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1.前言：AUTOSAR通信系列介紹

這個系列是全新的系列，整個系列會通過實際操作，調(diào)試實際的代碼，以CAN為例，完整的解析AUTOSAR的從底層MCAL 到COM等上層模塊的通信鏈路層。重點講述數(shù)據(jù)的流向，以及各個模塊的作用，配置方法。

通過這個系列，將會以代碼的視角，了解如IPDU LPDU SDU HOH HTH HRH MB等AUTOSAR抽象概念的實際實現(xiàn)及其數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，以及在真實的AUTOSAR 架構(gòu)軟件中，CAN CANIF PDUR COM CANTP 等模塊中數(shù)據(jù)的傳輸，配置參數(shù)，函數(shù)的調(diào)用等各個方面。讓我們在使用AUTOSAR配置通信的同時，不被其架空，不當(dāng)只會配置的工具人。

系列將會從MCAL自底向上，一步步分析各個模塊，搞清楚整個通信的發(fā)送機(jī)制，和通信的接收機(jī)制。

2.Can_write函數(shù)介紹，以及HOH抽象的實施 MessgeBuffer介紹

整個的CAN發(fā)送，實際上是由Can模塊里面的Can_write實現(xiàn)的。我們先以S32K14x MCAL代碼為實例，介紹Can_write函數(shù)的發(fā)送機(jī)制，以對L_PDU HOH HTH Message Buffer這些抽象建立起基本的概念。

ECU執(zhí)行完必要的初始化函數(shù)和設(shè)置controller模式后，我們就可以調(diào)用Can_Write函數(shù)來發(fā)送報文了。

Can_Write函數(shù)的傳入?yún)?shù)有兩個：

hth:hardware transmit handle 硬件傳輸句柄。這個的詳細(xì)講解在后面。
PduInfo(此即LPDU Data link Layer protocol)結(jié)構(gòu)體成員如下：
id:CAN報文ID
swPduHandle：LPDU 句柄，此句柄在Canif層定義。每個句柄表示的是1個LPDU.用來在發(fā)送的最后時刻觸發(fā)PDU的tx_confirmation.
length:LPDU數(shù)據(jù)長度，即報文的長度。
sdu:LPDU的數(shù)據(jù)指針。

實例：Can_write函數(shù)介紹，以及HOH抽象的實施 MessgeBuffer介紹

我們以一個簡單的例子說明：

如下是代碼：

如下是報文：

這個例子介紹了AUTOSAR發(fā)送報文的最底層接口的使用方法,可以先建立一個直觀的印象。

can_write的第一個參數(shù)hth是AUTOSAR標(biāo)準(zhǔn)里面的一個概念，接下來的內(nèi)容的講解目的是為了透徹的理解hth。

AUTOSAR從MCAL開始就對CAN進(jìn)行抽象了，抽象出HOH Hardware object handle 硬件處理對象，HOH以發(fā)送和接收的不同，分為了HTH,HRH，這倆可以統(tǒng)稱為HOH。

HOH對象包括很多屬性，如

Can Implementation Type（FULL/BASIC）

Can ID Message Type(STANDARD/MIXED/EXTEND)

Can Controller Reference (使用哪個can controler)

Number of Hw objects used to implement one HOH

等等屬性。

當(dāng)我們用其中的一個HOH作為對象來發(fā)送報文時，這個報文的發(fā)送屬性會繼承這個HOH對象的所有屬性。

舉例說明：

EB（S32K148）中配置了如下幾個HOH:

這里的配置實際會影響的是Can_PBcfg中的MessgeBuffer的配置結(jié)構(gòu)體，MessgeBuffer結(jié)構(gòu)體數(shù)組是HOH的具體實施，它的含義下文詳細(xì)描述。Can Object ID即為HOH的ID。

在Can_write例子中我們傳入HTH的是4，即利用HOH_3_EcuTestNode_CanCluster這個HOH作為對象，進(jìn)行發(fā)送。

深入Can_write中，調(diào)用的是Can_FlexCan_Write的這個函數(shù)：

他會先搜索Messge Buffer配置結(jié)構(gòu)體中u32HWObjID為hth，即為4的這個配置。

Messge Buffer的配置結(jié)構(gòu)體的部分成員：

static CONST(Can_MBConfigObjectType, CAN_CONST) MessageBufferConfigs0_PB[CAN_MAXMBCOUNT_PB] =
{
    /* HOH_0_EcuTestNode_CanCluster Message Buffer of Can Controller ID = 0U*/
    {
        (Can_HwHandleType)0x0U, /* uIdMaskIndex */
        (uint8)0U, /* ControllerId  - based on the order from CanController list */
        (CanIdType)CAN_STANDARD, /* ID type: EXTENDED, STANDARD, MIXED */
        (Can_ObjType)CAN_RECEIVE, /* Receive/Transmit MB configuration */
        (Can_IdType)0x0U, /* MessageId */
        (uint8)0x0U, /* Local priority bits used for arbitration */
        (Can_HwHandleType)0x0U, /* Hardware Object ID */
        #if (CAN_FD_MODE_ENABLE == STD_ON)
        (uint8)0U,
        #endif
        /* Read/Write period reference used when POLLING mode is selected for the controller */
        (uint8)0U, /* HOH configured for INTERRUPT mode, reference not used */

        (uint16)0x0080U,       /* Address of Message Buffer  */
        (uint8)8U,    /* Payload lenth of Message Buffer */
        (uint8)0U    /* The index of MB in message buffer memory */
        #if (CAN_TRIGGER_TRANSMIT_EN == STD_ON)
        /* The parameter is used to detect the MB which run with trigger transmit feature */
        ,(boolean)FALSE
        #endif
    },


    /* HOH_3_UDSTX_Node Message Buffer of Can Controller ID = 0U*/
    {
        (Can_HwHandleType)CAN_MAXMASKCOUNT, /* uIdMaskIndex */
        (uint8)0U, /* ControllerId  - based on the order from CanController list */
        (CanIdType)CAN_STANDARD, /* ID type: EXTENDED, STANDARD, MIXED */
        (Can_ObjType)CAN_TRANSMIT, /* Receive/Transmit MB configuration */
        (Can_IdType)0x7eaU, /* MessageId */
        (uint8)0x0U, /* Local priority bits used for arbitration */
        (Can_HwHandleType)0x1U, /* Hardware Object ID */
        #if (CAN_FD_MODE_ENABLE == STD_ON)
        (uint8)0U,
        #endif
        /* Read/Write period reference used when POLLING mode is selected for the controller */
        (uint8)0U,   /* HOH configured for INTERRUPT mode, reference not used */

        (uint16)0x0180U,       /* Address of Message Buffer  */
        (uint8)8U,    /* Payload lenth of Message Buffer */
        (uint8)16U    /* The index of MB in message buffer memory */
        #if (CAN_TRIGGER_TRANSMIT_EN == STD_ON)
        /* The parameter is used to detect the MB which run with trigger transmit feature */
        ,(uint8)FALSE
        #endif
    },


    /* HOH_3_NMTX_Node Message Buffer of Can Controller ID = 0U*/
    {
        (Can_HwHandleType)CAN_MAXMASKCOUNT, /* uIdMaskIndex */
        (uint8)0U, /* ControllerId  - based on the order from CanController list */
        (CanIdType)CAN_STANDARD, /* ID type: EXTENDED, STANDARD, MIXED */
        (Can_ObjType)CAN_TRANSMIT, /* Receive/Transmit MB configuration */
        (Can_IdType)0x424U, /* MessageId */
        (uint8)0x0U, /* Local priority bits used for arbitration */
        (Can_HwHandleType)0x2U, /* Hardware Object ID */
        #if (CAN_FD_MODE_ENABLE == STD_ON)
        (uint8)0U,
        #endif
        /* Read/Write period reference used when POLLING mode is selected for the controller */
        (uint8)0U,   /* HOH configured for INTERRUPT mode, reference not used */

        (uint16)0x0190U,       /* Address of Message Buffer  */
        (uint8)8U,    /* Payload lenth of Message Buffer */
        (uint8)17U    /* The index of MB in message buffer memory */
        #if (CAN_TRIGGER_TRANSMIT_EN == STD_ON)
        /* The parameter is used to detect the MB which run with trigger transmit feature */
        ,(uint8)FALSE
        #endif
    },


    /* HOH_3_XCPTX_Node Message Buffer of Can Controller ID = 0U*/
    {
        (Can_HwHandleType)CAN_MAXMASKCOUNT, /* uIdMaskIndex */
        (uint8)0U, /* ControllerId  - based on the order from CanController list */
        (CanIdType)CAN_STANDARD, /* ID type: EXTENDED, STANDARD, MIXED */
        (Can_ObjType)CAN_TRANSMIT, /* Receive/Transmit MB configuration */
        (Can_IdType)0x667U, /* MessageId */
        (uint8)0x0U, /* Local priority bits used for arbitration */
        (Can_HwHandleType)0x3U, /* Hardware Object ID */
        #if (CAN_FD_MODE_ENABLE == STD_ON)
        (uint8)0U,
        #endif
        /* Read/Write period reference used when POLLING mode is selected for the controller */
        (uint8)0U,   /* HOH configured for INTERRUPT mode, reference not used */

        (uint16)0x01a0U,       /* Address of Message Buffer  */
        (uint8)8U,    /* Payload lenth of Message Buffer */
        (uint8)18U    /* The index of MB in message buffer memory */
        #if (CAN_TRIGGER_TRANSMIT_EN == STD_ON)
        /* The parameter is used to detect the MB which run with trigger transmit feature */
        ,(uint8)FALSE
        #endif
    },


    /* HOH_3_EcuTestNode_CanCluster Message Buffer of Can Controller ID = 0U*/
    {
        (Can_HwHandleType)CAN_MAXMASKCOUNT, /* uIdMaskIndex */
        (uint8)0U, /* ControllerId  - based on the order from CanController list */
        (CanIdType)CAN_STANDARD, /* ID type: EXTENDED, STANDARD, MIXED */
        (Can_ObjType)CAN_TRANSMIT, /* Receive/Transmit MB configuration */
        (Can_IdType)0x110U, /* MessageId */
        (uint8)0x0U, /* Local priority bits used for arbitration */
        (Can_HwHandleType)0x4U, /* Hardware Object ID */
        #if (CAN_FD_MODE_ENABLE == STD_ON)
        (uint8)0U,
        #endif
        /* Read/Write period reference used when POLLING mode is selected for the controller */
        (uint8)0U,   /* HOH configured for INTERRUPT mode, reference not used */

        (uint16)0x01b0U,       /* Address of Message Buffer  */
        (uint8)8U,    /* Payload lenth of Message Buffer */
        (uint8)19U    /* The index of MB in message buffer memory */
        #if (CAN_TRIGGER_TRANSMIT_EN == STD_ON)
        /* The parameter is used to detect the MB which run with trigger transmit feature */
        ,(uint8)FALSE
        #endif
    },
    /* HOH_3_EcuTestNode_CanCluster Message Buffer of Can Controller ID = 0U*/
    {
        (Can_HwHandleType)CAN_MAXMASKCOUNT, /* uIdMaskIndex */
        (uint8)0U, /* ControllerId  - based on the order from CanController list */
        (CanIdType)CAN_STANDARD, /* ID type: EXTENDED, STANDARD, MIXED */
        (Can_ObjType)CAN_TRANSMIT, /* Receive/Transmit MB configuration */
        (Can_IdType)0x110U, /* MessageId */
        (uint8)0x0U, /* Local priority bits used for arbitration */
        (Can_HwHandleType)0x4U, /* Hardware Object ID */
        #if (CAN_FD_MODE_ENABLE == STD_ON)
        (uint8)0U,
        #endif
        /* Read/Write period reference used when POLLING mode is selected for the controller */
        (uint8)0U,   /* HOH configured for INTERRUPT mode, reference not used */

        (uint16)0x01c0U,       /* Address of Message Buffer  */
        (uint8)8U,    /* Payload lenth of Message Buffer */
        (uint8)20U    /* The index of MB in message buffer memory */
        #if (CAN_TRIGGER_TRANSMIT_EN == STD_ON)
        /* The parameter is used to detect the MB which run with trigger transmit feature */
        ,(uint8)FALSE
        #endif
    },........

所以上文函數(shù)搜索到的第一個結(jié)構(gòu)體成員一定是第一個Hardware Object ID為4的這個MB 結(jié)構(gòu)體：

/* HOH_3_EcuTestNode_CanCluster Message Buffer of Can Controller ID = 0U*/
    {
        (Can_HwHandleType)CAN_MAXMASKCOUNT, /* uIdMaskIndex */
        (uint8)0U, /* ControllerId  - based on the order from CanController list */
        (CanIdType)CAN_STANDARD, /* ID type: EXTENDED, STANDARD, MIXED */
        (Can_ObjType)CAN_TRANSMIT, /* Receive/Transmit MB configuration */
        (Can_IdType)0x110U, /* MessageId */
        (uint8)0x0U, /* Local priority bits used for arbitration */
        (Can_HwHandleType)0x4U, /* Hardware Object ID */
        #if (CAN_FD_MODE_ENABLE == STD_ON)
        (uint8)0U,
        #endif
        /* Read/Write period reference used when POLLING mode is selected for the controller */
        (uint8)0U,   /* HOH configured for INTERRUPT mode, reference not used */

        (uint16)0x01b0U,       /* Address of Message Buffer  */
        (uint8)8U,    /* Payload lenth of Message Buffer */
        (uint8)19U    /* The index of MB in message buffer memory */
        #if (CAN_TRIGGER_TRANSMIT_EN == STD_ON)
        /* The parameter is used to detect the MB which run with trigger transmit feature */
        ,(uint8)FALSE
        #endif
    },

以這個成員的配置去改變對應(yīng)的寄存器，從而讓發(fā)送的報文繼承這里面的屬性。

我們現(xiàn)在需要搞明白的就剩這個MessgeBuffer配置結(jié)構(gòu)體。

結(jié)構(gòu)體里面的屬性的含義，這些看EB的CAN模塊的配置手冊可以搞明白，我想介紹的是MessgeBuffer這個機(jī)制。這是S32K Flex CAN的機(jī)制

這是 Flex CAN的報文緩沖。報文緩沖有很多，配置好相關(guān)寄存器，最后將報文數(shù)據(jù)寫入報文緩沖，可完成發(fā)送。

我們注意到MessageBufferConfigs0_PB中的每個結(jié)構(gòu)體成員都有表示Address of Message Buffer的屬性和表示The index of MB in message buffer memory的屬性。這屬性各個成員全不同并且是序號，地址按順序遞增的現(xiàn)象。所以這些結(jié)構(gòu)體成員就是一個一個不同的Messagebuffer。再注意到之前提到的Can_Write中傳入的Hth即是這里的Hardware Object ID。最后兩個結(jié)構(gòu)體，你發(fā)現(xiàn)他們雖然Message Buffer的地址不同，但是共用一個Hth號4.實際上完整的Messagebuffer的定義，有十個結(jié)構(gòu)體成員都是共用4號Hth.

這是由EB配置項Number of Hw objects used to implement one HOH配為10決定的。這里 Hw objects即不同的MessageBuffer。但是他們關(guān)聯(lián)了同個Hth。換言之1個Hth中可以包括多個MessageBuffer。即HTH是比MessageBuffer是更高層的抽象，例子中向Can_Write傳入這個ID為4的hth，可以有10個MessageBuffer供選擇寫入數(shù)據(jù)，一個MessgeBuffer被占了我再找下個MessageBuffer。這樣的配置作用就是使用這個HTH，可以在極短時間同時支持最多10個報文的發(fā)送。

以上例子Can_write函數(shù)的底層實現(xiàn)的邏輯簡化說明如下：
1.輪詢Messge Buffer配置結(jié)構(gòu)體中u32HWObjID為hth是4的MB結(jié)構(gòu)體成員。

2找到第一個hth為4的MessageBuffer。傳入LPDU數(shù)據(jù)，嘗試更新MessageBuffer發(fā)送，再判斷是否是CAN_BUSY狀態(tài)。假如是，找下一個Hth為4的MB繼續(xù)嘗試發(fā)送，直到成功發(fā)送出去一次，返回CAN_OK。

這期的介紹就到這里，本期我們可以搞清楚什么是LPDU，什么是HOH和HTH。從HOH的實際實施可以看出，所謂的AUTOSAR抽象，即將某個對象的所有配置，用結(jié)構(gòu)體數(shù)組打包在一起，然后給他們編號。這個編號和各個對象的配置一一對應(yīng)。后面需要使用這個對象的時候即使用編號去索引對應(yīng)的結(jié)構(gòu)體數(shù)組即可。這個思路會貫穿整個的AUTOSAR實現(xiàn)。

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