AUTOSAR CP复杂驱动程序（Complex Driver，CDD）的设计与集成指南导读

一、文档主要内容

该文档聚焦于AUTOSAR CP（汽车开放系统架构经典平台）中复杂驱动程序（Complex Driver，CDD）的设计与集成指南，旨在为汽车电子系统中CDD的开发和集成提供全面的指导，确保其在系统中的规范性、兼容性和可靠性。

1. 引言
   • 文档目的：概述CDD，并为其在AUTOSAR架构中的实现和集成提供建议，主要面向CDD的开发者和集成者。
2. 术语定义与缩写
   • 局部范围的缩写和术语应列于本地术语表，通用术语定义参考相关文档。
3. 约定
   • 规定需求描述中关键词（如“MUST”“SHOULD”等）的语义，以明确要求的严格程度和可选性。
4. 相关文档
   • 列出编写本指南所参考的众多输入文档，包括基本软件模块相关规范、通信相关规范、错误处理相关规范等。
5. CDD介绍
   • 定义与位置：CDD是可通过AUTOSAR接口和基本软件模块API访问的非标准化软件实体，位于基本软件的复杂驱动层，可与标准BSW模块或RTE交互。
   • 功能与作用：实现复杂传感器评估和执行器控制，满足特殊功能和定时要求，还可用于实现增强服务/协议或封装遗留功能，是向AUTOSAR软件架构引入新功能的迁移机制。
6. CDD设计建议
   • 文档编制：提供用户手册，涵盖功能操作、与其他模块关系、接口、非功能需求、错误处理、配置参数、内存映射等多方面内容。
   • 实现约束：遵循相关输入规范，保护关键资源，其模式可由EcuM和BswM管理，可处理内存段并报告错误。
   • 文件结构：推荐代码文件和头文件的组织结构，头文件应自包含并按需包含其他文件，同时需进行一致性检查。
   • 行为与接口描述：若CDD有抽象接口供应用SW - C访问，需遵循相关模板要求，描述服务、接口、内部行为、触发事件、独占区和内存映射等。
   • 参数配置：若使用AUTOSAR GCE配置参数，需遵循ECU配置规范，明确模块版本并在生产阶段按需停用错误报告。
7. 与其他模块的接口
   • 与RTE和SW - C接口：通过RTE与SW - C接口，需按AUTOSAR规范指定和实现端口及接口，并使用相关参数。
   • 与库接口：可使用AUTOSAR库，如E2E库进行通信保护。
   • 与标准BSW模块接口
     • 分层软件架构模块与CDD接口：CDD应提供可配置接口，如PDU路由器访问新总线系统接口；CDD访问分层软件架构模块时，需注意接口可重入性、回调例程命名、状态管理及提供配置参数。
     • 具体模块接口
       • 与MCAL模块接口：推荐CDD使用MCAL模块标准API访问微控制器资源，避免冲突。
       • 与BSW模式管理器和ECU状态管理器接口：EcuM和BSW模式管理器是模式管理的专属访问点，CDD需遵循相关初始化、唤醒事件处理和模式切换协议。
       • 与内存堆栈接口：若NVRAM由CDD专属管理可直接访问，否则使用NVM API；使用标准内存堆栈时，NVRAM管理器是唯一访问点。
       • 与看门狗堆栈接口：看门狗管理器可监控CDD的可运行实体，CDD应按规范调用API，通过RTE与看门狗管理器交互，实现状态控制和故障处理。
       • 与通信堆栈接口：可通过多种访问点与通信堆栈交互，如PDU路由器、

二、CDD设计建议解析

文档编制

CDD设计者应提供用户手册以助力集成并向客户提供信息。例如，在一个车辆的电子控制系统中，CDD负责管理特殊的传感器（如高精度的环境监测传感器）和执行器（如新型电子节气门执行器）。用户手册中会详细介绍CDD的功能操作，包括传感器数据采集的初始化过程、正常运行时数据处理流程、系统关机时执行器的关闭顺序以及故障发生时的应对操作。同时，描述与其他模块的关系，如与NvM模块交互获取存储在非易失性存储器中的配置数据，以及与SchM模块协作配置关键代码段。还会涵盖接口信息，如传感器数据读取接口的名称、参数类型（如传感器数据类型、采样频率参数等）、返回值类型（如传感器状态码）以及接口的可重入性（如传感器数据采集接口可重入，允许多个任务同时调用）。对于非功能要求，明确传感器数据采集的定时要求（如每10毫秒采集一次数据）、与其他模块交互时的资源使用情况（如占用的CPU时间和内存空间）。在错误处理方面，列出可能出现的传感器通信错误（如数据传输错误）和执行器控制错误（如执行器位置反馈异常），并说明对应的错误码和调试变量（如错误码0x01表示传感器通信超时，调试变量记录最后一次成功通信的时间戳）。详细描述配置参数，如传感器校准参数的名称、数据类型（如浮点型）、取值范围（如0.0 - 100.0）和默认值（如50.0）。明确内存映射需求，如传感器数据存储在特定的RAM区域，执行器控制指令存储在特定的Flash区域。指出使用限制，如在高温环境下传感器精度可能降低，以及尚未解决的问题（如与某些特定型号的传感器兼容性有待优化）。阐述与其他模块的集成约束，如与发动机控制模块协同工作时的时序要求（如在发动机启动后的5秒内完成传感器初始化），并提供示例说明正常和异常情况下的系统行为。

实现约束

1. 遵循规范：CDD必须遵守如[2] General Requirements on Basic Software Modules和[4] General Specification on Basic Software Modules等输入规范。例如，在车辆的安全系统中，CDD实现涉及到与安全相关的操作（如安全气囊触发控制），必须严格遵循规范中对于安全关键功能的实现要求，包括数据处理的准确性、可靠性以及与其他安全相关模块（如传感器模块、诊断模块）的交互规范，以确保整个安全系统在各种工况下的正确运行。
2. 资源保护：CDD应通过定义可由SchM或OS机制处理的关键代码段来保护其关键资源。比如在车辆的电子稳定控制系统中，CDD负责处理传感器数据（如车轮转速传感器、横向加速度传感器等数据）并控制执行器（如制动压力调节器），其中涉及到对传感器数据处理和执行器控制的关键代码段，通过SchM机制确保在同一时刻只有一个任务能够访问和修改关键数据（如当前车辆的行驶状态数据），防止数据冲突和错误操作，保证系统的稳定性和可靠性。
3. 模式管理：CDD的模式可由EcuM和BswM模块管理。以车辆的混合动力系统为例，CDD负责监控电池状态（如电量、温度等）和管理电机的运行模式（如电动驱动、发电模式等），EcuM和BswM模块根据车辆的整体运行状态（如启动、行驶、停车等）和系统需求（如能量回收、动力输出需求）来管理CDD的模式切换，确保电池和电机在不同工况下的正确运行和协调工作。
4. 内存管理：CDD可使用内存映射机制处理其内存段。在车辆的导航系统中，CDD负责管理地图数据的存储和读取，通过内存映射机制将地图数据存储在特定的内存区域（如Flash用于存储地图数据库，RAM用于临时存储导航计算过程中的数据），并根据系统需求动态管理内存资源，提高内存使用效率，确保导航系统在运行过程中能够快速准确地访问地图数据，提供流畅的导航服务。
5. 错误报告：CDD可使用Det或Dem模块报告其错误。例如在车辆的通信系统中，CDD负责管理车载网络通信（如CAN总线通信），若出现通信错误（如数据传输错误、总线冲突等），CDD使用Det模块记录详细的错误信息（如错误发生的时间、错误类型、涉及的数据帧等），并通过Dem模块向系统报告错误，以便系统进行故障诊断和处理，保障通信系统的稳定性和可靠性。

文件结构

1. 代码文件
   • 基本要求：除遵循相关规范要求外，至少应提供CDD_.c文件。例如在车辆的车身控制系统中，CDD负责控制车窗升降、门锁开关等功能，CDD_BodyControl.c文件包含了这些功能的核心实现代码。
   • 中断函数文件：中断函数可放置在CDD__Irq.c文件中。如在车辆的发动机控制系统中，发动机转速传感器的中断处理函数可放在CDD_EngineControl_Irq.c文件中，以便在发动机转速变化时及时响应并处理相关数据。
   • 回调函数文件：回调函数可放在CDD__Callout.c文件中。在车辆的远程信息处理系统中，当接收到远程服务器的指令（如车辆定位请求）时，对应的回调函数可放在CDD_Telematics_Callout.c文件中，实现与外部系统的交互响应。
   • 配置相关文件：根据配置生成的C对象，在链接时生成的可放在CDD_Lcfg.c文件，在构建后生成的可放在CDD_PBcfg.c文件。例如在车辆的自适应巡航控制系统中，根据不同的车辆配置（如不同车型、不同传感器配置）生成的相关配置数据对象，分别放置在对应的配置文件中，方便系统在不同配置下的正确运行。
2. 头文件
   • 层次结构与包含关系：CDD模块应提供头文件结构，用户只需包含CDD_.h文件，其他配置相关的声明可按需放在CDD_Cfg.h、CDDPBcfg.h、CDD_Lcfg.h文件中。以车辆的照明控制系统为例，CDD_Lighting.h文件包含了照明控制模块的基本接口声明，而CDD_Lighting_Cfg.h文件则包含了根据配置生成的灯光亮度、颜色等参数的声明。
   • 错误报告相关：CDD模块可包含Det.h和/或Dem.h头文件以报告错误。在车辆的故障诊断系统中，CDD负责检测和报告系统中的各种故障（如传感器故障、执行器故障等），通过包含Det.h和Dem.h文件，使用相应的函数来记录和报告故障信息，以便维修人员进行故障排查。
   • 内存映射相关：若需定义内存映射区域，可包含_MemMap.h头文件（为模块实现前缀）。在车辆的多媒体系统中，CDD负责管理音频和视频数据的存储和播放，通过包含相关的MemMap.h文件，确保音频和视频数据存储在正确的内存区域（如音频数据存储在特定的RAM区域以保证流畅播放，视频数据存储在Flash或大容量存储设备中）。
   • 与RTE接口相关：若配置了与RTE的接口，可包含Rte_<CDD_MODULENAME>.h头文件。在车辆的自动驾驶系统中，CDD与RTE交互以获取传感器数据和发送控制指令，通过包含Rte_Autopilot.h文件，实现与RTE之间的接口定义和数据传输，确保自动驾驶系统各组件间的协同工作。

行为与接口描述

在车辆的智能驾驶辅助系统中，CDD负责处理来自多个传感器（如摄像头、雷达等）的数据，并通过RTE与其他模块（如决策模块、控制模块）交互。

1. 服务与接口描述：CDD提供的服务包括传感器数据预处理（如滤波、融合等），其接口明确数据输入输出类型（如摄像头图像数据输入，处理后的目标检测结果输出）、可重入性（如数据预处理接口可重入，允许多个任务同时调用进行不同传感器数据处理）、参数范围（如雷达数据处理接口的距离参数范围为0 - 200米）等。
2. 内部行为与可运行实体：内部行为描述数据处理流程，如摄像头图像数据先进行滤波处理，再与雷达数据进行融合，然后通过可运行实体（如SensorDataProcessor任务）将处理结果发送给决策模块。
3. 触发事件描述：可运行实体的触发事件包括传感器数据更新（如摄像头新帧数据到达、雷达检测到目标距离变化），这些事件触发相应的数据处理操作。
4. 独占区与共享资源保护：对于共享资源（如传感器数据缓冲区），定义独占区以确保在数据处理过程中不会被其他任务修改，保证数据的一致性和完整性。
5. 内存映射描述：明确传感器数据存储在特定的内存区域（如摄像头数据存储在专用的图像缓冲区内存区域），处理结果存储在与RTE交互的共享内存区域，以便其他模块读取。

参数配置

在车辆的发动机管理系统中，CDD负责控制发动机的运行参数（如燃油喷射量、点火时间等）。

1. 版本识别：使用AUTOSAR GCE配置参数时，配置文件应明确CDD模块以及相关软件的版本。例如，配置文件中记录CDD_EngineManagement模块版本为1.0，与之相关的软件组件（如传感器驱动程序、通信协议栈等）版本信息，以便在系统维护和升级时进行版本兼容性检查。
2. 错误报告控制：在生产阶段，应根据需要在配置参数中设置是否停用Det模块的错误报告。如在大规模生产的车辆中，为了减少不必要的错误报告对系统性能的影响，可在配置参数中将Det模块的错误报告设置为停用状态，但在研发和测试阶段保持启用，以便及时发现和解决问题。