AUTOSAR 通信栈分析(二)

xiaocheng

目录

1.PduR

1.1 PduR多播功能

1.2 PduR网关路由功能

1.3 PduR和IpduM

2.CAN 通信栈介绍

2.1 ComM、CanSM、CanNM概述

2.2 PDU和HOH

2.3 CAN消息TX\RX模式

3.小结

书接上文AUTOSAR 通信栈分析(一)。
我们了解了通信栈中服务层Com模块的基本功能，对PDU、SDU等做了解析，那么今天就来讲解通信栈的PduR，并以CAN通信栈为例，讲解一下CanNM、CanSM、CanTP是如何协同工作的。
01.PduR概述PduR全称PDU Router，顾名思义，它在AUTOSAR中负责PDU的路由，向上承接应用模块如DCM\COM等，向下承接接口层如CanIf、LinIf并分发到不同的总线硬件驱动，如下图所示：


         对于PduR有多重用法，如下：
1.1 PduR多播功能

        如下图所示：

单路由模式

        Com层通过PduR将PDU路由到CanIf或者路由到LinIf层

多路由模式

        Com层通过PduR将PDU路由到CanIf和LinIf层

1.2 PduR网关路由功能

所谓网关路由，即可以在一个接口层(If层)到另一个接口层(If层)，也可以同时传到上层，如Com、DCM等，如下图：


例如，从LinIf接收到数据到PduR，PduR经过配置可以上传到Com，同时也可以路由到CanIf进行传输，实现网关功能。1.3 PduR和IpduM

除了上述功能，在PduR这一层级还有一个IpduM(I-PDU Multiplexer) ，用于同一个PDU ID的复用，其基本原理如下：



此外，还可以多个PDU组合成一个容器PDU，然后这个容器PDU经由PduR传输出去，这样一帧传的数据就更多了，如下：


02.CAN通信栈介绍
上面讨论了这么多内容，我们还是来看看一个具体示例：以CAN为例，一个比较完整的通信栈包括如下模块：


        首先简单介绍下每个模块基本概念，后面具体讲细节

ComM：管理所有通信channel的通信模式，与CanSM、CanNM相关

CanNM：处理网络管理相关问题

CanSM：处理CAN通信栈的状态管理问题

Com：CAN报文信号的拆解组包等

CanTP：诊断PDU的分段

CanIf：对MCU内部CAN的不同驱动进行抽象

Can：实际硬件CAN驱动访问

2.1 ComM、CanSM、CanNM概述

ComM主要是通信状态、网络管理的控制，具体控制框图如下：


具体来讲，主要有以下功能 ：

管理每个通信channel的通信模式

协调来自通信请求者的总线通信请求

提供API关闭某些特定信号的发送

唤醒总线

总线错误处理

所谓通信通道，是对 物理通信controller的抽象，每个通道都有自己的通信模式，如下面所示：

通信状态/Sub_State	消息发送	消息接收	NM/总线通信	唤醒能力
Full COM Network requested	√	√	请求	不可唤醒
Full COM Ready Sleep	√	√	请求	不可唤醒
Silent COM	×	√	请求	用户请求 网络响应
No COM	×	×	请求	用户请求 被动唤醒

        简化后的状态机如下：



最开始，状态为No_COM，当被动唤醒或者接收到Full com请求时（做NM报文首发的同学是不是很熟悉）进入到Full COM，在Full COM子状态里，首先进NetReq状态，如果请求一直在，那没问题，待在里面玩吧；如果没有请求了，进Ready Sleep；这里就需要结合CanNM进入到Silent COM或者NO_COM了。这里还是没有把ComM怎么和CanSM、CanNM联动了，举个例子，当有Full_COM请求

ComM -> CanSM ：请求Full通信了

              CanSM -> CanIf：赶快把tranceiver的模式设置为normal

                             CanIf-> CanTrcv:好吧，我变成normal了

              CanSM -> CanIf：赶快把contorller设置为started

                             CanIf-> Can:好吧，我变成started了

              CanSM -> Com ：给通道1准备开始Rx PDU Group接口

              CanSM -> Com ：给通道1准备开始Tx PDU Group接口

              CanSM -> ComM ：好了，CanSM小弟已经把活干完了

ComM -> NM：有个网络请求，从CanNM来的

              NM -> CanNM：快点跳到start模式哦

                        CanNM：OK

2.2 PDU和HOH

在AUTOSAR中，硬件被抽象成为HOH(Hardware object handles)，通常来讲一个HOH表示CAN controller里的一个消息buffer。CanIF把不同PDU映射到不同的HOH上，如下：


如果当前HOH被占用了，在CanIf层通常也会有一个buffer用于缓存，如下：


2.3 CAN消息TX\RX模式

在CAN的基础配置中，message的处理方式有两种：

中断

        在OS中配置相应的ISE

轮询

        调度器周期调度Can Mainfunction

除了上述功能，还有如下功能：

TxConfirmation

RxIndication

BusError Handle

WakeUp Hanlde

03.小结本节内容主要是对CAN通信栈、PduR做了介绍，把ComM如何与CanSM、NM、CanNM协调做了一个概述，下一节将详细介绍NM的状态机。

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AUTOSAR 通信栈中，PduR（Protocol Data Unit Receiver）是通信栈的核心模块之一，负责处理通信协议中的数据单元接收。它支持多播功能，能够实现多个接收者接收同一通信消息。同时，PduR具有网关路由功能，可实现不同通信模块间的数据交换。接下来将详细介绍PduR与IpduM的交互以及CAN通信栈中的相关模块如ComM、CanSM和CanNM的协同工作。在CAN通信中，PDU（Protocol Data Unit）和HOH（Header and Object Handling）扮演重要角色，处理消息的发送和接收模式。总之，PduR是通信协议实现的关键部分，其性能直接影响整个通信系统的稳定性和效率。

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AUTOSAR 通信栈中的 PduR（Protocol Data Unit Routing）模块负责处理协议数据单元的路由功能。该模块具有多播功能和网关路由功能，能够实现不同通信模块间的数据交互。PduR 与 IpduM（Input Pdu Management）协同工作，管理输入 PDU 的处理。

以 CAN 通信栈为例，PduR 与 CanNM（CAN Network Manager）、CanSM（CAN Session Manager）以及 CanTP（CAN Transport Protocol）共同构成了 CAN 通信的核心模块。其中，CanNM 负责 CAN 网络管理，CanSM 负责会话管理，CanTP 负责 CAN 数据的传输。这些模块协同工作，实现了 CAN 消息的发送和接收。

在通信栈中，PDU（Protocol Data Unit）是核心概念，涉及数据的封装与解析。PduR 对 PDU 的处理至关重要，确保数据在不同模块间正确传输。总的来说，PduR 是通信栈中关键的部分，负责数据的路由和传输。

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AUTOSAR 通信栈中的 PduR（Protocol Data Unit Routing）模块是通信协议栈的核心组成部分，主要负责处理 PDU（协议数据单元）的路由和传输。以下是关于 PduR 的概述及 CAN 通信栈的相关分析：

PduR 负责管理 PDU 的多播功能和网关路由功能，确保数据在车辆内部不同通信模块间正确传输。PduR 还与 IpduM（Input PDU Manager）协同工作，管理输入 PDU 的接收和处理。

在 CAN 通信栈中，PduR 与 ComM（通信管理）、CanSM（CAN 标准化映射）和 CanNM（CAN 网络管理）紧密协作。ComM 负责通信的建立和管理，CanSM 负责 CAN 消息的标准化映射，而 CanNM 负责 CAN 网络的管理。PDU 在这些模块间传输，通过 PduR 实现路由和传输。

此外，PDU 和 HOH（Host On Half）在 CAN 通信中也起到关键作用，PDU 负责数据的封装和解封装，而 HOH 则负责数据的发送和接收模式。

总结来说，PduR 是通信协议栈中的核心模块，负责 PDU 的路由和传输，确保数据在车辆内部不同通信模块间的正确传输。在 CAN 通信栈中，PduR 与其他模块协同工作，实现数据的正确传输和处理。