AUTOSAR通信協(xié)議棧如何實現(xiàn)事件幀發(fā)送？

前言

最近在研究AUTOSAR通信協(xié)議棧的時候發(fā)現(xiàn)對Com模塊的報文發(fā)送時機很是疑惑，產生了以下幾個問題：

（1）Com模塊如何實現(xiàn)事件幀發(fā)送？

（2）Com模塊如何實現(xiàn)報文周期的快慢切換發(fā)送？

本文先梳理一遍Com模塊的一些關鍵概念及重要機制，然后回答這些問題。

正文

1.幾個關鍵概念

1.1?ComTransferProperty

ComTransferProperty：信號（Signal）最重要的一個配置屬性，定義一個信號的寫訪問是否可以觸發(fā)相應的I-PDU的傳輸。如果I-PDU被觸發(fā)，這也取決于相應的I-PDU的傳輸模式。有以下可選屬性：

PENDING：對該信號的寫訪問永遠不會觸發(fā)相應的I-PDU的傳輸。

TRIGGERED：根據(jù)傳輸模式，對該信號的寫訪問可以觸發(fā)相應的I-PDU的傳輸。

TRIGGERED_ON_CHANGE：根據(jù)傳輸模式的不同，對該信號的寫訪問可以觸發(fā)相應的I-PDU的傳輸，但只有在寫入值與本地存儲的（最后發(fā)送或初始值）不同的情況下。

TRIGGERED_ON_CHANGE_WITHOUT_REPETITION：根據(jù)傳輸模式的不同，對該信號的寫訪問可以觸發(fā)相應的I-PDU的傳輸一次而不重復，但只有在寫入值與本地存儲的（最后發(fā)送或初始值）不同的情況下。

TRIGGERED_WITHOUT_REPETITION：根據(jù)傳輸模式，對該信號的寫訪問可以觸發(fā)相應的I-PDU的傳輸一次，而無需重復。

1.2?ComFilter

ComFilter是信號Signal的一個配置容器，發(fā)送端和接收端信號都可以配置ComFilter。

對于接收信號（Signal）配置了ComFilter的話，如果過濾條件判斷為True，就將信號更新到RTE，如果過濾條件判斷為False，則就會丟棄這個信號值。

對于發(fā)送信號（Signal）配置了ComFilter的話，COM模塊應使用發(fā)送端的過濾機制進行傳輸模式條件（TMC），但不得過濾發(fā)送端的信號。也就是通過一個發(fā)送IPDU上所有配置了ComFilter的Signal來進行ComTxMode的選擇，如果有一個配置了ComFilter的Signal的過濾機制判斷為True就選擇ComTxModeTrue的發(fā)送TMS配置參數(shù)，如果所有配置了ComFilter的Signal的過濾機制判斷為False的話，則選擇ComTxModeFalse的發(fā)送TMS配置參數(shù)（后面詳解TMS機制）。

AUTOSAR COM提供了以下Signal濾波機制：

· ALWAYS

· NEVER

· MASKED_NEW_EQUALS_X

· MASKED_NEW_DIFFERS_X

· MASKED_NEW_DIFFERS_MASKED_OLD

· NEW_IS_WITHIN

· NEW_IS_OUTSIDE

· ONE_EVERY_N

AUTOSAR文檔沒有詳解每一個濾波機制，從字面意思猜測：

ALWAYS：過濾條件永遠判斷為TRUE

NEVER：過濾條件永遠判斷為FALSE

MASKED_NEW_EQUALS_X：Signal值為X時過濾條件判斷為TRUE

MASKED_NEW_DIFFERS_X：Signal值不為X時過濾條件判斷為TRUE

MASKED_NEW_DIFFERS_MASKED_OLD：Signal值和COM模塊保存的上一次（老的）值不同時過濾條件判斷為TRUE

NEW_IS_WITHIN ：Signal值在范圍內時過濾條件判斷為TRUE

NEW_IS_OUTSIDE：Signal值在范圍外時過濾條件判斷為TRUE

ONE_EVERY_N：周期性的過濾條件判斷為TRUE。

. set OCCURRENCE to zero when OCCURRENCE == PERIOD

. set FILTER to true, when OCCURRENCE == OFFSET

. increment OCCURRENCE after filter processing

1.3?ComTxMode

ComTxModeMode定了IPDU的傳輸模式。

NONE：不會發(fā)送

DIRECT：事件觸發(fā)發(fā)送

MIXED：周期觸發(fā)或者事件觸發(fā)發(fā)送

PERIODIC：周期發(fā)送

ComTxModeNumberOfRepetitions：定義傳輸模式DIRECT和傳輸模式MIXED的事件驅動部分的重復次數(shù)。

ComTxModeRepetitionPeriod：當ComTxModeNumberOfRepetitions配置大于等于1且ComTxModeMode配置為DIRECT或MIXED時，定義多次傳輸?shù)闹貜椭芷?以秒為單位)。在混合傳輸模式下，只有事件驅動部分受到影響

ComTxModeTimeOffset：定義ComTxModeMode配置為PERIODIC或MIXED時，從Com_IpduGroupStart開始I-PDU到第一個傳輸請求之間的時間間隔(以秒為單位)。在混合傳輸模式下，只有周期部分受到影響。如果ComTxModeTimeOffset被省略或配置為0，第一次周期性傳輸將在下一次調用Com_MainFunctionTx時傳輸。

ComTxModeTimePeriod：在ComTxModeMode配置為periodic或MIXED的情況下，定義周期傳輸請求的重復周期(以秒為單位)。在混合傳輸模式下，只有周期部分受到影響。

2.傳輸模式選擇（TMC & TMCS）

TMC: Transmission Mode Condition。傳輸模式條件

TMS: Transmission Mode Selector。傳輸模式選擇器

每一個IPDU的配置容易ComIPdu下可以配置兩個不同發(fā)送模式的配置容器ComTxModeFalse和ComTxModeTrue，ComTxModeFalse和ComTxModeTrue下可以配置不同的IPDU發(fā)送時間參數(shù)。所謂的傳輸模式的選擇，也就是根據(jù)模式選擇結果選擇使用ComTxModeFalse和ComTxModeTrue下的哪一個時間參數(shù)。

一個發(fā)送（SEND）IPDU中包含有多個Signal，Signal如果配置了ComFilter，那么配置了ComFilter的Signal就會參與到IPDU的發(fā)送模式的選擇當中，作為仲裁的輸入條件。

發(fā)送模式的選擇規(guī)則：假如有1...N個Signal配置了ComFilter，在仲裁的時候這N個Signal里面只要有一個Signal的濾波結果為TRUE，則Signal所在的IPDU的發(fā)送模式選擇為TRUE，就會選用ComTxModeTrue里面的時間參數(shù)，如果N個Signal的的濾波結果為False，則Signal所在的IPDU的發(fā)送模式選擇為False，就會選用ComTxModeFalase里面的時間參數(shù)。默認選擇ComTxModeTrue里面的時間參數(shù)，如果一個發(fā)送IPDU里面所有的Signal都沒有配置ComFilter則使用默認的發(fā)送時間參數(shù)。

問題：什么情況下會發(fā)生發(fā)送模塊的仲裁選擇？

答：在上層（RTE）調用Com_SendSignal的時候。

3.?不同傳輸模式的用例和必要的配置

3.1?Use case 1

用例1顯示了一個周期時間為tc的循環(huán)發(fā)送的I-PDU。這個I-PDU由所有具有ComTransferProperty PENDING的信號組成。它被配置為當TMS計算為true時發(fā)生傳輸。

由于配置了ComFilter的參數(shù)ComFilterAlgorithm ALWAYS，當TMS計算為false時，不需要配置傳輸模式。

對于I-PDU內的所有信號，ComFilter的ComFilterAlgorithm參數(shù)是否設置為ALWAYS或是否未定義ComFilter(對TMS的評估沒有貢獻)，對行為沒有任何影響。

3.2?Use case 2

用例2顯示了一個I-PDU，每當上層(Com_SendSignal或Com_SendSignalGroup)給出一個值時，這個I-PDU就會被發(fā)送三次。兩次傳輸之間的時間是td。這個I-PDU由信號組成，這些信號都具有ComTransfer屬性觸發(fā)。它被配置為當TMS計算為true時發(fā)生傳輸。

如果RTE在正在進行的重復周期完成之前有一個新的發(fā)送請求，則開始新的重復周期，并丟棄上一個重復周期的其余部分。

3.3?Use case 3

用例3顯示了一個I-PDU，如果值v = a (TMS計算為真)，則循環(huán)時間tc1發(fā)送，如果值v = b (TMS計算為假)，則循環(huán)時間tc2發(fā)送。I-PDU由信號組成，這些信號都具有ComTransferProperty PENDING。

由新值v = b引起的TMS切換，在下一個主函數(shù)中開始一個新的循環(huán)，并將新值發(fā)送出去。然而，必須考慮最小延遲時間dt，因為ComEnableMDTForCyclicTransmission被設置為true.

3.4User case 4

用例4顯示了一個I-PDU，如果值v = a (TMS計算為true)，如果值v = b (TMS計算為false)，則該I-PDU以循環(huán)時間tc循環(huán)發(fā)送，當RTE給出該值時，該I-PDU將發(fā)送三次。兩次傳輸之間的時間為td。I-PDU由所有具有ComTransferProperty triggers的信號組成。

從ComTxModeMode DIRECT切換到PERIODIC之后，在下一個主函數(shù)中開始循環(huán)，并根據(jù)ComMin imumDelayTime dt發(fā)送新值a。

3.5Use case 5

用例5顯示了一個I-PDU，它以周期時間tc循環(huán)發(fā)送，如果RTE給出的值(相同或新的值)也會直接發(fā)送三次。這三次傳輸之間的時間總是td。I-PDU由所有具有ComTransferProperty triggers的信號組成。

如果由ComTxModeMode MIXED的周期部分引起的下一次傳輸應該發(fā)生在DIRECT (N-Times)部分傳輸后的超時dt (ComMinimumDelayTime)內，則該發(fā)送將被延遲，直到最小延遲時間過去。然而，在此之后，周期部分的下一個周期被縮短，因此只有周期部分的中間相移，而沒有連續(xù)相移。

3.6Use case 6

用例6顯示了一個I-PDU，如果值v = b (TMS計算為false)，則該I-PDU以周期時間tc2循環(huán)發(fā)送。如果值v = a (TMS計算為真)，它將以周期時間tc1循環(huán)發(fā)送，當值v = a由RTE給出時，它也將直接發(fā)送三次。這三次傳輸之間的時間總是td。I-PDU由所有具有ComTransferProperty triggers的信號組成。

這在實踐中的一個用法是，例如，控制窗戶升降電機的按鈕的信號。如果沒有按下按鈕，則會有一個很長的循環(huán)時間tc1。如果按下，此信息以短周期時間tc2分布。如果按鈕再次釋放，則從下一個主要功能開始，此信息將使用td分發(fā)三次，之后再次使用較長的循環(huán)時間。

3.7Use case 7

用例7類似于用例5，但是禁用了ComEnableMDTForCyclicTransmission，并將ComTxModeNumberOfRepetitions設置為1。

與用例5相反，這里的最小延遲計時器既沒有為循環(huán)部分的周期性傳輸啟動，也沒有為混合模式的直接部分的重復傳輸啟動。這可能導致在時間跨度dt內連續(xù)兩次傳輸，如場景b和c所示。

4.問題回答

問題1：Com模塊如何實現(xiàn)事件幀發(fā)送？

答：我們需要把需要事件幀發(fā)送的IPDU的ComTxModeMode配置為DIRECT，同事IPDU中的Signal的ComTransferProperty配置為TRIGGERED（或者TRIGGERED_xxx）。這樣當我們在SWC通過RTE寫這個信號的（調用Com_SendSignal）的時候就會觸發(fā)事件幀的發(fā)送。

問題2：Com模塊如何實現(xiàn)報文周期的快慢切換發(fā)送？

答：我們需要把需要切換報文周期時間的IPDU的ComTxModeTrue和ComTxModeFalse兩個配置容器里面的時間參數(shù)配置為快慢周期兩種不同配置，然后把IPDU中用來觸發(fā)發(fā)送模式切換的Signal的ComFilter配置為符合我們需求（例如配置為Value == X濾波值為True，否則為False），這樣在SWC中通過寫Signal（調用Com_SendSignal）的不同值就能觸發(fā)IPDU以不同的周期發(fā)送。

編輯：黃飛

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