【车载开发系列】AutoSar中的CANTP

【车载开发系列】AutoSar中的CANTP

一. CANTP相关术语

PDU（Protocol Data Uint）协议数据单元
N-PDU（Network Protocol Data Uint）网络层协议数据单元
I-PDU（Interaction Protocol Data Uint）交互层协议数据单元
N-SDU（Network Service Data Uint）网络服务数据单元
L-PDU:Data Link Layer PDU，一个或多个I-PDU组包成一个L-PDU
FS（Flow Status）流状态
BS（Block Size）数据块的大小
STmin（Separation Time Min）最小间隔时间
SN（Sequence Number 帧序列号）
FF_DL（Frist Frame Data Length）首帧数据长度
SF_DL（Signle Frame Data Length）单帧数据长度
SDU：Service Data Unit服务数据单元。

二. CANTP相关概念

1）单帧：SF(Single Frame)

用于发送单个CAN帧即可发送完成的数据；数据长度小于等于7个Byte（标准CAN是7Byte,CAN-Fd是63Byte）时，使用单帧进行传输。

2）首帧：FF(First Frame)

用于发送较大数据情况下的第一帧；

3）连续帧CF(Consecutive Frame)

用于发送较大数据情况下首帧外的其余部分

4）流控帧：FC(Flow Control)

接收后用于调节数据发送速度。

三. CANTP介绍

CANTP是CAN Transport Layer的简称。是基础软件通讯模块中最重要的模块之一。
CanTp是AUTOSAR通信栈中负责网络解析的模块，主要负责接收CanIf层传输的N-PDU数据解析成I-PDU数据，并发送给PDUR模块。

AUTOSAR CAN传输层规范是基于汽车领域最常用的国际标准ISO15765。ISO15765描述了两个适用的CAN传输层规范：OEM增强型诊断：采用ISO 15765-2；
OBD诊断：采用ISO15765-4。

四. CANTP的作用

CANTP模块的主要作用是对CAN I-PDU进行分段和重新组装，使得I-PDU的长度不大于8个字节，对CAN FD而言，CAN I-PDU不大于64个字节。
CANTP主要解决了数据多帧传输的问题，由于CAN总线每次只能发送8个字节的数据，因此对于多帧数据，需要拆分成多个块传输。无论是单帧还是多帧传输，CanTp一共提供四种帧进行数据传输：单帧，首帧，连续帧，流控帧。

五. CANTP网络层参数

CAN-TP 网络层参数有N_As/N_Ar/N_Bs/N_Br/N_Cs/N_Cr/STmin/BS/

1）N_As与N_Ar

N_As : Sender.req->Sender.con ，Sender任意帧类型从请求发送到发送完成的时间间隔。
N_Ar :Receiver.Req->Receiver.con , Receiver任意帧类型从请求发送到发送完成的时间间隔。

2）N_Bs

N_Bs可理解为Sender 从XXX到收到流控帧 的时间。XXX分为三种情况
1.Sender从发送完首帧（FF）到收到流控帧的时间
2.Sender从发送完连续帧（CF）到收到流控帧的时间
3. Sender从收到流控帧（FC）（状态为Wait）到收到下一个流控帧的时间

3）N_Br

N_Br可理解为Receiver 从XXX到请求发送流控帧的时间,XXX分为三种情况
1.Receiver 从收到首帧（FF）到请求发送流控帧的时间
2.Receiver 从收到连续帧（CF）到请求发送流控帧的时间
3.Receiver 从发送完流控帧（FC）(状态为Wait) 到请求发送下一个流控帧的时间

4）N_Cs

N_Cs可理解为 Sender从XXX 到请求发送连续帧（CF）的时间,XXX分为两种情况1.Sender从收到流控帧（FC）到请求发送连续帧（CF） 的时间
2.Sender从发送完连续帧（CF）到请求发送下一包连续帧（CF） 的时间

5）N_Cr

N_Cr 可理解为 Receiver 从XXX到收到下一个连续帧（CF） 的时间,XXX分为两种情况
1.Receiver 从发送完流控帧（FC）到收到连续帧（CF） 的时间
2.Receiver 从收到连续帧（CF）到收到下一包连续帧（CF） 的时间

6）STmin

STmin 是Sender发送两包连续帧之间的最小间隔，单位为ms。

7）BS（Block Size）

Block Size 是 Sender 收到一包流控帧后，发送连续帧的个数，0代表无限制，收到流控帧后可以一直发连续帧，直到数据发送完毕。

六. CANTP模块的接口

作用与功能：CAN Tp模块用于处理分包数据传输和错误检测，在诊断过程中使用频率较高。
CanTp模块提供用于分割、流控传输和消息重新组装的服务。它的主要目的是发送和接收可能适合也可能不适合一个CAN帧的消息。不适合一个CAN帧的消息被分割成多个部分，这样每个部分都可以在一个CAN帧中传输。

1）CanTp_Transmit()函数

CAN Tp模块通过此接口将数据进行分包并传输。它是异步函数。在传输请求被接受后，无论N-SDU传输是否成功被完全处理，CanTp模块都将通知其上层。

2）CanTp_CancelTransmit()函数

传输取消特性允许上层取消正在进行的传输。
使用案例:由于接收到另一个具有更高优先级的诊断协议而取消诊断传输。CanTp_CancelTransmit()被调用之后，该连接上的传输将被中止，将在接收端产生一个超时错误。

3）CanTp_Init()函数

函数CanTp_Init初始化模块的所有全局变量，并将所有传输协议连接设置为CANTP_ON的子状态，在此状态下，既不进行分段发送，也不进行分段接收(Rx线程处于CANTP_RX_WAIT状态，Tx线程处于CANTP_TX_WAIT状态)。
成功初始化后，CanTp模块将变为内部状态CANTP_ON。只有当CanTp处于CANTP_ON状态时，CanTp模块才会执行分段和重组任务。CanTp模块上电后处于CANTP_OFF状态。
如果CanTp模块在处于全局状态CANTP_ON时调用CanTp_Init函数，则CanTp_Init函数将模块返回到Idle状态(state = CANTP_ON，但发送和接收均未进行)。

4）CanTp_Shutdown函数

它用来正确停止CanTp模块。

2）receiveData()函数

CAN Tp模块通过此接口接收传输的数据并进行错误检测。

七. CANTP提供服务的总结

1）分割发送方向上的数据
2）重组接收方向上的数据
3）控制数据流
4）检测分割会话中的错误
CanTp模块提供用于分割、流控传输和消息重新组装的服务。它的主要目的是发送和接收可能适合也可能不适合一个CAN帧的消息。不适合一个CAN帧的消息被分割成多个部分，这样每个部分都可以在一个CAN帧中传输。