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AUTOSAR COM 模块的主要功能导读以及示例

article 2024/11/6 0:14:40

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AUTOSAR COM 模块的主要功能

AUTOSAR COM 模块在车载系统中用于管理通信的中间层，主要功能包括:

信号传输与接收：
• 提供信号打包和解包功能，将信号数据打包成协议数据单元（I-PDU）以便传输，或从接收到的 I-PDU 中解包信号。
传输模式支持：
• 支持多种传输模式，如周期性传输、事件触发传输等。
端序和符号扩展：
• 处理不同端序（大端或小端）以确保数据在不同 ECU（电子控制单元）之间的一致性，并支持符号扩展来正确传递负数。
初始化和配置：
• 提供信号和 I-PDU 的初始化值，支持系统启动时的配置。
超时监测和确认：
• 实现信号和 I-PDU 的接收超时监测，保证数据有效性；发送确认可用于确认数据是否已成功发送。
数据转换和过滤：
• 支持信号的值转换（如单位转换）和过滤（如过滤器条件）以适应应用需求。

AUTOSAR COM 的工作流程和原理

AUTOSAR COM 模块位于 RTE（运行时环境）和 PDU-Router（协议数据单元路由器）之间，负责将应用层传输的信号数据转换为适合底层通信协议的数据格式。其工作流程如下：

数据打包：
• 应用层通过 RTE 调用 AUTOSAR COM，发送信号数据。
• COM 模块根据配置，将这些信号打包到 I-PDU 中，并进行必要的端序转换和符号扩展。
传输触发：
• 根据配置的传输模式（如周期性、事件驱动），触发 I-PDU 的发送。
数据接收与解包：
• 当 PDU-Router 接收到 I-PDU 后，将其传递给 AUTOSAR COM。
• COM 模块解包 I-PDU，提取信号数据并进行转换，通知应用层（通过 RTE）信号已更新。
超时监控：
• 如果设定的时间内未接收到预期信号，COM 模块会触发超时通知，向应用层发出告警或使用默认值代替。

具体示例说明

示例场景：车载系统中有一个温度传感器，它通过 CAN 总线将数据传递给控制单元，COM 模块负责管理数据的传输和接收。

1.	发送数据：
	•	温度传感器通过 RTE 调用 AUTOSAR COM，发送当前温度值。
	•	COM 模块将温度值打包为 I-PDU，并通过 PDU-Router 将其发送到 CAN 总线。
2.	接收数据：
	•	控制单元通过 PDU-Router 接收到 CAN 总线传来的 I-PDU，将其传递给 AUTOSAR COM。
	•	COM 模块解包 I-PDU 并提取温度信号，通知应用层读取新数据。

C++ 实现模拟解析

以下是模拟 AUTOSAR COM 主要功能的 C++ 代码示例：

#include <iostream>
#include <vector>
#include <cstdint>
#include <cstring>  // For memcpy

// 模拟的信号结构
struct Signal {
    uint32_t id;       // 信号标识符
    uint16_t length;   // 信号长度（以字节为单位）
    std::vector<uint8_t> data;  // 信号数据
};

// 模拟的 AUTOSAR COM 模块
class AUTOSAR_COM {
public:
    // 模拟发送信号的函数
    void sendSignal(const Signal& signal) {
        std::cout << "Sending signal ID: " << signal.id << ", Length: " << signal.length << " bytes\n";
        std::cout << "Data: ";
        for (auto byte : signal.data) {
            std::cout << std::hex << static_cast<int>(byte) << " ";
        }
        std::cout << "\n";
        // 打包逻辑（例如，端序转换和符号扩展）
        // 传递到 PDU-Router 的代码可以模拟为发送数据。
    }

    // 模拟接收信号的函数
    void receiveSignal(uint32_t id, const std::vector<uint8_t>& rawData) {
        std::cout << "Receiving signal ID: " << id << ", Length: " << rawData.size() << " bytes\n";
        // 解包逻辑（如端序转换和解码）
        std::cout << "Received Data: ";
        for (auto byte : rawData) {
            std::cout << std::hex << static_cast<int>(byte) << " ";
        }
        std::cout << "\n";
    }
};

int main() {
    // 示例信号数据（例如温度值）
    Signal tempSignal = {1, 2, {0x1A, 0x2B}};

    // 创建 AUTOSAR COM 实例并发送信号
    AUTOSAR_COM com;
    com.sendSignal(tempSignal);

    // 模拟接收信号
    std::vector<uint8_t> receivedData = {0x1A, 0x2B};
    com.receiveSignal(1, receivedData);

    return 0;
}