feifei.xu/autosar_standard_spec_v4.4
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Raw Blame History

PDU 路由器规范 (Specification of PDU Router)

AUTOSAR CP Release 4.4.0 文档 ID 035: AUTOSAR_SWS_PDURouter

元信息

项目 内容
文档标题 PDU 路由器规范 (Specification of PDU Router)
文档所有者 AUTOSAR
文档责任方 AUTOSAR
文档标识号 035
文档状态 Final
所属 AUTOSAR 标准 Classic Platform
所属标准版本 4.4.0

文档变更历史

日期 版本 变更方 变更说明
2018-10-31 4.4.0 AUTOSAR Release Management API 通用化;增加 LIN Slave 支持;细微更正
2017-12-08 4.3.1 AUTOSAR Release Management 修正/澄清
2016-11-30 4.3.0 AUTOSAR Release Management MetaData 处理增强
2015-07-31 4.2.2 AUTOSAR Release Management 编辑修正
2014-10-31 4.2.1 AUTOSAR Release Management 增强 LDCom 接口
2014-03-31 4.1.3 AUTOSAR Release Management 添加 J1939Tp 支持
2013-10-31 4.1.2 AUTOSAR Release Management 增强多播能力
2013-03-15 4.1.1 AUTOSAR Administration 后构建支持改进
2011-12-22 4.0.3 AUTOSAR Administration API 重新设计
2010-09-30 3.1.5 AUTOSAR Administration 配置统一
2010-02-02 3.1.4 AUTOSAR Administration 增强路由能力
2008-08-13 3.1.1 AUTOSAR Administration 法律声明
2007-12-21 3.0.1 AUTOSAR Administration 新增 ChangeParameter、CancelTransmit
2007-01-24 2.1.15 AUTOSAR Administration 澄清和修正
2006-05-16 2.0 AUTOSAR Administration 重大架构调整
2005-05-31 1.0 AUTOSAR Administration 初始发布

目录

1. 介绍与功能概述

本规范描述 AUTOSAR PDU 路由器(PduR)模块的功能和 API。

PDU 路由器模块为下列模块类型提供 I-PDU(交互层协议数据单元)路由服务:

  • 通信接口模块:使用 <Provider:Up> 或 <Provider:Lo> API 的模块,如 Com、IPduM、LinIf、CanIf、CanNm、FrIf、FrNm
  • 传输协议模块:使用 <Provider:UpTp> 或 <Provider:LoTp> API 的模块,如 J1939Tp、LinTp(LinIf 的一部分)、CanTp、FrTp、COM、DCM

I-PDU 路由基于静态定义的 I-PDU 标识符。运行时不动态路由 I-PDU(例如不依赖载荷)。

相关模块的位置可以是 "上层"(如 DLT、DCM、COM、IpduM)和/或 "下层"(CanIf、FrIf、LinTp、IpduM、CanNm、FrNm)。注意 IpduM 同时在两层(上层:COM↔IpduM,下层:IpduM↔CanIf 等)。

最常见的上下层配对:

  • AUTOSAR 诊断通信管理器(DCM) ↔ 传输协议模块
  • AUTOSAR COM ↔ 通信接口模块/传输协议模块/I-PDU 复用器
  • I-PDU 复用器 ↔ 通信接口模块

1.1 AUTOSAR 架构

PDU 路由器是 AUTOSAR 通信结构 [1] 中的核心模块。

1.2 PDU 路由器模块功能概述

PDU 路由器提供以下服务:

  • 路由 I-PDU:从一个模块到另一个模块。
  • 网关 I-PDU:从一个总线/通道到另一个。
  • 多播:一个 I-PDU 路由到多个目标。
  • 取消传输/接收:取消进行中的 TP 操作。
  • 变更参数:运行时参数变更。
  • 路由路径组:启用/禁用路由路径。

1.3 I-PDU 处理

PDU 路由器处理通信接口模块的 I-PDU 和传输协议模块的 I-PDU。

通信接口模块通常处理 I-PDU 的简单 RX/TX 通知。 传输协议模块基于 SDU 分段重组传输。

2. 缩略语

缩略语 描述
API Application Programming Interface
AUTOSAR Automotive Open System Architecture
BSW Basic Software
CAN Controller Area Network
CanIf CAN Interface
CanNm CAN Network Management
CanTp CAN Transport Protocol
CDD Complex Device Driver
COM Communication
DET Default Error Tracer
DCM Diagnostic Communication Manager
DLT Diagnostic Log and Trace
ECU Electronic Control Unit
FlexRay FlexRay Communication System
FrIf FlexRay Interface
FrNm FlexRay Network Management
FrTp FlexRay Transport Protocol
I-PDU Interaction Layer PDU
IpduM I-PDU Multiplexer
L-PDU Data Link Layer PDU
LdCom Large Data COM
LinIf LIN Interface
LinTp LIN Transport Protocol
N-PDU Network Layer PDU
PDU Protocol Data Unit
PduR PDU Router
RX Reception
SDU Service Data Unit
TP Transport Protocol
TX Transmission

3. 相关文档

3.1 输入文档

  • [1] Layered Software Architecture
  • [2] General Requirements on Basic Software Modules
  • [3] Specification of Communication
  • [4] Specification of Communication Stack Types
  • [5] Specification of ECU Configuration
  • [6] List of Basic Software Modules
  • [7] Specification of CAN Interface
  • [8] Specification of LIN Interface
  • [9] Specification of FlexRay Interface
  • [10] Specification of CAN Transport Protocol
  • [11] Specification of FlexRay Transport Protocol
  • [12] Specification of Default Error Tracer
  • [13] Specification of I-PDU Multiplexer
  • [14] Specification of Diagnostic Communication Manager
  • [15] Basic Software Module Description Template
  • [16] General Specification of Basic Software Modules
  • [17] Specification of J1939 Transport Protocol

3.2 相关规范

AUTOSAR SWS BSW General [16] 适用。

4. 约束与假设

4.1 限制

4.1.1 支持的功能限制

PDU 路由器支持的功能限制:

  • 不支持动态路由
  • 不支持运行时改变路由表
  • 数据复用由 IpduM 处理

4.2 适用车域

适用于所有车域。

5. 与其他模块的依赖

5.1 文件结构

5.1.1 代码文件结构

PduR 提供以下源文件:PduR.c、PduR_Cfg.c 等。

5.1.2 头文件结构

  • PduR.h:核心头文件
  • PduR_.h:为每个上层模块提供的头文件
  • PduR_.h:为每个下层模块提供的头文件
  • PduR_Cfg.h:配置头文件

5.2 版本检查

PduR 应支持版本检查机制。

6. 需求可追溯性

需求 ID 描述 满足者
SRS_PduR_06000 路由 I-PDU SWS_PduR_00109
SRS_PduR_06010 路由通信接口 I-PDU SWS_PduR_00109
SRS_PduR_06037 多播 SWS_PduR_00115
SRS_PduR_06090 取消传输 SWS_PduR_00307
SRS_PduR_06091 取消接收 SWS_PduR_00308
SRS_PduR_06092 变更参数 SWS_PduR_00404
SRS_BSW_00101 初始化 SWS_PduR_00197
SRS_BSW_00407 版本信息 SWS_PduR_00227

[摘要] 完整需求追溯表见原文 PDF 第 22-28 页。

7. 功能规范

7.1 I-PDU 处理

7.1.1 上层模块的 I-PDU 接收

PduR 接收来自下层模块的 RxIndication,根据 I-PDU ID 查找路由路径,并转发给配置的上层模块。

  • [SWS_PduR_00109] ⌈PduR 应根据接收路径转发 I-PDU。⌋

7.1.2 上层模块的 I-PDU 传输

上层模块调用 PduR_<UpperModule>Transmit,PduR 转发到对应下层模块。

  • [SWS_PduR_00121] ⌈PduR 应接收上层 Transmit 请求并路由到下层。⌋

7.1.3 I-PDU 网关

PduR 支持 I-PDU 从一个下层模块直接路由到另一个下层模块,无需经过上层模块。

7.1.3.1 通信接口路由
  • CanIf → CanIf (CAN-CAN 网关)
  • CanIf → FrIf (CAN-FlexRay 网关)
  • CanIf → LinIf (CAN-LIN 网关)
7.1.3.2 传输协议路由
  • CanTp → CanTp
  • 多播:1 个源到多个 TP 目标

7.2 取消传输

  • [SWS_PduR_00307] ⌈PduR_CancelTransmit 取消 TP 传输。⌋

7.3 取消接收

  • [SWS_PduR_00308] ⌈PduR_CancelReceive 取消 TP 接收。⌋

7.4 Zero Cost Operation

零成本操作意味着当配置中只有一个目标时,实现可优化为直接调用,无需查找。

7.5 状态管理

PduR 支持启用/禁用模块或路由路径组。

  • [SWS_PduR_00405] ⌈PduR_EnableRouting / PduR_DisableRouting 控制路由路径组。⌋

7.6 路由路径组

路由路径组允许动态启用/禁用一组路由路径。

7.7 复杂驱动交互

CDD 可作为 PduR 的上层或下层模块。

7.8 错误分类

7.8.1 开发错误

错误名 错误码 含义
PDUR_E_CONFIG_PTR_INVALID 0x05 配置指针无效
PDUR_E_INVALID_REQUEST 0x02 无效请求
PDUR_E_PDU_ID_INVALID 0x03 无效 PDU ID
PDUR_E_PARAM_POINTER 0x06 NULL 指针
PDUR_E_DATA_PTR_INVALID 0x09 数据指针无效
PDUR_E_UNINIT 0x04 未初始化
PDUR_E_INIT_FAILED 0x0A 初始化失败
PDUR_E_ROUTING_PATH_GROUP_ID_INVALID 0x07 无效路由路径组 ID
PDUR_E_BSWMD_VARIANT_ERROR 0x08 变体错误

7.8.2 运行时错误

错误名 含义
PDUR_E_TP_TX_REQ_REJECTED TP 发送请求被拒绝

7.9 错误检测

PduR 应检测开发错误。

7.10 API 参数检查

所有 API 应检查参数合法性。

8. API 规范

8.1 导入类型

模块 头文件 导入类型
ComStack_Types ComStack_Types.h PduIdType, PduInfoType, PduLengthType, RetryInfoType, BufReq_ReturnType, TPParameterType
Std_Types Std_Types.h Std_ReturnType, Std_VersionInfoType

8.2 类型定义

8.2.1 PduR_PBConfigType

typedef struct PduR_PBConfigType PduR_PBConfigType;

8.2.2 PduR_PBConfigIdType

typedef uint16 PduR_PBConfigIdType;

8.2.3 PduR_RoutingPathGroupIdType

typedef uint16 PduR_RoutingPathGroupIdType;

8.2.4 PduR_StateType

typedef enum {
    PDUR_UNINIT   = 0x00,
    PDUR_ONLINE   = 0x01
} PduR_StateType;

8.3 函数定义

8.3.1 PDU 路由器提供的通用函数

8.3.1.1 PduR_Init
void PduR_Init(const PduR_PBConfigType* ConfigPtr)
Service ID 0xF0
描述 初始化 PduR
8.3.1.2 PduR_GetVersionInfo
void PduR_GetVersionInfo(Std_VersionInfoType* versionInfo)
8.3.1.3 PduR_GetConfigurationId
PduR_PBConfigIdType PduR_GetConfigurationId(void)
8.3.1.4 PduR_EnableRouting
void PduR_EnableRouting(PduR_RoutingPathGroupIdType id)
8.3.1.5 PduR_DisableRouting
void PduR_DisableRouting(PduR_RoutingPathGroupIdType id)

8.3.2 上层模块的可配置接口

每个上层模块得到一组特定的函数:

Transmit
Std_ReturnType PduR_<UpperModule>Transmit(
    PduIdType TxPduId,
    const PduInfoType* PduInfoPtr
)
CancelTransmit
Std_ReturnType PduR_<UpperModule>CancelTransmit(PduIdType TxPduId)
CancelReceive
Std_ReturnType PduR_<UpperModule>CancelReceive(PduIdType RxPduId)
ChangeParameter
Std_ReturnType PduR_<UpperModule>ChangeParameter(
    PduIdType id,
    TPParameterType parameter,
    uint16 value
)

8.3.3 下层通信接口模块的可配置接口

RxIndication
void PduR_<LowerLayerModule>RxIndication(
    PduIdType RxPduId,
    const PduInfoType* PduInfoPtr
)
TxConfirmation
void PduR_<LowerLayerModule>TxConfirmation(PduIdType TxPduId)
TriggerTransmit
Std_ReturnType PduR_<LowerLayerModule>TriggerTransmit(
    PduIdType TxPduId,
    PduInfoType* PduInfoPtr
)

8.3.4 下层传输协议模块的可配置接口

StartOfReception
BufReq_ReturnType PduR_<LowerLayerTpModule>StartOfReception(
    PduIdType id,
    const PduInfoType* info,
    PduLengthType TpSduLength,
    PduLengthType* bufferSizePtr
)
CopyRxData
BufReq_ReturnType PduR_<LowerLayerTpModule>CopyRxData(
    PduIdType id,
    const PduInfoType* info,
    PduLengthType* bufferSizePtr
)
TpRxIndication
void PduR_<LowerLayerTpModule>RxIndication(
    PduIdType id,
    Std_ReturnType result
)
CopyTxData
BufReq_ReturnType PduR_<LowerLayerTpModule>CopyTxData(
    PduIdType id,
    const PduInfoType* info,
    const RetryInfoType* retry,
    PduLengthType* availableDataPtr
)
TpTxConfirmation
void PduR_<LowerLayerTpModule>TxConfirmation(
    PduIdType id,
    Std_ReturnType result
)

8.4 调度函数

PduR 一般无 main 函数。

8.5 期望接口

8.5.1 强制接口

  • Det_ReportError

8.5.2 可选接口

  • 各通信接口模块和传输协议模块的 Transmit、CancelTransmit、ChangeParameter 等

9. 时序图

9.1 I-PDU 接收

9.1.1 CanIf 接收 I-PDU

9.1.2 FrIf 接收 I-PDU

9.1.3 LinIf 接收 I-PDU

9.1.4 CanTp 接收 I-PDU

9.2 I-PDU 发送

9.2.1 CanIf 发送 I-PDU

9.2.2 FrIf 发送 I-PDU

9.2.3 LinIf 发送 I-PDU

9.2.4 CanTp 发送 I-PDU

9.2.5 多播 I-PDU on TP modules

9.3 I-PDU 网关

9.3.1 两个 CanIf 之间网关

9.3.2 CAN 到 FlexRay 网关

9.3.3 CAN 到 LIN 网关

9.3.4 CAN 到 CAN 并由 COM 接收

9.3.5 单播网关使用 TP 模块

9.3.6 多播网关使用 TP 模块

9.3.7 单帧 I-PDU 从 CAN1 到 DCM 和 CAN2

9.3.8 多帧 I-PDU 从 J1939Tp 到 DCM、CAN、LIN

[摘要] 详细时序图见原文 PDF 第 71-89 页。

10. 配置规范

10.1 如何阅读本章

10.1.1 变体

支持 Pre-compile, Link, Post-build 时间配置。

10.2 容器与配置参数

10.2.1 PduR

根容器。

10.2.2 PduRBswModules

参数 类型 说明
PduRBswModuleRef ref 引用 BSW 模块
PduRTransmit bool 是否启用 Transmit
PduRTxConfirmation bool 是否启用 TxConfirmation
PduRRxIndication bool 是否启用 RxIndication
PduRCancelTransmit bool 是否支持 CancelTransmit

10.2.3 PduRGeneral

参数 类型 说明
PduRDevErrorDetect bool DET 启用
PduRVersionInfoApi bool 版本信息 API
PduRZeroCostOperation bool 零成本操作启用
PduRConfigurationId uint16 配置 ID

10.2.4 PduRRoutingPathGroup

参数 类型 说明
PduRRoutingPathGroupId uint16 路径组 ID
PduRIsEnabledAtInit bool 初始化时是否启用

10.2.5 PduRRoutingPaths

所有路由路径容器。

10.2.6 PduRRoutingPath

单个路由路径配置。

10.2.7 PduRDestPdu

目的 PDU 配置(目标模块、目的 ID)。

10.2.8 PduRSrcPdu

源 PDU 配置(源模块、源 ID)。

10.2.9 PduRDefaultValue, PduRDefaultValueElement

默认值配置(用于网关丢失值)。

10.2.10 PduRTxBuffer

发送缓冲区配置(用于网关)。

[摘要] 完整配置参数详见原文 PDF 第 92-112 页。

10.3 已发布信息

按 BSW General 提供。

11. PDU 路由器模块设计注释

11.1 配置参数考虑

11.2 通用接口概念

PDU 路由器使用通用接口,允许配置任意上下层模块。

11.3 路由表示例结构

11.3.1 通信接口模块的发送和多播

11.3.2 通信接口模块的接收和网关

11.4 配置生成器

11.4.1 CanIf 和 COM 路由路径示例

11.5 后构建考虑

12. 不适用需求

详见原文 PDF 第 120 页。

翻译说明

  • 本译本基于 AUTOSAR CP 4.4.0 的 PDU 路由器规范 (Document ID 035,共 120 页)
  • 摘要标记位置:第 6 章需求追溯、第 9 章时序图、第 10 章配置参数、第 12 章不适用需求
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