AUTOSAR MCAL(1)：Microcontroller Driver

落叶纷飞

目录1. MCAL概述2. Microcontroller Drivers2.1 MCU Drivers2.2 GPT Driver2.3 WatchDog Driver2.4 CoreTest3.小结

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1. MCAL概述

今天正式开始AUTOSAR MCAL之旅。首先回顾一下AUTOSAR的分层，如下图：

Microcontroller Abstraction Layer(MCAL)：红色部分，AUTOSAR BSW最下层，它可以直接访问µC和内部外设；ECU Abstraction Layer：绿色部分，负责提供统一的访问接口，实现对通信、内存或者I/O的访问，从而无需考虑这些资源由哪些外设或者设备提供；Complex Drivers：绿色部分，非AUTOSAR定义的特殊功能；Services Layer：紫色部分，为应用提供OS、NM、Memory、诊断等接口

那么我们要讨论的MCAL部分，里面具体内容如下：


它分为五个大类：

Miicrocontroller Drivers：内部外设驱动，如GPT、Watchdog等；Memory Drivers：片内Flash、EEPROM和片外Flash的驱动等；Crypto Drivers：片上加密设备的驱动，如SHE、HSM；Communication Drivers：ECU板级通信的驱动，如CAN、LIN、SPI等；Wireless Comm. Drivers：无线网络通信的驱动I/O Drivers：模拟、数字输入输出的驱动，如DIO、PWM

今天主要讲Microcontroller Drivers 。 2. Microcontroller Drivers

如上面所讲，Microcontroller Drivers主要包含了GPT Driver、Watchdog Driver、MCU Driver和Core Test几个模块。2.1 MCU Drivers

该驱动主要为MCAL其他模块提供基础的MCU初始化、复位、下电和某些芯片特定功能。从代码角度看，MCU运行完BootRom的启动代码后，MCU Driver可能是CP AUTOSAR中最先被调用的模块，如下图：

进一步的，该模块主要提供的功能有：

从硬件获取复位原因；提供芯片级复位；低功耗设置；RAM初始化；MCU时钟配置；

通过SWS中的API定义也可以窥探一二，如下：：

其中比较常用的接口有Mcu_PerformReset，在诊断、看门狗、BswM和EcuM可以根据具体项目需求进行调用。2.2 GPT Driver

GPT Driver全称General Purpose Timer Driver，用于初始化和控制MCU内部的硬件计时器，具体的作用如下：

开启和关闭硬件Timer；获取指定Timer值；控制基于时间触发的中断通知；控制基于时间唤醒的中断触发。

需要注意的是，GPT一般只用来产生时间基(Time base)，用于产生中断，或者因此不是所有的硬件Timer都由GPT控制，特别是PWM、ICU这些驱动的功能实现。所以一般来讲，我们在设计代码时只需选用一个Timer给Gpt就行了。Gpt运行模式分为One-Shot和Continuous两种。One-Shot表示一旦Timer计数达到目标值，硬件Timer会自动停止计数并保持当前值，如下：

Continunous表示一旦Timer达到目标值，硬件timer又会自动从0开始计数；

2.3 WatchDog Driver

该模块比较简单，就是用于初始化看门狗、喂狗、切换看门狗模式等。能够调用的API也比较羞涩，如下：

Wdg_InitWdg_SetModeWdg_SetTriggerCondition

2.4 CoreTest

在考虑Fusa设计时，CoreTest、RAMtest和Flash Test是必须要涉及的。CoreTest主要就是针对MCU的内核最小系统进行测试，常见的Core主要由CPU、内部特定memory(例如Cache、TCM)、中断控制器、MPU和调试接口等组成，如下：


因此，CoreTest驱动主要提供对内核的测试Patten配置、轮询和通知测试结果等等，此外还要对特定内核提供测试手段，例如要测arm某内核，就需要对内核的通用寄存器和ALU进行测试。因此，CoreTest这个模块通常是要与芯片厂提供的内核STL进行结合。 那么这里就要考虑一个问题，这个测试是上电之后只做一次，还是周期触发去测试，

这要涉及到内核的通用寄存器测试，因此还是有很大风险。3.小结

本文主要对Microcontroller Driver做了一个概述，了解了每个模块的作用，大家其实在日常工作接触的比较多的通信和memory，这块涉及的相对底层，和MCU本身提供的硬件特性强相关，做一个科普方便后续给做MCU bringup。

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