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AUTOSAR架構(gòu)之通信服務(wù)(干貨)
AUTOSAR聯(lián)盟在召開架構(gòu)討論會(huì)上,工程師講解了AUTOSAR的基本框架(另見《AUTOSAR架構(gòu)的故事(干貨)》),同時(shí)提出Communication部分另外討論。這次這位工程師準(zhǔn)備了豐富的資料將通信服務(wù)詳細(xì)講解了一番。
1
Communication Services – General

Communication Service通信服務(wù)是一組用于車輛網(wǎng)絡(luò)通信(CAN,LIN,F(xiàn)lexRay和以太網(wǎng))的模塊。它們通過通信硬件抽象與通信驅(qū)動(dòng)程序接口。

任務(wù):
為車輛網(wǎng)絡(luò)提供統(tǒng)一的接口以進(jìn)行通信。
提供統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)管理服務(wù)提供統(tǒng)一的車輛網(wǎng)絡(luò)接口以進(jìn)行診斷通信
在應(yīng)用程序中隱藏協(xié)議和消息屬性。
特性:
  • 實(shí)現(xiàn)了μC和ECU硬件獨(dú)立,部分取決于總線類型
  • 上層接口與μC,ECU硬件和總線類型無關(guān)。
  • 通信服務(wù)將在以下頁(yè)面中詳細(xì)介紹每個(gè)相關(guān)的車輛網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。
2
Communication Stack – CAN

CAN通信服務(wù)是一組模塊,用于與通信系統(tǒng)CAN進(jìn)行車輛網(wǎng)絡(luò)通信。
它提供與CAN網(wǎng)絡(luò)的統(tǒng)一接口。在應(yīng)用程序中隱藏協(xié)議和消息屬性。
CAN通信棧支持,經(jīng)典CAN通訊(CAN 2.0)和CAN FD通信(如果硬件支持)

特性
  • 實(shí)現(xiàn)了μC和ECU硬件獨(dú)立,部分取決于CAN。
  • AUTOSAR COM,通用NM(網(wǎng)絡(luò)管理)接口和診斷通信管理器對(duì)于所有車輛網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)都是相同的,每個(gè)ECU作為一個(gè)實(shí)例存在。
  • 通用NM接口僅包含一個(gè)調(diào)度程序, 不包括其他功能。對(duì)于網(wǎng)關(guān)ECU,它還可以包括NM協(xié)調(diào)器功能,該功能允許同步多個(gè)(相同或不同類型的)不同網(wǎng)絡(luò)以同步喚醒或關(guān)閉它們。
  • CAN NM專用于CAN網(wǎng)絡(luò),并將在每個(gè)CAN車輛網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中實(shí)例化。
  • 特定于通信系統(tǒng)的Can State Manager可以處理依賴于通信系統(tǒng)的啟動(dòng)和關(guān)閉功能。此外,它還控制COM的不同選項(xiàng),以發(fā)送PDU并監(jiān)視信號(hào)超時(shí)。

Communication Stack Extension – TTCAN

特性:

  • TTCAN是CAN的絕對(duì)超集,即支持TTCAN的CAN??梢酝瑫r(shí)服務(wù)于CAN和TTCAN總線。

  • CanIf和CanDrv是僅有的需要擴(kuò)展才能為TTCAN通信提供服務(wù)的模塊。

  • 對(duì)于具有TTCAN功能的CAN,Communication Stack CAN的屬性也適用。

3
Communication Stack Extension – J1939

J1939通信服務(wù)擴(kuò)展了普通的CAN通信棧,用于重型車輛中的車輛網(wǎng)絡(luò)通信。

它提供J1939所需的協(xié)議服務(wù)。在不需要的地方從應(yīng)用程序隱藏協(xié)議和消息屬性。
注意,CAN棧中有兩個(gè)傳輸協(xié)議模塊(CanTp和J1939Tp),可以在不同的通道上交替使用或并行使用
它們的用法如下:
CanTp:ISO診斷(DCM),標(biāo)準(zhǔn)CAN總線上的大型PDU傳輸
J1939Tp:J1939診斷,J1939驅(qū)動(dòng)的CAN總線上的大型PDU傳輸

特性:

  • 實(shí)現(xiàn)了基于CAN,獨(dú)立于μC和ECU硬件。
  • AUTOSAR COM,通用NM(網(wǎng)絡(luò)管理)接口和診斷通信管理器對(duì)于所有車輛網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)都是相同的,每個(gè)ECU作為一個(gè)實(shí)例存在。
  • 支持在配置時(shí)未知的動(dòng)態(tài)幀標(biāo)識(shí)符。
  • J1939網(wǎng)絡(luò)管理可為每個(gè)ECU分配唯一的地址,但不支持睡眠/喚醒處理以及諸如部分聯(lián)網(wǎng)之類的相關(guān)概念。
  • 提供J1939診斷和請(qǐng)求處理。
4
Communication Stack – LIN

LIN通信服務(wù)是用于與通信系統(tǒng)LIN進(jìn)行車輛網(wǎng)絡(luò)通信的一組模塊。

它提供到LIN網(wǎng)絡(luò)的統(tǒng)一接口。在應(yīng)用程序中隱藏協(xié)議和消息屬性。

LIN通信服務(wù)包含:
  • 符合ISO 17987的通信棧
  • 計(jì)劃表管理器,用于處理切換到其他計(jì)劃表的請(qǐng)求(對(duì)于LIN主節(jié)點(diǎn))
  • 不同LIN框架類型的通訊處理
  • 傳輸協(xié)議,用于診斷
  • 喚醒和睡眠界面
  • 基本的LIN驅(qū)動(dòng)程序:
  • 實(shí)施LIN協(xié)議并訪問特定的硬件
  • 同時(shí)支持簡(jiǎn)單的UART和基于復(fù)雜幀的LIN硬件
注意將LIN集成到AUTOSAR中的情況:
  • LIN接口控制WakeUp / Sleep API,并允許Slave端使總線保持喚醒狀態(tài)(分散式方法)。
  • 特定于通信系統(tǒng)的LIN狀態(tài)管理器處理與通信相關(guān)的啟動(dòng)和關(guān)閉功能。此外,它控制來自Communication Manager的通信模式請(qǐng)求。LIN狀態(tài)管理器還通過連接COM來控制I-PDU組。
  • 發(fā)送LIN幀時(shí),LIN接口在需要數(shù)據(jù)的時(shí)間點(diǎn)(即在發(fā)送LIN幀之前)向PDU路由器請(qǐng)求幀(I-PDU)的數(shù)據(jù)。
5
Communication Stack – FlexRay

FlexRay通信服務(wù)是一組模塊,用于與通信系統(tǒng)FlexRay進(jìn)行車輛網(wǎng)絡(luò)通信。

它提供與FlexRay網(wǎng)絡(luò)的統(tǒng)一接口。在應(yīng)用程序中隱藏協(xié)議和消息屬性。
注意:
  • FlexRay棧中有兩個(gè)傳輸協(xié)議模塊,可以交替使用
  • FrTp:FlexRay ISO傳輸層
  • FrArTp:FlexRay AUTOSAR傳輸層,提供與AUTOSAR R3.x的總線兼容性

特性:
  • 實(shí)施μC和ECU硬件獨(dú)立,部分取決于FlexRay。
  • AUTOSAR COM,通用NM接口和診斷通信管理器對(duì)于所有車輛網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)都是相同的,每個(gè)ECU作為一個(gè)實(shí)例存在。
  • 通用NM接口僅包含一個(gè)調(diào)度程序。不包括其他功能。對(duì)于網(wǎng)關(guān)ECU,將其替換為NM協(xié)調(diào)器,該協(xié)調(diào)器還提供了同步多個(gè)不同網(wǎng)絡(luò)(相同或不同類型)以同步喚醒或關(guān)閉它們的功能。
  • FlexRay NM專門用于FlexRay網(wǎng)絡(luò),并在FlexRay車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中實(shí)例化。
  • 特定于通信系統(tǒng)的FlexRay狀態(tài)管理器處理與通信系統(tǒng)有關(guān)的啟動(dòng)和關(guān)閉功能。此外,它還控制COM的不同選項(xiàng),以發(fā)送PDU并監(jiān)視信號(hào)超時(shí)。
6
Communication Stack – TCP/IP

TCP/IP通信服務(wù)是一組模塊,用于與通信系統(tǒng)TCP/IP進(jìn)行車輛網(wǎng)絡(luò)通信。

它提供一個(gè)到TCP/IP網(wǎng)絡(luò)的統(tǒng)一接口。在應(yīng)用程序中隱藏協(xié)議和消息屬性。

特性:
  • TcpIp模塊實(shí)現(xiàn)TCP / IP協(xié)議家族的主要協(xié)議(TCP,UDP,IPv4,IPv6,ARP,ICMP,DHCP)并通過以太網(wǎng)提供基于套接字的動(dòng)態(tài)通信。
  • 套接字適配器模塊(SoAd)是TcpIp模塊的唯一上層模塊。
7
Communication Stack – General

General Communication Stack屬性:
  • 信號(hào)網(wǎng)關(guān)是AUTOSAR COM的一部分,用于路由信號(hào)。
  • 基于PDU的網(wǎng)關(guān)是PDU路由器的一部分。
  • IPDU復(fù)用提供了添加信息的可能性,以實(shí)現(xiàn)I-PDU的復(fù)用(內(nèi)容不同,但總線上的ID相同)。
  • 多I-PDU到容器的映射提供了將多個(gè)I-PDU組合成一個(gè)較大的(容器)I-PDU的可能性,以便在一個(gè)(特定于總線的)幀中進(jìn)行傳輸。
  • 上層接口:μC,ECU硬件和網(wǎng)絡(luò)類型無關(guān)。
  • 有關(guān)GW體系結(jié)構(gòu)的細(xì)化,請(qǐng)參閱“示例通信”
8
Off-board Communication Stack – Vehicle-2-X

Off-board Communication Service是用于通過自組織無線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行Vehicle-to-X通信的一組模塊。

  • 實(shí)現(xiàn)用于接收和傳輸標(biāo)準(zhǔn)化V2X消息的功能,為特定于車輛的SW-C建立接口
  • 基本傳輸協(xié)議=第4層
  • 地理網(wǎng)絡(luò)=第3層(根據(jù)地理區(qū)域?qū)ぶ?,相?yīng)的以太網(wǎng)幀具有自己的以太類型)
  • V2X管理:管理跨層功能(例如動(dòng)態(tài)擁塞控制,安全性,位置和時(shí)間)
它提供與無線以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的統(tǒng)一接口。在應(yīng)用程序中隱藏協(xié)議和消息屬性。

本文參考AUTOSAR官方架構(gòu)文檔,圖片也來源AUTOSAR官方。

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