PDUR路由基本功能

一、PduR路由基本功能概述PduRPDU Router模块是AutoSAR架构通信协议栈的通用模块也就是CAN、Lin、Eth、FlexRay等总线通信、诊断报文传输的时候都会经过PduR模块。为什么需要PduR模块可以理解PduR作为一个软件中间件统一管理所有报文的传输方向比如说接收的报文就管理它接收上来之后传递到上层的哪个模块如果是发送的报文也会管理这条报文向下通过哪条总线发送出去的上层COM、DCM等模块是公共模块会连接各种总线通信诊断数据有了PduR起到了软件解耦只需要在PduR这一层决定报文上下层连接即可。比如说要修改一条报文的传输方向就只需要在PduR这一层修改PduR是如何实现报文路由的PduR这一层有一个路由表相当于一个数组路由表里有很多条报文根据DBC文件在开发之前定义好比如说有5条报文前三条是发送TX后面两条是接收RX第一条是CAN报文第二条是LIN报文如果是发送报文路由表里面会定义这条CAN报文的源模块COM和目的模块CanIfLIN报文的源模块COM和目的模块LinIf。如果是接收报文比如说CAN的接收报文源模块是CanIf目的模块是COM如果COM发送CAN报文会带着这条报文的PduID发给PduRPduID其实就是路由表的数组下标比如PduID是0PduR这边获取到PduID是0就去找数组的第0个成员是一条CAN报文源地址是COM目的地址是CanIf就会把这条报文路由到CanIf去这样就实现了COM到PduR然后PduR到CanIfCanIf把这条报文发到CAN驱动然后发出去。如果CanIf接收一条报文接收的时候带着的PduID是4那PduR就索引到数组的第4个成员源地址是CanIf目的地址是COM就会把这条报文路由到COM去了PduR主要是提供I-PDUinteraction layer – protocal data unit的路由作用。对于AutoSAR的通信协议栈PduR以上传输的就是交互层的Pdu了PduR中的路由关系都是静态配置好的也就是编译前就定好了的比如需要接收CAN报文0x103为通信报文CAN报文0x203为诊断报文则在配置PduR这一层的时候定义好两条报文的源和目的模块。0x103CanIf-PduR-com0x203CanIf-PduR-DCM常见的路由上下层为1、 通信数据发送路由COM-PDUR-通信接口层IF2、 通信数据接收路由通信接口层IF-PDUR-COM3、 诊断数据发送路由DCM-PDUR-通信传输层TP4、 诊断数据接收路由通信传输层TP-PDUR-DCM二、函数调用关系1、发送CAN通信报文函数调用COM模块调用PduR_Transmit()函数发送报文函数参数里面带有PDU的信息PduInfoPDU信息是PduID和要传的报文的内容的Buffer指针PduR根据PduID索引到路由表里面就知道发送的目的是哪个模块比如说是CanIf然后把这条报文通过CanIf_Transmit发到CanIf去从上到下的发送过程中真正的数据存储是存储到COM这边的Buffer到CAN驱动才会把Buffer里面的内容拷到驱动的Buffer里面去然后把这个数据发出去中间是没有数据的拷贝的全是指针传递驱动发到总线上去之后CAN报文有个Ack位Ack代表报文发送成功了ACK回来的是肯定应答驱动就会告诉CanIfCANif告诉PduRPduR就会告诉COM这帧报文已经发送成功了往上告诉的部分是TxConfirmation发送确认实现的2、接收CAN通信报文函数调用CAN驱动接收到数据数据给到CanIfCanIf会调PduR_RxIndication(PduIdTypeconst PduInfoType*)接口把PDU的信息传上去PduIdType里面包含了两个信息一个是PduID还有一个是Buffer指针Buffer是存在驱动里面的PduR拿到PduID索引路由表找到对应的路由的位置目的是前往COM模块PduR调用COM的Com_RxIndication(PduIdTypeconst PduInfoType*)接口把PduID和Buffer传到COM模块COM模块才会把数据里面的内容拷贝到COM自己的Buffer里面去3、接收CAN诊断报文驱动收到诊断仪给的请求报文驱动就会把报文给到CanTpCanTp收到之后就会调用PduR的PduR_StartOfReception(BufReq_ReturnType.PduIdTypeconst PduInfoType*PduLengthType. PduLengthType*)函数告诉PduR当前外面诊断仪已经开始一次诊断传输了要开始接受了CanTp能识别出诊断报文的PCI信息CanTp把PCI的信息解析出来之后会把报文的长度和PduID告诉PduRPduR这边根据PduID找到路由表发现目的是到DCM就调用Dcm_StartOfReception(BufReq_ReturnType.PduIdTypeconst PduInfoType*PduLengthType PduLengthType*)告诉DCM要开始接收诊断请求了DCM这边有个缓存用于存诊断请求的报文当DCM收到开始接收的请求时DCM就会把存诊断报文的Buffer锁住因为我们诊断有可能是多帧传输要耗很长的时间把完整的报文全部传过来所以先把这个Buffer锁住防止其他的程序使用这段Buffer。第一步是先通知上层要开始接收了通知的时候带的这些参数有些是DCM需要填指针的PduLengthType是CanTP解析PCI信息之后诊断请求要发的长度。DCM也会把自己的缓存能力填充到指针PduLengthType里面去告诉CanTP自己的缓存能力。第二步CanTP就会调PduR_CopyRxDataBufReq_ReturnType.PduIdTypeConst PduInfoTypePduLengthType*,PduR也会调Dcm_ CopyRxDataBufReq_ReturnType.PduIdTypeConst PduInfoType*PduLengthType*将这帧报文的数据拷到Dcm的buffer里面去。诊断的传输跟通信的传输不一样因为通信传输就是一条报文一条报文从上到下就是RxIndication把报文的指针传上去就可以了Com模块就直接把指针里面的内容copy出来就可以了但是诊断传输不能这样做因为诊断传输有可能存在多帧传输并且诊断传输里面有服务ID、PCI的内容PCI的信息只有CanTp能解析出来这帧报文带了几个字节的长度所以必须要CanTp这边先告诉DCM要开始接收了然后CanTp才会调上层的CopyRxData的函数接口将一条条报文解析出来之后再拷贝到上层去到最后所有诊断报文全部传输完然后就会调用上层的RxIndication通知上层这次诊断传输完毕4、发送诊断报文诊断仪发了一个诊断请求之后DCM模块做完了诊断请求给诊断仪发送诊断应答需要把数据发给诊断仪DCM调用PduRTransmit(Std_ReturnTypePduIdTypeConst PduInfoType*)然后PduR调用CanTp_ Transmit(Std_ReturnTypePduIdTypeConst PduInfoType*)CanTp_ Transmit带的信息里面会有DCM模块应答数据长度和Buffer诊断数据长度比如说发10个字节的诊断应答数据CanTp这边就会根据10个字节的数据去拼装成两帧报文首帧和续帧填充对应的PCI和RSID然后CanTp就会去拷贝上层想要发的数据只有CanTp知道这一帧数据要组多少个字节才能填满所以必须要CanTp主动向上去拷贝完整的诊断应答发送完之后CanTp就会告诉上层此次传输完毕传输确认三、PduR总线间网关功能PduR除了实现基础的通信报文、诊断报文上下层路由的功能。还有一个非常常见的功能就是总线间通信或者诊断报文路由。最常见的有CAN1通信报文转到CAN2通信报文比如说有多路CAN第一路CAN到PduR之后没有到COM直接转到第二路CAN发出去了CAN诊断报文转LIN诊断报文CAN1诊断报文转CAN2诊断报文ETH诊断报文转CAN诊断报文为什么需要诊断报文网关呢这里贴上一张CAN诊断报文转LIN诊断报文的图这里实现的功能是外部诊断仪读取LIN从机的诊断数据诊断仪通过CAN通信发送诊断报文给MasterMaster内部将CAN诊断报文转换成LIN诊断报文发给LIN从机完成对LIN从节点的诊断功能Master内部的时候就是由PduR模块实现Can-Lin诊断报文网关路由。LIN的诊断诊断仪现在想去诊断从机节点从机节点一般是最末端的电子单元它不会对外提供接口我们车上都是OBD口诊断仪通过CAN线接到车上去但是它又想去诊断从机设备就需要把诊断信息发给LIN的主节点通过CAN,LIN的主节点会把诊断仪发的诊断请求的内容通过CAN转LIN的形式转到LIN线上面去告诉从节点LIN的从节点收到之后回响应通过LIN回到主节点主节点通过CAN发给诊断仪。这是CAN转LIN的诊断网关的典型应用。两个CAN网络诊断报文网关多帧单播CAN1的诊断报文收上来之后通过CAN2的诊断报文发出去CAN1节点收到报文调用PduR的StartOfReception通知上层开始接收CanTp就会调用PduR的CopyRxData拷贝第一帧数据这个时候PduR是需要缓存数据的因为PduR不会把数据再往上传了会把数据拷到自己的缓存里面去马上PduR就会调CanTp_Transmit把这个诊断报文发到CAN2节点上面去这就是CAN1节点报文转CAN2节点报文的形式CanTp_Transmit就是告诉CanTp我要向Can2发诊断报文CanTp就会向上拷贝发送的数据两个CAN通信报文的网关CAN1这边收到一条报文到CanIfCanIf调PduR的RxIndication把数据给到PduRPduR这边不往上传了直接调用CanIf_Transmit把数据传给CAN2发送完之后会有个TxConfirmation发送确认PduR缓存机制基本通信、诊断上下层路由的时候PduR模块是不需要而外提供缓存的只需要将数据指针进行传递减少数据拷贝次数提高系统运行效率但是在不同总线间网关路由的时候是需要提供缓存机制的CAN1通信报文网关到CAN2PduR先将收到的CAN1报文缓存起来等到CAN2触发传输的时候再拷贝PduR中缓存的数据。PduR提供FIFO缓存为了减少数据I-PDU的丢失PduR提供了一个深度可配置的FIFO缓存。CAN转LIN诊断网关传输的时候由于两边传输速度不同PduR会提供专有缓存区或者 缓存池来保证诊断数据网关传输时候的正确性。缓存机制的细节设计请参考AutoSAR规范四、总结PduR作为通信的通用模块在通信诊断数据传输中起到重要作用特别是总线之间报文网关路由的时候该模块就需要实现内部逻辑。随着AutoSAR使用场景的复杂性可能会要求PduR有很多的功能支持比如不同总线部署在不同核中PduR作为公共模块需要跨核支持。