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[CP_AUTOSAR]_分层软件架构_接口之通信模块交互介绍

news 2025/7/8 23:13:17

1、协议数据单元(PDU)传输

一些术语的解释说明：
1、SDU，Service Data Unit，服务数据单元。在上层收到传输数据的请求时，被上层传输的数据是属于当前层的SDU。下层完成接收之后提取出的数据也是SDU，SDU是PDU的一部分。
2、PCI，Protocol Control Information，协议控制信息。将SDU从特定协议层的一个实例传递到另一个实例时需要此信息。例如，PCI可能会包含源和目标信息。PCI由发送方的协议层添加，由接收方去除。
3、PDU，Protocol Data Unit，协议数据单元，其包含了PCI 和 SDU。在发送方，PDU由上层传递到下层，并且PDU也作为了下层的SDU。
下图是PDU传输过程的示意图。由图可知，N + 1层往 N 层发送PDU，对于N + 1层来说，该数据单元属于PDU，而对于N层来说，则是属于SDU。在N层中，SDU添加上PCI信息，则变为了N层的PDU，向N - 1层发送完成时，PDU变为了SDU。
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2、通信模块的案例

2.1、SDU、 PCI & PDU

SDU 和 PDU命名规范：
PDU：<bus prefix> <layer prefix> - PDU
SDU：<bus prefix> <layer prefix> - SDU
bus prefix 和 layer prefix的描述详见下表：
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来自于数据链路层（对应AUTOSAR架构中的驱动以及接口模块）的协议数据单元为CAN L-PDU，其中，layer prefix 为 L，bus prefix 为 CAN。
来自于网络层（对应AUTOSAR架构中的Tp层）的协议数据单元为CAN FF N-PDU，其中，layer prefix 为N，bus prefix 为 CAN FF，其中SF，Single Frame，表示单帧；其中FF，First Frame，表示首帧；其中CF，Consecutive Frame，表示连续帧；其中FC，Flow Control，表示流控帧；《更多关于CAN Tp层中的帧信息，可点击跳转》。
来自于展示层（对应AUTOSAR架构中的COM/DCM/PDU router模块）的协议数据单元为I-PDU，其中，layer prefix 为 I，bus prefix 无。

2.2、通信模块构成

1、PDU Router：
-> 在上层和不同的抽象的通讯控制器之间，提供PDUs的路由功能；
-> 路由的规模需要根据ECU通信来定；
-> 提供即时的TP路由。
2、COM：
-> 在不同的I-PDUs之间提供单个信号或组信号的路由；
3、NM Coordinator：
-> 通过网络协调器处理的网络管理，同步连接到ECU的不同通信通道的网络状态；
4、Communication State Managers：
-> 通过接口去启动和关闭通信系统的硬件单元；
-> 控制PDU组。

内部通信路径如下图所示：
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由上图可知，由CAN Driver发往CAN Interface的数据为I-PDU，经过CAN Inteface处理之后，发往CAN Tp为N-PDU，由PDU Router路由转发发往服务层中AUTOSAR COM为I-PDU。

以太网协议栈内部的通信路径如下图所示：
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使用CAN XL的以太网和CAN通信，通信路径如下图所示：

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2.3、从数据传输的角度看Communication

下图展示了数据流向图，SW-C 发送配置好的数据到远程ECU上，此数据不在就地缓存空间处理。
以下描述了传递流程：
-> RTE 会回调 SOME/IP transformer模块来传输来自于SW-C的数据，SOME/IP transformer作为传输链路上的第一道转换。
-> SOME/IP transformer执行转换，并将输出结果写入到RTE提供的Buffer1空间中；
-> 之后，RTE执行了Safety transformer，其作为传输链路上的第二道转换，Safety transformer的输入就是SOME/IP transformer的输出。
->E2E Transformer保护了数据，并将其输出结果写入到RTE提供的Buffer2空间中。此过程增加了一个新的Buffer空间，因为in-place buffer处理未被使用。
-> 最后，RTE传出最后的输出结果到AUTOSAR COM模块中。

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2.4、Communication中的接口

架构描述：
RTE使用了位于BSW中的系统服务层中的转换器：SOME/IP transformer、E2E Transformer。
接口描述：

	SomeIpXf_SOMEIP_Signal1(uint8 *buffer1,uint16 *buffer1Length,<type> data)

	SafetyXf_Safety_Signal1(uint8 *buffer2,uint16 *buffer2Length,uint8 *buffer1,uint16 buffer1Length)

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由上图所示，RTE层调用了 SomeIpXf_SOMEIP_Signal1接口函数，将来自于SW-C数据进行转换，转换完成之后，保存到buffer1Length中（即图中的Buffer1）；随后RE回调了SafetyXf_Safety_Signal1接口函数，借助于E2E Transformer对数据进行保护处理，转换完成之后，保存到buffer2Length中（即图中的Buffer2）；最后，调用Com_SendDynSignal接口函数，将输出结果传递到AUTOSAR COM层中。