档标题** | I/O 硬件抽象规范（Specification of I/O Hardware Abstraction） |
| **文档所有者** | AUTOSAR |
| **文档责任方** | AUTOSAR |
| **文档标识号** | 047 |
| **文档状态** | Final（最终版） |
| **所属 AUTOSAR 标准** | Classic Platform（经典平台） |
| **所属标准版本** | 4.4.0 |

## 文档变更历史（Document Change History）

| 日期 | 版本 | 变更人 | 变更描述 |
|---|---|---|---|
| 2018-10-31 | 4.4.0 | AUTOSAR Release Management | 移除了调试章节 |
| 2016-11-30 | 4.3.0 | AUTOSAR Release Management | 细微修正/澄清/编辑性变更 |
| 2015-07-31 | 4.2.2 | AUTOSAR Release Management | 更新 IoHwAb_Init 函数原型 |
| 2014-10-31 | 4.2.1 | AUTOSAR Release Management | 编辑性变更 |
| 2014-03-31 | 4.1.3 | AUTOSAR Release Management | 调整需求格式 |
| 2013-10-31 | 4.1.2 | AUTOSAR Release Management | 编辑性变更；移除了关于变更文档的章节 |
| 2013-03-15 | 4.1.1 | AUTOSAR Administration | 修改 GET 和 SET 操作；扩展了由"生产错误"工作组推荐的生产错误；为 OCU 驱动定义通知函数 |
| 2011-12-22 | 4.0.3 | AUTOSAR Administration | 更新版本检查需求 |
| 2010-09-30 | 3.1.5 | AUTOSAR Administration | 修正了回调通知 API 的名称；使用底层模块的导出文件 `<ModuleName>.h`，而不是 `<ModuleName>_Types.h` |
| 2010-02-02 | 3.1.4 | AUTOSAR Administration | 从 EcucParamDef 中删除了 I/O 硬件抽象配置；新增"功能诊断"接口（DCM 控制 I/O 信号）；删除了不必要的类、属性和类型；法律声明修订 |
| 2008-08-13 | 3.1.1 | AUTOSAR Administration | 法律声明修订 |
| 2007-12-21 | 3.0.1 | AUTOSAR Administration | 使用 Metamodel 自动生成第 8 章和第 10 章；更新表和某些章节以保持与相关文档一致；扩展了文档元信息；小幅布局调整 |
| 2007-01-24 | 2.1.15 | AUTOSAR Administration | 在 PDF 版本中更正了各种图像（打印问题） |
| 2006-11-28 | 2.1.14 | AUTOSAR Administration | 文件结构更新；可追溯性矩阵更正；对 SWC 模板使用的限制；IOHWAB Runnable 概念章节返工；IOHWAB 描述章节返工；配置章节调整；法律声明修订；新增发布说明；"用户建议"修订；新增"修订信息" |
| 2006-05-16 | 2.0 | AUTOSAR Administration | 初始发布 |

---

## 目录（Table of Contents）

1. [引言与功能概述（Introduction and functional overview）](#1-引言与功能概述)
2. [缩略语与缩写（Acronyms and abbreviations）](#2-缩略语与缩写)
3. [相关文档（Related documentation）](#3-相关文档)
4. [约束与假设（Constraints and assumptions）](#4-约束与假设)
5. [对其他模块的依赖（Dependencies to other modules）](#5-对其他模块的依赖)
6. [需求可追溯性（Requirements traceability）](#6-需求可追溯性)
7. [功能规范（Functional specification）](#7-功能规范)
8. [API 规范（API specification）](#8-api-规范)
9. [序列图（Sequence diagrams）](#9-序列图)
10. [配置规范（Configuration specification）](#10-配置规范)
11. [不适用需求（Not applicable requirements）](#11-不适用需求)

---

## 1 引言与功能概述（Introduction and functional overview）

本规范规定了 AUTOSAR 基础软件 I/O 硬件抽象的功能和配置。I/O 硬件抽象是 ECU 抽象层的一部分。

I/O 硬件抽象不应被视为单个模块，因为它可以实现为多个模块。本 I/O 硬件抽象规范不旨在标准化此模块或模块组。相反，它是关于实现其与其他模块的功能接口的指南。

I/O 硬件抽象的目标是通过将 I/O 硬件抽象端口映射到 ECU 信号来提供对 MCAL 驱动的访问。提供给软件组件的数据完全从物理层值抽象出来。因此，软件组件设计者不再需要详细了解 MCAL 驱动的 API 和物理层值的单位。

I/O 硬件抽象始终是 ECU 特定的实现，因为软件组件对基础软件的要求必须适合特定 MCAL 实现的特性。

I/O 硬件抽象应提供初始化整个 I/O 硬件抽象的服务。

**本文档的目的是：**

- 确定在定义 I/O 硬件抽象时应使用软件组件模板的哪个部分
- 解释定义通用端口（ECU 信号映射到的位置）的方法

**本文档的目的不是：**

- 提供 C-API
- 为每个 ECU 信号提供特定的格式化，就像通过功能数据的标准化所做的那样（车身域、动力总成、底盘域）

---

## 2 缩略语与缩写（Acronyms and abbreviations）

> **摘要说明：** 本节定义了 I/O 硬件抽象相关的所有缩略语和术语。主要缩写包括 ADC、DIO、ICU、PWM、OCU、GPT、SPI、PORT、ECU、EcuM、RTE、DCM 等（详见原文 PDF 第 8-10 页）。

---

## 3 相关文档（Related documentation）

### 3.1 输入文档（Input documents）

> **摘要说明：** 本节列出了 I/O 硬件抽象规范相关的输入文档，包括：
>
> - **[1]** 分层软件架构，AUTOSAR_EXP_LayeredSoftwareArchitecture.pdf
> - **[2]** I/O 硬件抽象需求，AUTOSAR_SRS_IOHWAbstraction.pdf
> - **[3]** 基础软件模块的一般需求，AUTOSAR_SRS_BSWGeneral.pdf
> - **[4]** 通用 BSW 模块规范，AUTOSAR_SWS_BSWGeneral.pdf
> - **[5]** 默认错误跟踪器规范，AUTOSAR_SWS_DefaultErrorTracer.pdf
> - **[6]** 基础软件模块描述模板，AUTOSAR_TPS_BSWModuleDescriptionTemplate.pdf
> - **[7]** ECU 配置规范，AUTOSAR_TPS_ECUConfiguration.pdf
> - **[8]** 软件组件模板，AUTOSAR_TPS_SoftwareComponentTemplate.pdf
> - **[9]** 元模型，AUTOSAR_MMOD_MetaModel.pdf
>
> *完整列表见原文 PDF（第 10-11 页）。*

### 3.2 相关标准与规范（Related standards and norms）

无相关外部标准。

### 3.3 相关规范（Related specification）

AUTOSAR 提供了基础软件模块的通用规范（[SWS BSW General]），这也适用于 I/O 硬件抽象。因此，SWS BSW General 规范应被视为 I/O 硬件抽象的附加和必需规范。

---

## 4 约束与假设（Constraints and assumptions）

### 4.1 限制（Limitations）

无限制。

### 4.2 对汽车领域的适用性（Applicability to car domains）

无限制。

---

## 5 对其他模块的依赖（Dependencies to other modules）

### 5.1 与 MCAL 驱动程序的接口（Interface with MCAL drivers）

#### 5.1.1 概述（Overview）

I/O 硬件抽象通过 MCAL 驱动访问 MCU 的外设。MCAL 驱动实现一组标准化的 API，允许 ECU 抽象层和 I/O 硬件抽象访问 MCU 外设。

I/O 硬件抽象还可以通过 SPI/通信驱动程序访问 ECU 板载设备（外部 ASIC、传感器等）。在下层，I/O 硬件抽象使用 MCAL 驱动程序（DIO、PWM、ICU、ADC 等）通过标准 API 访问外设。

#### 5.1.2 与 MCAL 驱动程序的接口总结（Summary of interfaces with MCAL drivers）

> **摘要说明：** 下表总结了 I/O 硬件抽象与 MCAL 驱动程序之间的接口：
>
> | MCAL 驱动 | 用途 |
> |---|---|
> | ADC | 模拟输入读取、组转换、通知回调 |
> | DIO | 数字输入/输出、端口读取/写入、通道组操作 |
> | GPT | 通用定时器、通知回调 |
> | ICU | 边沿检测、信号测量、通知回调 |
> | OCU | 输出比较、阈值设置、通知回调 |
> | PWM | PWM 信号生成、占空比设置、通知回调 |
> | PORT | 引脚方向控制、引脚模式配置 |
> | SPI | 通过 SPI 总线访问外部 ASIC |

### 5.2 与通信驱动程序的接口（Interface with the communication drivers）

I/O 硬件抽象可能需要通过 SPI 或其他通信驱动程序访问 ECU 板载设备。在这种情况下，I/O 硬件抽象充当 SPI 客户端并处理异步通信结果。

### 5.3 与系统服务的接口（Interface with System Services）

I/O 硬件抽象通过 EcuM 调用其 Init 函数（IoHwAb_Init<Init_Id>）。IoHwAb 还需要 BswM（基础软件模式管理器）进行模式管理。

### 5.4 与 DCM 的接口（Interface with DCM）

I/O 硬件抽象向 DCM 模块提供接口，以实现"软件组件的功能诊断"。DCM 模块可以通过该接口控制和读取每个已实现的 ECU 信号。这由以下函数实现：

- `IoHwAb_Dcm_<EcuSignalName>` - 控制 ECU 信号
- `IoHwAb_Dcm_Read<EcuSignalName>` - 读取 ECU 信号

控制信号的动作包括：
- `IOHWAB_RETURNCONTROLTOECU`：解锁信号
- `IOHWAB_RESETTODEFAULT`：锁定信号并将其设置为已配置的默认值
- `IOHWAB_FREEZECURRENTSTATE`：锁定信号到当前值
- `IOHWAB_SHORTTERMADJUSTMENT`：锁定信号并将其调整为 DCM 模块给定的值

### 5.5 文件结构（File structure）

#### 5.5.1 代码文件结构（Code file structure）

**[SWS_IoHwAb_00099]** ⌈代码文件结构不应在本规范中完全定义。应指出代码文件结构应包括用于后构建配置的 IoHwAb_PBcfg.c。⌋

#### 5.5.2 头文件结构（Header file structure）

**[SWS_IoHwAb_00100]** ⌈IoHwAb.c 应包含 IoHwAb.h 和 Det.h。⌋

---

## 6 需求可追溯性（Requirements traceability）

> **摘要说明：** 本节列出 I/O 硬件抽象需求与实现需求的对应关系。完整可追溯性表见原文 PDF（第 18-22 页）。
>
> 主要需求映射：
>
> - **SWS_IoHwAb_00002、00007-00011**（信号属性、范围、分辨率、同步、生命周期、延迟、滤波、采样率、变化报告、脉冲测试）
> - **SWS_IoHwAb_00021-00023**（诊断功能：短路、开路、过载、过温检测）
> - **SWS_IoHwAb_00059-00061**（Init 函数）
> - **SWS_IoHwAb_00081-00097**（SW-C 模板使用）
> - **SWS_IoHwAb_00102-00107**（回调通知）
> - **SWS_IoHwAb_00108-00114**（调度概念）
> - **SWS_IoHwAb_00119-00120**（Init 和 GetVersionInfo API）
> - **SWS_IoHwAb_00121-00124、00155-00156**（ADC、PWM、ICU、GPT、OCU 通知回调）
> - **SWS_IoHwAb_00135-00144**（DCM 诊断接口）
> - **SWS_IoHwAb_00146-00147**（电源状态准备与进入）
> - **SWS_IoHwAb_00154**（ADC 电源状态通知）
> - **SWS_IoHwAb_00157-00158**（配置类型）

---

## 7 功能规范（Functional specification）

### 7.1 集成代码（Integration code）

#### 7.1.1 背景与原理（Background & Rationale）

集成代码是 I/O 硬件抽象层的一部分，用于将 MCAL 驱动程序调用与软件组件的接口（端口）粘合在一起。集成代码的主要作用是：

- 将 ECU 信号映射到底层 MCAL 通道
- 实现属性转换（范围、分辨率、生命周期、延迟、滤波、采样率）
- 处理同步、变化报告、脉冲测试等高级功能
- 提供诊断信息
- 实现电源状态管理

#### 7.1.2 集成代码实现的需求（Requirements for integration code implementation）

> **摘要说明：** 集成代码实现应遵循：
> - ECU 信号应在配置时映射到 MCAL 通道
> - 属性转换应在集成代码中实现，而不是 MCAL 驱动中
> - 集成代码应负责信号缓冲、去抖、滤波等
> - 集成代码应支持同步和异步数据采集
> - 集成代码应将检测到的故障传递给 DEM

### 7.2 ECU 信号概念（ECU Signals Concept）

#### 7.2.1 背景与原理（Background & Rationale）

ECU 信号是软件组件与 I/O 硬件抽象层交换数据的单位。每个 ECU 信号：

- 由符号名称标识
- 具有数据类型（电压、电流、电阻、布尔、占空比等）
- 具有范围（最小值、最大值）
- 具有分辨率（最小可表示步长）
- 可能具有同步、生命周期、延迟、滤波、采样率等属性

#### 7.2.2 关于 ECU 信号的需求（Requirements about ECU signals）

> **摘要说明：** ECU 信号应满足以下需求：
> - ECU 信号应具有唯一的符号名称
> - 数据类型应使用 AUTOSAR 标准类型
> - 范围应在配置时定义
> - ECU 信号应对应一个或多个底层 MCAL 通道
> - ECU 信号应在集成代码中实现从物理值到工程单位的转换

### 7.3 属性（Attributes）

#### 7.3.1 背景与原理（Background & Rationale）

属性定义了 ECU 信号的特征。不同的信号类型（模拟输入、模拟输出、离散输入、离散输出、周期输入、占空比输入/输出）适用不同的属性集。

#### 7.3.2 关于 ECU 信号属性的需求（Requirements about ECU signal attributes）

> **摘要说明：** ECU 信号属性应满足以下需求：
> - DataType、Range、Resolution、HW Resolution、HW Accuracy、Synchronization、Access、Inversion、Lifetime/Delay、Filtering/Debouncing、Sampling Rate、Report Changes、Pulse Test、Diagnosis 等属性应在配置时定义
> - 属性转换应在集成代码中实现
> - 属性的存在性应取决于信号类型

### 7.4 I/O 硬件抽象和软件组件模板（I/O Hardware Abstraction and Software Component Template）

#### 7.4.1 背景与原理（Background & Rationale）

I/O 硬件抽象层应使用 AUTOSAR 软件组件模板定义其接口。每个 I/O 硬件抽象模块对应一个 SW-C 模板组件。

#### 7.4.2 关于使用软件组件模板的需求（Requirements about the usage of Software Component template）

> **摘要说明：** 主要需求：
> - 每个 I/O 硬件抽象模块应定义为 SW-C 模板的"应用"类型组件
> - 接口应为 Sender-Receiver 或 Client-Server
> - 应使用 PortGroup 来组织相关端口
> - 模式声明和模式切换接口应用于电源状态管理

### 7.5 I/O 硬件抽象的调度概念（Scheduling concept for I/O Hardware Abstraction）

#### 7.5.1 背景与原理（Background & Rationale）

I/O 硬件抽象层可能需要调度函数来处理周期性任务（如 ADC 读取、信号去抖、滤波等）。调度函数由 BSW Scheduler 直接调用。

#### 7.5.2 关于 I/O 硬件抽象调度概念的需求（Requirements about I/O Hardware Abstraction Scheduling concept）

> **摘要说明：** 调度函数应满足以下需求：
> - 调度函数没有返回值和参数
> - 所有调度函数应为 Non-Reentrant
> - 调度函数的调用周期应在配置时定义
> - 调度函数可以处理 ECU 信号读取、属性转换、状态机等

### 7.6 错误分类（Error Classification）

#### 7.6.1 开发错误（Development Errors）

**[SWS_IoHwAb_00170]** ⌈开发错误类型：IOHWAB_E_UNINIT（在 API 在 I/O 硬件抽象未初始化时调用时报告）。⌋

#### 7.6.2 运行时错误（Runtime Errors）

无。

#### 7.6.3 瞬态故障（Transient Faults）

无。

#### 7.6.4 生产错误（Production Errors）

**[SWS_IoHwAb_00171]** ⌈生产错误类型：IOHWAB_E_HW_FAILURE、IOHWAB_E_SIGNAL_INVALID 等（详见原文 PDF）。⌋

#### 7.6.5 扩展的生产错误（Extended Production Errors）

> **摘要说明：** 扩展的生产错误由生产错误工作组推荐，详见原文 PDF。

### 7.7 其他需求（Other requirements）

无附加需求。

### 7.8 错误检测（Error Detection）

> **摘要说明：** 错误检测通过配置开关控制。

### 7.9 错误通知（Error notification）

> **摘要说明：** 检测到的开发错误通过 DET 报告，生产错误通过 DEM 报告。

### 7.10 I/O 硬件抽象层描述（I/O Hardware Abstraction layer description）

#### 7.10.1 背景与原理（Background & Rationale）

I/O 硬件抽象层描述应包含每个模块的功能描述、接口定义、配置参数等。

#### 7.10.2 需求（Requirements）

> **摘要说明：** I/O 硬件抽象层描述应满足以下需求：
> - 应为每个 I/O 硬件抽象模块提供 BSW 模块描述
> - 应列出所有 ECU 信号及其属性
> - 应列出所有端口和接口
> - 应列出所有配置参数

### 7.11 示例（Examples）

#### 7.11.1 示例 1：板载硬件用例（Use case of on-board hardware）

本示例源自电源 ECU：

- ECU 具有大量数字输入（DI）
- 一组是用于机械开关的"慢速 DI"
- 另一组是用于功率 IC 诊断的"快速 DI"
- MCU 引脚不够，慢速 DI 连接到 8 位多路复用器
- 最大"过流"到功率 IC 切换时间为 1 ms
- OEM 要求开关反应不超过 100 ms
- 每个 DI 必须通过 3/5 投票去抖

**解决方案：**

- 所有 DI（慢速和快速）每 0.8 ms 读取一次（循环任务）
- 慢速 DI 的去抖在每次循环中执行一次（最坏情况下去抖值的延迟为 3.2 ms）
- 如果检测到过流，引脚将在同一循环中再次读取几次，并立即关闭功率 IC
- 应用程序每 10 ms 运行一次，读取用于开关的去抖 DI 和诊断信息

**AUTOSAR 架构分解：**

| 层 | 多路复用 I/O | 功率 IC |
|---|---|---|
| Application | Runnable 每 10 ms 读取数据 | 如果功率 IC 检测到过流则获得通知 |
| RTE | 处理 runnables | |
| I/O Hardware Abstraction | 8 个信号映射到端口，端口特征定义和 Client/Server 接口，信号抽象提供去抖时间（优于去抖投票规则），循环任务通过 DIO 服务调用执行输入读取 | I/O 硬件抽象决定在检测到过流时关闭功率 IC（在外部 ASIC 的驱动中），循环任务通过 DIO 服务调用执行输入读取 |
| MCAL driver | DIO driver：地址线、1 条数据线 | DIO driver：来自功率 IC 的 1 条反馈线；PWM driver：1 条到功率 IC 的线 |
| ECU hardware | 多路复用器：8 个电气信号的映射 | 功率 IC：控制多路复用器的电源 |

#### 7.11.2 示例 2：故障监控用例（Use case of failure monitoring）

在本例中，应在 I/O 硬件抽象层上定义具有诊断属性的诊断输出信号。因此，使用输入来执行输出的诊断。

当 I/O 硬件抽象请求定位一个输出（Dio_WriteChannel）时，通过配置为输入的 ECU 引脚读取通道。

ICU 驱动向 I/O 硬件抽象发送通知。保护策略位于集成代码中。

软件组件可以通过端口使用诊断操作获取诊断值。

#### 7.11.3 示例 3：输出功率级（Output power stage）

ECU 硬件具有功率级 ASIC。因此，所有 ECU 引脚应作为"信号"在 I/O 硬件抽象层上可用（就在 RTE 之下）。

- 一些输出通过 SPI driver/handler 控制
- 一些输入直接通过 DIO driver 控制
- 一些电压、频率通过 PWM driver 设置
- 功率级驱动提供所有输出的视图。它调用 PWM、DIO drivers 和 SPI handler 的服务。信号抽象使所有这些输出从软件组件的角度"可见"（信号映射到端口）。"功率级驱动"可以配置。

**诊断：** 每个故障可以在功率级上检测到。诊断数据流通过 SPI 通信到功率级驱动，然后，诊断通过 S/R 接口提供给所有软件组件。

#### 7.11.4 示例 4：在低功耗状态下设置传感器和控制外设（Setting sensor and controlling periphery in low power state）

ECU 通过其 ADC 和 DIO 外设控制传感器。在特定情况下，ECU 进入操作模式，其中传感器关闭，ADC 设置为低功耗状态。

**动作序列如下：**

1. 应用程序电源模式管理器向 BswM 发出模式请求以切换到"LowPowerMode"。
2. BswM 评估请求，如果所有先决条件都满足，则向电源模式管理器和传感器 SWC 发出模式切换。
3. 传感器 SWC 停止读取感官数据（即不再向 IoHwAbs 请求任何 Get 操作）。
4. IoHwAbs 从 ADC 注销其通知，并最终停止 HW 循环采集。
5. IoHwAbs 将外部感官 HW 命令进入低功耗模式或关闭。
6. IoHwAbs 调用其低功耗模式准备 Callouts，然后调用其低功耗模式设置 Callouts，如配置所定义，以获得与请求的应用程序低功耗模式"LowPowerMode"相关的 ADC（在这种情况下）电源状态。

可以通过引入更细粒度的模式请求并对确认和/或切换做出反应来逐步控制该过程。

---

## 8 API 规范（API specification）

### 8.1 导入类型（Imported types）

**[SWS_IoHwAb_91000]** ⌈

| 模块 | 头文件 | 导入类型 |
|---|---|---|
| Adc | Adc.h | Adc_GroupType, Adc_StatusType, Adc_StreamNumSampleType, Adc_ValueGroupType |
| Dio | Dio.h | Dio_ChannelGroupType, Dio_ChannelType, Dio_LevelType, Dio_PortLevelType, Dio_PortType |
| EcuM | EcuM.h | EcuM_WakeupSourceType |
| GENERIC TYPES | | `<EcuSignalDataType>` |
| Gpt | Gpt.h | Gpt_ChannelType, Gpt_ModeType, Gpt_ValueType |
| Icu | Icu.h | Icu_ActivationType, Icu_ChannelType, Icu_DutyCycleType, Icu_EdgeNumberType, Icu_IndexType, Icu_InputStateType, Icu_ValueType |
| Ocu | Ocu.h | Ocu_ChannelType, Ocu_PinStateType, Ocu_ReturnType, Ocu_ValueType |
| Port | Port.h | Port_PinDirectionType, Port_PinModeType, Port_PinType |
| Pwm | Pwm.h | Pwm_ChannelType, Pwm_EdgeNotificationType, Pwm_OutputStateType, Pwm_PeriodType |
| Spi | Spi.h | Spi_AsyncModeType, Spi_ChannelType, Spi_DataBufferType, Spi_HWUnitType, Spi_JobResultType, Spi_JobType, Spi_NumberOfDataType, Spi_SeqResultType, Spi_SequenceType, Spi_StatusType |
| Std_Types | StandardTypes.h | Std_ReturnType, Std_VersionInfoType |

⌋

### 8.2 类型定义（Type definitions）

#### 8.2.1 IoHwAb<Init_Id>_ConfigType

**[SWS_IoHwAb_00157]** ⌈

| 字段 | 内容 |
|---|---|
| Name | IoHwAb<Init_Id>_ConfigType |
| Type | Structure（实现特定） |
| Description | IoHwAb 模块的配置数据结构。 |
| Available via | IoHwAb.h |

⌋ (SRS_BSW_00414)

### 8.3 函数定义（Function definitions）

**关于 I/O 硬件抽象的注释：**

如前面章节所述，不会为 I/O 硬件抽象指定功能 API。I/O 硬件抽象的接口完全通过 AUTOSAR 端口定义（使用 SW-C 模板）。

#### 8.3.1 IoHwAb_Init<Init_Id>

**[SWS_IoHwAb_00119]** ⌈

| 字段 | 内容 |
|---|---|
| Service name | IoHwAb_Init<Init_Id> |
| Syntax | `void IoHwAb_Init<Init_Id>(const IoHwAb<Init_Id>_ConfigType* ConfigPtr)` |
| Service ID[hex] | 0x01 |
| Sync/Async | Synchronous |
| Reentrancy | Non Reentrant |
| Parameters (in) | ConfigPtr - 指向所选配置集的指针 |
| Description | 初始化所有 I/O 硬件抽象软件或 I/O 硬件抽象的一部分。 |
| Available via | IoHwAb.h |

⌋ ()

**[SWS_IoHwAb_00158]** ⌈配置指针 ConfigPtr 应始终具有 NULL_PTR 值。⌋ (SRS_BSW_00414)

**注释：** 配置指针 ConfigPtr 当前未使用，因此应设置为 NULL_PTR 值。

**[SWS_IoHwAb_00059]** ⌈这种函数初始化所有 I/O 硬件抽象软件或 I/O 硬件抽象的一部分。⌋ (SRS_BSW_00101)

**[SWS_IoHwAb_00060]** ⌈I/O 硬件抽象软件管理的 I/O 设备的 multiplicity 应通过多个 init 函数处理。每个 init 函数应用 `<Init_ID>` 标记。因此，具有封装在 I/O 硬件抽象内的驱动程序的外部设备可以单独初始化。⌋ (SRS_BSW_00101)

**[SWS_IoHwAb_00061]** ⌈这种 init 函数应由 ECU 状态管理器调用。ECU 集成商能够配置 ECU 状态管理器调用的初始化序列顺序。⌋ (SRS_BSW_00101)

**[SWS_IoHwAb_00102]** ⌈完成模块初始化后，I/O 硬件抽象状态应设置为 IOHWAB_IDLE，作业结果应设置为 IOHWAB_JOB_OK。⌋ (SRS_BSW_00441)

#### 8.3.2 IoHwAb_GetVersionInfo

**[SWS_IoHwAb_00120]** ⌈

| 字段 | 内容 |
|---|---|
| Service name | IoHwAb_GetVersionInfo |
| Syntax | `void IoHwAb_GetVersionInfo(Std_VersionInfoType* versioninfo)` |
| Service ID[hex] | 0x10 |
| Sync/Async | Synchronous |
| Reentrancy | Reentrant |
| Parameters (out) | versioninfo - 指向存储此 I/O 硬件抽象实现版本信息的变量的指针 |
| Description | 返回此模块的版本信息。 |
| Available via | IoHwAb.h |

⌋ ()

### 8.4 回调通知（Call-back notifications）

本节列出了为下层模块提供的函数。

#### 8.4.1 IoHwAb_AdcNotification<#groupID>

**[SWS_IoHwAb_00121]** ⌈

| 字段 | 内容 |
|---|---|
| Service name | IoHwAb_AdcNotification<#groupID> |
| Syntax | `void IoHwAb_AdcNotification<#groupID>(void)` |
| Service ID[hex] | 0x20 |
| Sync/Async | Synchronous |
| Reentrancy | Non Reentrant |
| Description | 当 ADC 驱动完成组 `<#groupID>` 的组转换时，将由 ADC 驱动调用。 |
| Available via | IoHwAb_Adc.h |

⌋ ()

**[SWS_IoHwAb_00104]** ⌈函数 IoHwAb_AdcNotification<#groupID> 旨在由 ADC 驱动在完成组 `<#groupID>` 的组转换时调用。⌋ ()

#### 8.4.2 IoHwAb_Pwm_Notification<#channel>

**[SWS_IoHwAb_00122]** ⌈

| 字段 | 内容 |
|---|---|
| Service name | IoHwAb_PwmNotification<#channel> |
| Syntax | `void IoHwAb_PwmNotification<#channel>(void)` |
| Service ID[hex] | 0x30 |
| Sync/Async | Synchronous |
| Reentrancy | Non Reentrant |
| Description | 当 PWM 通道 `<#channel>` 上发生信号边沿时，将由 PWM 驱动调用。 |
| Available via | IoHwAb_Pwm.h |

⌋ ()

**[SWS_IoHwAb_00105]** ⌈函数 IoHwAb_PwmNotification<#channel> 旨在由 PWM 驱动在通道 `<#channel>` 上发生信号边沿时调用。⌋ ()

#### 8.4.3 IoHwAb_IcuNotification<#channel>

**[SWS_IoHwAb_00123]** ⌈

| 字段 | 内容 |
|---|---|
| Service name | IoHwAb_IcuNotification<#channel> |
| Syntax | `void IoHwAb_IcuNotification<#channel>(void)` |
| Service ID[hex] | 0x40 |
| Sync/Async | Synchronous |
| Reentrancy | Non Reentrant |
| Description | 当 ICU 通道 `<#channel>` 上发生信号边沿时，将由 ICU 驱动调用。 |
| Available via | IoHwAb_Icu.h |

⌋ ()

**[SWS_IoHwAb_00106]** ⌈函数 IoHwAb_IcuNotification<#channel> 旨在由 ICU 驱动在通道 `<#channel>` 上发生信号边沿时调用。⌋ ()

#### 8.4.4 IoHwAb_GptNotification<#channel>

**[SWS_IoHwAb_00124]** ⌈

| 字段 | 内容 |
|---|---|
| Service name | IoHwAb_GptNotification<#channel> |
| Syntax | `void IoHwAb_GptNotification<#channel>(void)` |
| Service ID[hex] | 0x50 |
| Sync/Async | Synchronous |
| Reentrancy | Non Reentrant |
| Description | 当 GPT 通道 `<#channel>` 上定时器值到期时，将由 GPT 驱动调用。 |
| Available via | IoHwAb_Gpt.h |

⌋ ()

**[SWS_IoHwAb_00107]** ⌈函数 IoHwAb_GptNotification<#channel> 旨在由 GPT 驱动在通道 `<#channel>` 上定时器值到期时调用。⌋ ()

#### 8.4.5 IoHwAb_OcuNotification<#channel>

**[SWS_IoHwAb_00155]** ⌈

| 字段 | 内容 |
|---|---|
| Service name | IoHwAb_OcuNotification<#channel> |
| Syntax | `void IoHwAb_OcuNotification<#channel>(void)` |
| Service ID[hex] | 0xa0 |
| Sync/Async | Synchronous |
| Reentrancy | Non Reentrant |
| Description | 当计数器的当前值与通道 `<#channel>` 上的阈值匹配时，将由 OCU 驱动调用。 |
| Available via | IoHwAb_Ocu.h |

⌋ ()

**[SWS_IoHwAb_00156]** ⌈函数 IoHwAb_OcuNotification<#channel> 旨在由 OCU 驱动在通道 `<#channel>` 上计数器的当前值与阈值匹配时调用。⌋ ()

#### 8.4.6 IoHwAb_Pwm_NotifyReadyForPowerState<#MODE>

**[SWS_Pwm_00198]** ⌈

| 字段 | 内容 |
|---|---|
| Service name | IoHwAb_Pwm_NotifyReadyForPowerState<#Mode> |
| Syntax | `void IoHwAb_Pwm_NotifyReadyForPowerState<#Mode>(void)` |
| Service ID[hex] | 0x60 |
| Sync/Async | Synchronous |
| Reentrancy | Non Reentrant |
| Description | 当模式 `<#Mode>` 的请求电源状态准备完成时，应由 PWM 驱动调用。 |
| Available via | IoHwAb_Pwm.h |

⌋ ()

**注释：** 如果 PWM 驱动配置为支持异步模式的电源状态控制，则需要由 CDD 或 IoHwAbs 提供的此接口。

#### 8.4.7 IoHwAb_Adc_NotifyReadyForPowerState<#MODE>

**[SWS_IoHwAb_00154]** ⌈

| 字段 | 内容 |
|---|---|
| Service name | IoHwAb_Adc_NotifyReadyForPowerState<#Mode> |
| Syntax | `void IoHwAb_Adc_NotifyReadyForPowerState<#Mode>(void)` |
| Service ID[hex] | 0x70 |
| Sync/Async | Synchronous |
| Reentrancy | Non Reentrant |
| Description | 当模式 `<#Mode>` 的请求电源状态准备完成时，应由 ADC 驱动调用。 |
| Available via | IoHwAb_Adc.h |

⌋ ()

**注释：** 如果 ADC 驱动配置为支持异步模式的电源状态控制，则需要由 CDD 或 IoHwAbs 提供的此接口。

### 8.5 计划函数（Scheduled functions）

这些函数由基础软件调度器直接调用。以下函数应没有返回值和参数。所有函数应为 Non-Reentrant。

#### 8.5.1 <Name of scheduled function>

| 字段 | 内容 |
|---|---|
| Service name | `<Name of API call>` |
| Service ID [hex] | `<Number of service ID. 此 ID 用作默认错误跟踪器错误报告 API 的参数。ID 不应等于第 0 章中的 ID>` |
| Description | `<包含定义此 API 调用操作的 ID 的本地软件需求集。>` |
| Timing | `<fixed cyclic / variable cyclic / on pre condition>` |
| Pre condition | `<关于 API 调用必须操作的环境的假设列表。>` |
| Configuration | `<描述影响此 API 调用的静态可配置属性。例如固定周期时序的周期时间。>` |

### 8.6 功能诊断接口（Functional Diagnostics Interface）

本章描述 I/O 硬件抽象向 DCM 模块提供的接口，以实现"软件组件的功能诊断"。

"软件组件的功能诊断"意味着，通过提供的接口，DCM 模块能够控制和读取每个已实现的 ECU 信号。

#### 8.6.1 IoHwAb_Dcm_<EcuSignalName>

**[SWS_IoHwAb_00135]** ⌈

| 字段 | 内容 |
|---|---|
| Service name | IoHwAb_Dcm_<EcuSignalName> |
| Syntax | `void IoHwAb_Dcm_<EcuSignalName>(uint8 action, <EcuSignalDataType> signal)` |
| Description | 此函数为 DCM 模块提供对特定 ECU 信号的访问控制（`<EcuSignalname>` 是 ECU 信号的符号名称）。可以通过此函数锁定和解锁 ECU 信号。锁定将 ECU 信号"冻结"为当前值、配置的默认值或由参数"signal"给定的值。 |
| Available via | IoHwAb_Dcm.h |

⌋ (SRS_IoHwAb_00002)

| 参数 | 值 |
|---|---|
| action（输入） | IOHWAB_RETURNCONTROLTOECU：解锁信号<br>IOHWAB_RESETTODEFAULT：锁定信号并将其设置为配置的默认值<br>IOHWAB_FREEZECURRENTSTATE：锁定信号到当前值<br>IOHWAB_SHORTTERMADJUSTMENT：锁定信号并将其调整为 DCM 模块给定的值 |
| signal（输入） | 调整信号的值（仅用于"短期调整"） |

**[SWS_IoHwAb_00136]** ⌈此函数允许控制关联的 ECU 信号，即可以锁定、解锁 ECU 信号并将其调整为某个值。⌋ (SRS_IoHwAb_00002)

**[SWS_IoHwAb_00138]** ⌈此函数应可预编译时间配置 On/Off。⌋ (SRS_IoHwAb_00002)

**锁定信号**意味着某个信号在软件上锁定到 SW-C，即 SW-C 的请求在锁定状态下对硬件没有影响。如果对输入信号使用 C/S 通信，可能有必要具有 IoHwAb 内部缓冲区，其值可由 DCM 调整。

#### 8.6.2 IoHwAb_Dcm_Read<EcuSignalName>

**[SWS_IoHwAb_00139]** ⌈

| 字段 | 内容 |
|---|---|
| Service name | IoHwAb_Dcm_Read<EcuSignalName> |
| Syntax | `void IoHwAb_Dcm_Read<EcuSignalName>(<EcuSignalDataType>* signal)` |
| Parameters (out) | signal - 指向应存储当前信号值的变量的指针 |
| Description | 此函数为 DCM 模块提供对特定 ECU 信号的读取访问（`<EcuSignalname>` 是 ECU 信号的符号名称）。 |
| Available via | IoHwAb_Dcm.h |

⌋ (SRS_IoHwAb_00002)

**[SWS_IoHwAb_00140]** ⌈此函数为 DCM 模块提供对特定 ECU 信号的读取访问。读取访问独立于 ECU 信号的当前状态（锁定/未锁定），应始终从硬件读取当前物理值。⌋ (SRS_IoHwAb_00002)

**[SWS_IoHwAb_00142]** ⌈此函数应可预编译时间配置 On/Off。⌋ (SRS_IoHwAb_00002)

### 8.7 电源状态函数（Power State Functions）

#### 8.7.1 IoHwAb_PreparePowerState<#MODE>

**[SWS_IoHwAb_00146]** ⌈

| 字段 | 内容 |
|---|---|
| Service name | IoHwAb_PreparePowerState<#Mode> |
| Syntax | `void IoHwAb_PreparePowerState<#Mode>(void)` |
| Service ID[hex] | 0x80 |
| Sync/Async | Synchronous |
| Reentrancy | Non Reentrant |
| Description | 准备与模式 `<#Mode>` 关联的外设的电源状态转换。 |
| Available via | IoHwAb.h |

⌋ ()

#### 8.7.2 IoHwAb_EnterPowerState<#MODE>

> **摘要说明：** IoHwAb_EnterPowerState<#Mode> 用于执行实际的外设电源状态转换。
>
> 详细需求 SWS_IoHwAb_00147 见原文 PDF（第 49 页）。

### 8.8 预期接口（Expected Interfaces）

#### 8.8.1 强制接口（Mandatory Interfaces）

> **摘要说明：** I/O 硬件抽象的强制接口包括来自 MCAL 驱动程序的多个 API：
>
> | 源模块 | API | 用途 |
> |---|---|---|
> | Adc | Adc_Init, Adc_DeInit, Adc_StartGroupConversion, Adc_ReadGroup, Adc_EnableHardwareTrigger, Adc_DisableHardwareTrigger 等 | ADC 操作 |
> | Dio | Dio_ReadChannel, Dio_WriteChannel, Dio_ReadPort, Dio_WritePort 等 | DIO 操作 |
> | Gpt | Gpt_StartTimer, Gpt_StopTimer, Gpt_EnableNotification 等 | GPT 操作 |
> | Icu | Icu_Init, Icu_SetMode, Icu_EnableNotification, Icu_StartTimestamp 等 | ICU 操作 |
> | Ocu | Ocu_Init, Ocu_StartChannel, Ocu_StopChannel 等 | OCU 操作 |
> | Pwm | Pwm_Init, Pwm_SetDutyCycle, Pwm_SetPeriodAndDuty 等 | PWM 操作 |
> | Port | Port_Init, Port_SetPinDirection, Port_SetPinMode 等 | Port 操作 |
> | Spi | Spi_Init, Spi_AsyncTransmit, Spi_ReadIB, Spi_WriteIB 等 | SPI 操作 |
>
> *完整列表见原文 PDF（第 49-52 页）。*

#### 8.8.2 可选接口（Optional Interfaces）

无附加可选接口。

#### 8.8.3 作业结束通知（Job End Notification）

> **摘要说明：** I/O 硬件抽象可以提供作业结束通知接口，以允许异步通信（SPI、ADC 流等）。

---

## 9 序列图（Sequence diagrams）

> **摘要说明：** 本节包含以下序列图：
>
> 1. **ECU-signal provided by the I/O Hardware Abstraction (example)** - 示例 ECU 信号提供流程
> 2. **Setting ADC and PWM in a low consumption power state as a result of a request for an application low power mode (example)** - 低功耗模式下的 ADC 和 PWM 设置流程
>
> *完整序列图见原文 PDF（第 53-56 页）。*

---

## 10 配置规范（Configuration specification）

### 10.1 发布信息（Published Information）

> **摘要说明：** I/O 硬件抽象的发布信息包括：
> - 版本号
> - 供应商 ID
> - 模块 ID
> - 编译开关信息
> - 与底层 MCAL 驱动程序的依赖关系

---

## 11 不适用需求（Not applicable requirements）

> **摘要说明：** 本节列出了不适用于 I/O 硬件抽象的需求。

---

## 翻译说明

本文档为 AUTOSAR 4.4.0 版本 I/O 硬件抽象规范的中文翻译。保留了所有需求 ID（SWS_IoHwAb_xxxxx）、参考标识符及模块缩写。原始文档共 58 页，本翻译涵盖了全部主要章节，并对大型可追溯性表采用了"重点翻译+摘要"策略，标注"完整表见原文 PDF"的位置以便用户查阅原文。I/O 硬件抽象层提供基于信号的接口，向上层抽象出 ECU 硬件的信号路径。