[AUTOSAR通信] - PDUR模块解读
文章目录
- 一、 PDUR模块概述
- 二、功能描述
- 2.1 发送路由功能
- 2.2 接收路由功能
- 2.3 网关路由功能
- 2.4 路由控制功能
- 三、配置項介紹
- 3.1. PduRBswModules
- 3.2. PduRGeneral
- 3.3. PduRRoutingTables
- 3.4. PduRRoutingPath
- 3.5. PduRSrcPdu
- 3.6. PduRDestPdu
- 四、总结
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一、 PDUR模块概述
在AUTOSAR（汽车开放系统架构）通信体系里，PDUR模块堪称通信服务的关键枢纽。对于想要深入了解AUTOSAR通信的工程师、学生或爱好者而言，PDUR模块是无法绕过的重要环节。
从整个通信协议栈的架构来看，PDUR模块处于承上启下的核心位置，犹如一座桥梁，紧密连接着上层模块与下层接口模块或传输层模块，负责I - PDU（接口协议数据单元）的高效传输，扮演着内部消息路由器的关键角色。
具体而言，当底层传输层或者Interface抽象层将I - PDU传输给PduR时，PduR就像一位精准的“快递员”，迅速且准确地将这些数据单元传递到对应的服务模块。而当上层服务模块有I - PDU需要发送时，PduR又能及时接手，将消息顺畅地传输到相应的传输层或Interface抽象层。
依据在 AUTOSAR 架构中的位置与传输 I-PDU 时的角色，通信模块可分为三类：上层模块、下层接口模块和下层传输层模块。而PduR模块则是连接这些模块的枢纽，位于上层模块和下层模块之间，充当一个消息中转站。
- 上层模块位于 PduR 上层，一般包括 Com、 Dcm 和 Cdd。
- 下层接口模块位于 PduR 下层，一般包括 CanIf、 LinIf、 SoAdIf、 FrIf、 CddIf 等。
- 下层传输层模块同样位于 PduR 下层，一般包括 CanTp、 LinTp、FlexRayTp 和 J1939Tp 等。
PDUR 模块工作时通过配置维护一张路由表，这张路由表犹如城市交通地图，清晰地规划着每个 PDU（协议数据单元）的 “出行路线”。
表内的每一条路径，都精准描述了一个 PDU 的发送或接收行程。值得注意的是，每条路径都仅有一个明确的源头，但目的地却可以是一个，也可能是多个。并且，接收路径与发送路径彼此相互独立。
当系统进行 PDU 的收发操作时，就如同快递员依据包裹上的收件地址派送快递一样，它会依据 PDU ID 这个 “地址标签”，迅速找到对应的路径以及目的地。随后，系统会调用相应模块的接口来完成数据传递。倘若遇到一对多的情况，即一个源头对应多个目的地，系统便会像多次派送不同地址包裹的快递员一样，多次调用相应接口，确保每个目的地都能准确无误地收到 PDU。
二、功能描述
接下来的示例我们均已CAN总线为例
2.1 发送路由功能
TxPdu 的发送存在两种方式，即 IF 和 TP。在 PduR 模块中，能够实现 TP PDU 的 1：1 发送路由，以及 IF PDU 的 1：N 路由。借助 PduR 模块的路由配置，可向上层屏蔽网络的具体细节，让上层模块能将精力集中于 TxPdu 报文数据的封装工作。
- IF路由的流程可以参考下图，其下层模块位CanIf（CAN总线）
- TP路由的流程可以参考下图，其下层模块位CanIf（CAN总线）
- 数据发送完成后，下层模块需要有发送确认来通知上层模块数据发送完成，以便于更进一步的处理，该过程自下而上
2.2 接收路由功能
RxPdu 的接收也有 IF 和 TP 两种方式。当 PDU 从下层模块接收到后，会依据 PduR 配置的路由路径传递到上层模块。这样上层模块无需关注网络细节，只需专注于接收 PDU 的解析。
下图所示为数据包的接收过程，由下层CanIf模块调用PduR_RxIndication()通知到PduR模块，PduR模块根据路径进一步找到其上层模块Com，进而调用Com_RxIndication()将数据包传输至上层模块Com
2.3 网关路由功能
PDU 的网关同样分为 IF 和 TP 两种方式。IF 网关支持 1：N 的转发，而 TP 网关仅支持 1：1 的 PDU 网关，且在这个过程中不涉及任何报文数据的变化，收发报文速率保持一致。需要特别注意的是，PDU 的网关不能将 IF 和 TP 混淆，也就是说接收 IF PDU 只能通过发送 IF PDU 进行转发，接收 TP PDU 只能通过 TP PDU 进行转发。
如下图所示为一个PDU数据包从CAN总线1路由到CAN总线2的过程
2.4 路由控制功能
PduR 的路由控制是以 RoutingPathGroup 为单位来进行 Enable/Disable 控制的。RoutingPathGroup 关联 N 个 PduRDestPdu，从而控制这些 PduRDestPdu 的使能状态。RoutingPathGroup 通过配置项 PduRIsEnabledAtInit 来决定初始化之后其关联的所有 PduRDestPdu 处于 Enable 还是 Disable 状态。在运行时，可通过调用 PduR_EnableRouting/ PduR_DisableRouting来控制 RoutingPathGroup 及其包含的 PduRDestPdu 的使能状态。未被 RoutingPathGroup 关联的 PduRDestPdu 在初始化之后状态一直为 Enable，且不可改变。
三、配置項介紹
本章节的配置项截图均来自网页端的配置工具<<<<【 EasySAR 】>>> （点击跳转）
3.1. PduRBswModules
该容器主要用来配置PduR的上下级模块，用到哪些模块就添加哪些模块，比如Com、CanIf、CanTp、Dcm等
| 序号 | 配置项 | 配置项描述 |
|---|---|---|
| 1 | PduRCancelReceive | TRUE：上层模块支持取消接收 FASLE：上层模块不支持取消接收 |
| 2 | PduRCancelTransmit | TRUE：上层模块支持取消发送 FASLE：上层模块不支持取消发送 |
| 3 | PduRChangeParameterApi | TRUE：上层模块支持改变参数功能 FASLE：上层模块不支持改变参数功能 |
| 4 | PduRCommunicationInterface | TRUE：开启通信层模块接口 FALSE：不开启通信层模块接口 |
| 5 | PduRLowerModule | TRUE：是 PduR 的下层模块 FALSE：不是 PduR 的下层模块 |
| 6 | PduRRetransmission | TRUE：上层模块支持重发功能 FALSE：上层模块不支持重发功能 |
| 7 | PduRTransportProtocol | TRUE：上下层模块支持通信协议传输 FALSE：上下层模块不支持通信协议传输 |
| 8 | PduRTriggertransmit | TRUE：上下层模块支持触发发送 FALSE：上下层模块不支持触发发送 |
| 9 | PduRTxConfirmation | TRUE：上下层模块支持发送确认功能 FALSE：上下层模块不支持发送确认功能 |
| 10 | PduRUpperModule | TRUE：是 PduR 的上层模块 FALSE：不是 PduR 的上层模块 |
| 11 | PduRUseTag | TRUE：开启使用标志接口 FALSE：不开启使用标志接口 |
| 12 | PduRBswModuleRef | 引用 PduR 的上下层模块 |
3.2. PduRGeneral
配置PduR模块的一些通用配置
| 序号 | 配置项 | 配置项描述 |
|---|---|---|
| 1 | PduRDevErrorDetect | TRUE：启动错误检查报告 FALSE：不启动错误检查报告 |
| 2 | PduRMetaDataSupport | TRUE：支持启用元数据 FALSE：不支持启动元数据 |
| 3 | PduRVersionInfoApi | TRUE：支持获取版本信息 FALSE：不支持获取版本信息 |
| 4 | PduRZeroCostOperation | TRUE：支持零消耗功能 FALSE：不支持零消耗功能 |
3.3. PduRRoutingTables
该项主要是创建一个路由表，其下边可以配置多条路径PduRRoutingPath
| 序号 | 配置项 | 配置项描述 |
|---|---|---|
| 1 | PduRConfigurationId | PduR 配置集的标识符 |
| 2 | PduRMaxRoutingPathCnt | 限制最大可配置路由路径的数量 |
| 3 | PduRMaxRoutingPathGroupCnt | 限制最大可配置路由路径组的数量 |
| 4 | PduRMaxRoutingTableCnt | 限制最大可配置路由表的数量 |
| 5 | PduRRoutingPathGroup | 子容器 |
| 6 | PduRRoutingTable | 子容器 |
| 7 | PduRTpBufferTable | 子容器 |
| 8 | PduRTxBufferTable | 子容器 |
3.4. PduRRoutingPath
该配置项主要是用于配置一条路由路径，引用一个源头，及一个（或多个）目的地，用于Pdu的转发。
| 序号 | 配置项 | 配置项描述 |
|---|---|---|
| 1 | PduRSrcPdu | PduRRoutingPath的子容器，具体见PduRSrcPdu配置 |
| 2 | PduRDestPdu | PduRRoutingPath的子容器，具体见PduRDestPdu 配置 |
3.5. PduRSrcPdu
主要用来配置某一条路径的源头，通过与其源头模块引用同一个Pdu来建设起映射关系
| 序号 | 配置项 | 配置项描述 |
|---|---|---|
| 1 | PduRSourcePduHandleId | 源 Pdu 的标识符 |
| 2 | PduRSrcPduUpTxConf | 上层模块是否支持源 Pdu 发送确认 |
| 3 | PduRSrcPduRef | 一条路径中源模块引用的 EcuC 中的 PDU |
3.6. PduRDestPdu
主要用来配置某一条路径的目的地，通过与其目的模块引用同一个Pdu来建设起映射关系
| 序号 | 配置项 | 配置项描述 |
|---|---|---|
| 1 | PduRDestPduDataProvision | 目的 Pdu 数据的提供方式 PDUR_DIRECT：直接提供数据 PDUR_TRIGGERTANSMIT：触发方式提供数据 |
| 2 | PduRDestPduHandleId | 目的 Pdu 处理的 Id |
| 3 | PduRTpThreshold | 仅在 Tp 网关情况下使用，设置 Tp 阈值大小相应的发送数据 |
| 4 | PduRTransmissionConfirmation | 是否启用发送确认 |
| 5 | PduRDestPduRef | 一条路径中目的模块引用的 EcuC 中的 PDU |
| 6 | PduRDestTxBufferRef | PduR 模块存储数据的缓冲区，仅 IF 网关需要 |
| 7 | PduRDefaultValue | 子容器 |
四、总结
总结一下，PduR的核心配置是，路由路径的配置，每条路径包含源头和目的地，通过将源头和目的地和上下层模块关联到ECUC模块中配置的同一个Pdu来建立起映射关系，通过源头的Pdu Id查找到对应路径及目标模块，达到转发的效果。
因篇幅问题，关于PduR模块的主要配置就介绍到这里。毕竟，光是嘴上说，始终如同纸上谈兵。强烈建议想要了解完整的模块配置，可以前往网页端的配置工具<<<<【 EasySAR 】>>> （点击跳转），亲自上手配置一番。
参考文档：Specification of PDU Router. AUTOSAR, 4.2.2