AUTOSAR UDP網絡管理詳解
目錄
- 1. 概述
- 2. UDP網絡管理架構
- 2.1 整體架構圖
- 2.2 架構組件詳解
- 3. UDP網絡管理狀態機
- 3.1 狀態機圖
- 3.2 狀態詳解
- 4. UDP網絡管理操作序列
- 4.1 序列圖
- 4.2 操作流程詳解
- 5. UDP網絡管理配置模型
- 5.1 配置類圖
- 5.2 配置參數詳解
- 6. 總結
1. 概述
AUTOSAR UDP網絡管理(UdpNm
)是AUTOSAR Classic Platform中的一個重要模塊,專門設計用于基于TCP/IP的網絡系統。UdpNm
模塊的主要目的是協調網絡節點之間的睡眠和喚醒操作,確保網絡通信的有序管理。
1.1 UDP網絡管理的作用
UDP網絡管理模塊在AUTOSAR通信棧中起到關鍵的協調作用:
- 網絡狀態協調:管理整個網絡的睡眠和喚醒狀態
- 節點檢測:檢測網絡中活躍的節點
- 通信優化:通過智能的狀態管理減少不必要的網絡通信
- 功耗管理:支持低功耗模式,延長系統運行時間
1.2 主要特性
- 支持基于UDP協議的網絡管理
- 提供多種網絡狀態和靈活的狀態轉換機制
- 支持節點檢測和部分網絡功能
- 兼容AUTOSAR通信管理器(
ComM
) - 支持被動模式和立即重啟功能
2. UDP網絡管理架構
2.1 整體架構圖
此圖展示了AUTOSAR UDP網絡管理模塊在整個通信棧中的位置和與其他模塊的關系。
2.2 架構組件詳解
2.2.1 應用層組件
組件 通信管理器(ComM):
- 職責: 管理整個ECU的通信狀態,協調不同網絡的通信需求
- 功能點:
- 接收應用層的網絡請求
- 協調多個網絡管理模塊
- 管理ECU的整體通信狀態
/* 通信管理器接口示例 */
#include "ComM.h"/* 請求網絡通信 */
Std_ReturnType ComM_RequestComMode(ComM_UserHandleType User, ComM_ModeType ComMode)
{Std_ReturnType result;/* 驗證參數 */if (User >= COMM_NUM_USERS) {return E_NOT_OK;}/* 處理網絡請求 */if (ComMode == COMM_FULL_COMMUNICATION) {/* 請求完整通信模式 */result = Nm_NetworkRequest(COMM_NETWORK_HANDLE);} else {/* 釋放網絡通信 */result = Nm_NetworkRelease(COMM_NETWORK_HANDLE);}return result;
}
2.2.2 網絡管理接口層
組件 通用網絡管理接口(Nm):
- 職責: 提供統一的網絡管理接口,屏蔽底層網絡管理實現的差異
- 功能點:
- 提供標準化的網絡管理API
- 支持多種網絡管理協議(CAN、FlexRay、UDP等)
- 管理網絡狀態變化通知
/* 網絡管理接口示例 */
#include "Nm.h"/* 網絡請求接口 */
Std_ReturnType Nm_NetworkRequest(NetworkHandleType nmNetworkHandle)
{/* 調用具體的網絡管理實現 */return UdpNm_NetworkRequest(nmNetworkHandle);
}/* 網絡釋放接口 */
Std_ReturnType Nm_NetworkRelease(NetworkHandleType nmNetworkHandle)
{/* 調用具體的網絡管理實現 */return UdpNm_NetworkRelease(nmNetworkHandle);
}
2.2.3 UDP網絡管理層
組件 UDP網絡管理(UdpNm):
- 職責: 實現基于UDP協議的網絡管理功能,協調網絡節點的睡眠和喚醒
- 功能點:
- 管理網絡狀態機
- 處理NM消息的發送和接收
- 實現定時器管理
- 處理配置參數
子組件 狀態機管理:
- 職責: 管理UDP網絡管理的狀態轉換
- 功能點:
- Bus-Sleep Mode:總線睡眠模式
- Prepare Bus-Sleep Mode:準備總線睡眠模式
- Network Mode:網絡模式(包含三個子狀態)
子組件 消息處理:
- 職責: 處理NM消息的發送、接收和解析
- 功能點:
- NM消息格式化和解析
- 控制位向量處理
- 源節點標識符管理
子組件 定時器管理:
- 職責: 管理各種定時器,控制狀態轉換時機
- 功能點:
- NM-Timeout Timer:網絡超時定時器
- Repeat Message Timer:重復消息定時器
- Wait Bus-Sleep Timer:等待總線睡眠定時器
子組件 配置管理:
- 職責: 管理模塊的配置參數和運行時配置
- 功能點:
- 通道配置管理
- 全局配置管理
- PDU配置管理
/* UDP網絡管理核心實現示例 */
#include "UdpNm.h"
#include "UdpNm_Internal.h"/* 模塊初始化 */
void UdpNm_Init(const UdpNm_ConfigType* UdpNmConfigPtr)
{uint8 channel;/* 驗證配置指針 */if (UdpNmConfigPtr == NULL) {/* 報告開發錯誤 */Det_ReportError(UDPNM_MODULE_ID, UDPNM_INSTANCE_ID, UDPNM_SID_INIT, UDPNM_E_PARAM_POINTER);return;}/* 初始化所有通道 */for (channel = 0; channel < UDPNM_NUMBER_OF_CHANNELS; channel++) {/* 設置初始狀態為Bus-Sleep Mode */UdpNm_Internal_SetState(channel, NM_STATE_BUS_SLEEP);/* 初始化定時器 */UdpNm_Internal_InitTimers(channel);/* 初始化消息緩沖區 */UdpNm_Internal_InitMessageBuffer(channel);}/* 標記模塊已初始化 */UdpNm_Internal_SetModuleInitialized(TRUE);
}/* 網絡請求處理 */
Std_ReturnType UdpNm_NetworkRequest(NetworkHandleType nmNetworkHandle)
{uint8 channel;Nm_StateType currentState;/* 獲取通道索引 */channel = UdpNm_Internal_GetChannelIndex(nmNetworkHandle);if (channel >= UDPNM_NUMBER_OF_CHANNELS) {return E_NOT_OK;}/* 獲取當前狀態 */currentState = UdpNm_Internal_GetState(channel);/* 根據當前狀態處理網絡請求 */switch (currentState) {case NM_STATE_BUS_SLEEP:case NM_STATE_PREPARE_BUS_SLEEP:/* 進入網絡模式的Repeat Message State */UdpNm_Internal_SetState(channel, NM_STATE_REPEAT_MESSAGE);UdpNm_Internal_StartRepeatMessageTimer(channel);UdpNm_Internal_StartNetworkTimeoutTimer(channel);break;case NM_STATE_READY_SLEEP:/* 從Ready Sleep轉到Normal Operation */UdpNm_Internal_SetState(channel, NM_STATE_NORMAL_OPERATION);break;case NM_STATE_NORMAL_OPERATION:case NM_STATE_REPEAT_MESSAGE:/* 已經在網絡模式,無需操作 */break;default:return E_NOT_OK;}return E_OK;
}
2.2.4 通信協議棧層
組件 套接字適配器(SoAd):
- 職責: 提供套接字抽象層,管理UDP套接字通信
- 功能點:
- UDP套接字管理
- PDU傳輸和接收
- 地址和端口管理
組件 TCP/IP棧:
- 職責: 實現TCP/IP協議棧功能
- 功能點:
- UDP協議實現
- IP路由和尋址
- 網絡數據包處理
2.2.5 以太網接口層
組件 以太網接口(EthIf):
- 職責: 提供以太網硬件抽象接口
- 功能點:
- 以太網幀傳輸
- 硬件抽象
- 驅動程序接口
3. UDP網絡管理狀態機
3.1 狀態機圖
此圖展示了UDP網絡管理模塊的完整狀態機,包括所有狀態和狀態轉換條件。
3.2 狀態詳解
3.2.1 主要狀態
狀態 Bus-Sleep Mode (總線睡眠模式):
- 含義: 網絡處于最低功耗狀態,所有網絡通信都被關閉
- 特征:
- 不發送任何NM消息
- 網絡通信完全停止
- 等待外部喚醒事件
- 最低功耗消耗
- 進入條件:
- 系統初始化后的默認狀態
- 從Prepare Bus-Sleep Mode超時后進入
- 收到立即睡眠請求
- 退出條件:
- 接收到網絡請求
- 接收到其他節點的NM消息
- 外部喚醒事件
狀態 Prepare Bus-Sleep Mode (準備總線睡眠模式):
- 含義: 過渡狀態,準備進入總線睡眠模式
- 特征:
- 停止發送NM消息
- 繼續監聽網絡上的消息
- 等待其他節點準備就緒
- 進入條件:
- 從Ready Sleep State超時且無網絡活動
- 網絡被釋放且滿足睡眠條件
- 退出條件:
- 接收到其他節點的NM消息
- 收到新的網絡請求
- 等待總線睡眠時間超時
狀態 Network Mode (網絡模式):
- 含義: 網絡活躍狀態,包含三個子狀態
- 特征:
- 網絡通信活躍
- 根據子狀態發送NM消息
- 處理網絡請求和釋放
- 子狀態:
- Repeat Message State:重復消息狀態
- Normal Operation State:正常操作狀態
- Ready Sleep State:準備睡眠狀態
3.2.2 Network Mode子狀態
狀態 Repeat Message State (重復消息狀態):
- 含義: 確保狀態變化對其他節點可見的狀態
- 特征:
- 重復發送NM消息
- 持續時間由
UdpNmRepeatMessageTime
配置 - 確保網絡狀態變化的可見性
- 進入條件:
- 從Bus-Sleep Mode或Prepare Bus-Sleep Mode進入Network Mode
- 收到重復消息請求
- 退出條件:
- 重復消息時間超時
狀態 Normal Operation State (正常操作狀態):
- 含義: 正常的網絡通信狀態
- 特征:
- 周期性發送NM消息
- 處理應用數據傳輸
- 監控網絡活動
- 進入條件:
- 從Repeat Message State退出且網絡被請求
- 從Ready Sleep State收到網絡請求
- 退出條件:
- 網絡被釋放(進入Ready Sleep State)
- 收到重復消息請求(進入Repeat Message State)
狀態 Ready Sleep State (準備睡眠狀態):
- 含義: 準備進入睡眠但仍監聽網絡活動的狀態
- 特征:
- 停止發送NM消息
- 繼續監聽網絡消息
- 等待網絡完全安靜
- 進入條件:
- 從Normal Operation State或Repeat Message State且網絡被釋放
- 退出條件:
- 收到網絡請求(返回Normal Operation State)
- 收到重復消息請求(進入Repeat Message State)
- 超時且無網絡活動(進入Prepare Bus-Sleep Mode)
/* 狀態機處理實現示例 */
void UdpNm_MainFunction_0(void)
{uint8 channel = 0;Nm_StateType currentState;/* 獲取當前狀態 */currentState = UdpNm_Internal_GetState(channel);switch (currentState) {case NM_STATE_BUS_SLEEP:/* Bus-Sleep Mode處理 */if (UdpNm_Internal_IsNetworkRequested(channel)) {/* 網絡被請求,進入Repeat Message State */UdpNm_Internal_SetState(channel, NM_STATE_REPEAT_MESSAGE);UdpNm_Internal_StartRepeatMessageTimer(channel);UdpNm_Internal_StartNetworkTimeoutTimer(channel);/* 通知上層網絡模式變化 */Nm_NetworkMode(channel);}break;case NM_STATE_REPEAT_MESSAGE:/* Repeat Message State處理 */UdpNm_Internal_HandleRepeatMessageState(channel);break;case NM_STATE_NORMAL_OPERATION:/* Normal Operation State處理 */UdpNm_Internal_HandleNormalOperationState(channel);break;case NM_STATE_READY_SLEEP:/* Ready Sleep State處理 */UdpNm_Internal_HandleReadySleepState(channel);break;case NM_STATE_PREPARE_BUS_SLEEP:/* Prepare Bus-Sleep Mode處理 */UdpNm_Internal_HandlePrepareBusSleepMode(channel);break;default:/* 錯誤狀態處理 */UdpNm_Internal_SetState(channel, NM_STATE_BUS_SLEEP);break;}/* 處理定時器 */UdpNm_Internal_ProcessTimers(channel);/* 處理消息傳輸 */UdpNm_Internal_ProcessMessageTransmission(channel);
}
4. UDP網絡管理操作序列
4.1 序列圖
此圖展示了UDP網絡管理模塊的主要操作序列,包括網絡請求、消息處理和網絡釋放的完整流程。
4.2 操作流程詳解
4.2.1 網絡請求和啟動流程
操作組 網絡請求和啟動:
- 場景: 應用層請求網絡通信,系統從睡眠狀態喚醒
- 觸發條件: 應用層調用
ComM_RequestComMode
或接收到外部喚醒信號
函數 Nm_NetworkRequest:
- 描述: 通用網絡管理接口的網絡請求函數,用于請求網絡通信服務
- 參數:
- NetworkHandle [輸入]: 網絡句柄,標識特定的網絡通道,類型: NetworkHandleType,取值范圍: 0-255
- 返回值:
- E_OK: 網絡請求成功接受
- E_NOT_OK: 網絡請求失敗或參數無效
- 相關函數:
- 上層: ComM_RequestComMode(通信管理器調用)
- 下層: UdpNm_NetworkRequest(具體實現)
- 并列: Nm_NetworkRelease(網絡釋放功能)
函數 UdpNm_NetworkRequest:
- 描述: UDP網絡管理模塊的網絡請求實現,處理具體的狀態轉換和消息傳輸啟動
- 參數:
- NetworkHandle [輸入]: 網絡句柄,標識UDP網絡管理通道,類型: NetworkHandleType,取值范圍: 配置的通道范圍
- 返回值:
- E_OK: 網絡請求處理成功
- E_NOT_OK: 網絡請求處理失敗
- 相關函數:
- 上層: Nm_NetworkRequest(網絡管理接口調用)
- 下層: SoAd_IfTransmit(套接字傳輸)
- 并列: UdpNm_NetworkRelease(網絡釋放功能)
/* 網絡請求序列實現示例 */
Std_ReturnType UdpNm_NetworkRequest(NetworkHandleType nmNetworkHandle)
{uint8 channel;Nm_StateType currentState;/* 獲取通道索引 */channel = UdpNm_Internal_GetChannelIndex(nmNetworkHandle);if (channel >= UDPNM_NUMBER_OF_CHANNELS) {Det_ReportError(UDPNM_MODULE_ID, UDPNM_INSTANCE_ID, UDPNM_SID_NETWORK_REQUEST, UDPNM_E_INVALID_CHANNEL);return E_NOT_OK;}/* 獲取當前狀態 */currentState = UdpNm_Internal_GetState(channel);/* 處理狀態轉換 */if ((currentState == NM_STATE_BUS_SLEEP) || (currentState == NM_STATE_PREPARE_BUS_SLEEP)) {/* 進入Repeat Message State */UdpNm_Internal_SetState(channel, NM_STATE_REPEAT_MESSAGE);/* 啟動定時器 */UdpNm_Internal_StartTimer(channel, UDPNM_TIMER_REPEAT_MESSAGE);UdpNm_Internal_StartTimer(channel, UDPNM_TIMER_TIMEOUT);/* 開始發送NM消息 */UdpNm_Internal_StartMessageTransmission(channel);/* 通知上層進入網絡模式 */Nm_NetworkMode(nmNetworkHandle);}return E_OK;
}
4.2.2 NM消息接收處理
函數 UdpNm_SoAdIfRxIndication:
- 描述: 處理從套接字適配器接收到的NM消息,解析消息內容并更新網絡狀態
- 參數:
- RxPduId [輸入]: 接收PDU標識符,類型: PduIdType,取值范圍: 配置的PDU ID范圍
- PduInfo [輸入]: PDU信息結構,包含數據指針和長度,類型: PduInfoType
- 返回值:
- 無返回值(void函數)
- 相關函數:
- 上層: SoAd_RxIndication(套接字適配器調用)
- 下層: Nm_PduRxIndication(通知網絡管理接口)
- 并列: UdpNm_TriggerTransmit(消息發送功能)
/* NM消息接收處理示例 */
void UdpNm_SoAdIfRxIndication(PduIdType RxPduId, const PduInfoType* PduInfoPtr)
{uint8 channel;uint8 sourceNodeId;uint8 controlBitVector;/* 驗證參數 */if (PduInfoPtr == NULL || PduInfoPtr->SduDataPtr == NULL) {Det_ReportError(UDPNM_MODULE_ID, UDPNM_INSTANCE_ID, UDPNM_SID_RX_INDICATION, UDPNM_E_PARAM_POINTER);return;}/* 獲取通道索引 */channel = UdpNm_Internal_GetChannelFromRxPduId(RxPduId);if (channel >= UDPNM_NUMBER_OF_CHANNELS) {return;}/* 解析NM消息 */sourceNodeId = PduInfoPtr->SduDataPtr[UDPNM_SOURCE_NODE_ID_OFFSET];controlBitVector = PduInfoPtr->SduDataPtr[UDPNM_CONTROL_BIT_VECTOR_OFFSET];/* 重置網絡超時定時器 */UdpNm_Internal_RestartTimer(channel, UDPNM_TIMER_TIMEOUT);/* 檢查重復消息請求位 */if ((controlBitVector & UDPNM_REPEAT_MESSAGE_BIT) != 0) {/* 處理重復消息請求 */UdpNm_Internal_HandleRepeatMessageRequest(channel);/* 通知上層 */Nm_RepeatMessageIndication(UdpNm_Internal_GetNetworkHandle(channel));}/* 更新節點檢測信息 */if (UdpNm_Internal_IsNodeDetectionEnabled(channel)) {UdpNm_Internal_UpdateNodeStatus(channel, sourceNodeId);}/* 通知上層PDU接收 */Nm_PduRxIndication(UdpNm_Internal_GetNetworkHandle(channel));
}
4.2.3 網絡釋放和睡眠流程
操作組 網絡釋放和睡眠:
- 場景: 應用層不再需要網絡通信,系統準備進入睡眠狀態
- 觸發條件: 應用層調用網絡釋放接口或超時無網絡活動
函數 UdpNm_NetworkRelease:
- 描述: 釋放網絡通信請求,開始進入睡眠準備流程
- 參數:
- NetworkHandle [輸入]: 網絡句柄,標識要釋放的網絡通道,類型: NetworkHandleType
- 返回值:
- E_OK: 網絡釋放請求成功處理
- E_NOT_OK: 網絡釋放請求處理失敗
- 相關函數:
- 上層: Nm_NetworkRelease(網絡管理接口調用)
- 下層: Nm_PrepareBusSleepMode, Nm_BusSleepMode(狀態通知)
- 并列: UdpNm_NetworkRequest(網絡請求功能)
/* 網絡釋放和睡眠流程示例 */
Std_ReturnType UdpNm_NetworkRelease(NetworkHandleType nmNetworkHandle)
{uint8 channel;Nm_StateType currentState;/* 獲取通道索引 */channel = UdpNm_Internal_GetChannelIndex(nmNetworkHandle);if (channel >= UDPNM_NUMBER_OF_CHANNELS) {return E_NOT_OK;}/* 獲取當前狀態 */currentState = UdpNm_Internal_GetState(channel);/* 根據當前狀態處理網絡釋放 */switch (currentState) {case NM_STATE_REPEAT_MESSAGE:case NM_STATE_NORMAL_OPERATION:/* 進入Ready Sleep State */UdpNm_Internal_SetState(channel, NM_STATE_READY_SLEEP);/* 停止發送NM消息 */UdpNm_Internal_StopMessageTransmission(channel);break;case NM_STATE_READY_SLEEP:/* 已經在準備睡眠狀態 */break;case NM_STATE_BUS_SLEEP:case NM_STATE_PREPARE_BUS_SLEEP:/* 已經在睡眠相關狀態 */break;default:return E_NOT_OK;}return E_OK;
}/* 睡眠狀態處理函數 */
void UdpNm_Internal_HandleReadySleepState(uint8 channel)
{/* 檢查網絡超時定時器 */if (UdpNm_Internal_IsTimerExpired(channel, UDPNM_TIMER_TIMEOUT)) {/* 進入Prepare Bus-Sleep Mode */UdpNm_Internal_SetState(channel, NM_STATE_PREPARE_BUS_SLEEP);/* 啟動等待總線睡眠定時器 */UdpNm_Internal_StartTimer(channel, UDPNM_TIMER_WAIT_BUS_SLEEP);/* 通知上層準備總線睡眠 */Nm_PrepareBusSleepMode(UdpNm_Internal_GetNetworkHandle(channel));}
}void UdpNm_Internal_HandlePrepareBusSleepMode(uint8 channel)
{/* 檢查等待總線睡眠定時器 */if (UdpNm_Internal_IsTimerExpired(channel, UDPNM_TIMER_WAIT_BUS_SLEEP)) {/* 進入Bus-Sleep Mode */UdpNm_Internal_SetState(channel, NM_STATE_BUS_SLEEP);/* 停止所有定時器 */UdpNm_Internal_StopAllTimers(channel);/* 通知上層總線睡眠 */Nm_BusSleepMode(UdpNm_Internal_GetNetworkHandle(channel));}
}
5. UDP網絡管理配置模型
5.1 配置類圖
此圖展示了UDP網絡管理模塊的完整配置結構,包括全局配置、通道配置和PDU配置。
5.2 配置參數詳解
5.2.1 主配置類
類 UdpNm_ConfigType:
- 功能: UDP網絡管理模塊的根配置結構,包含所有配置信息
- 關鍵屬性:
- channelConfig[]:
- 描述: 通道配置數組,每個元素對應一個網絡通道的配置
- 類型: UdpNm_ChannelConfigType[]
- 取值范圍: 1到支持的最大通道數
- 默認值: 無默認值,必須在配置時指定
- 約束: 數組大小必須與實際配置的通道數匹配
- 來源: 由系統配置工具基于網絡拓撲設置
- globalConfig:
- 描述: 全局配置參數,影響整個UDP網絡管理模塊的行為
- 類型: UdpNm_GlobalConfigType
- 取值范圍: 結構體類型,無直接取值范圍
- 默認值: 結構體成員有各自的默認值
- 約束: 必須與系統其他模塊的配置兼容
- 來源: 由系統配置工具基于系統需求設置
- channelConfig[]:
/* UDP網絡管理配置結構定義 */
typedef struct {const UdpNm_ChannelConfigType* channelConfig; /* 通道配置數組 */uint8 numberOfChannels; /* 配置的通道數量 */const UdpNm_GlobalConfigType* globalConfig; /* 全局配置 */
} UdpNm_ConfigType;/* 配置初始化示例 */
const UdpNm_ConfigType UdpNm_Config = {.channelConfig = UdpNm_ChannelConfigs,.numberOfChannels = UDPNM_NUMBER_OF_CHANNELS,.globalConfig = &UdpNm_GlobalConfig
};
5.2.2 通道配置類
類 UdpNm_ChannelConfigType:
- 功能: 單個UDP網絡管理通道的配置參數,定義通道的行為特性
- 關鍵屬性:
- timeoutTime:
- 描述: NM超時時間,用于檢測網絡活動的超時閾值
- 類型: float32
- 取值范圍: 0.001秒 到 INF秒
- 默認值: 無默認值,必須在配置時指定
- 約束: 必須大于消息周期時間,建議為消息周期的3-5倍
- 來源: 由系統配置工具基于網絡性能要求設置
- repeatMessageTime:
- 描述: 重復消息狀態的持續時間,確保狀態變化的可見性
- 類型: float32
- 取值范圍: 0.001秒 到 INF秒
- 默認值: 無默認值,必須在配置時指定
- 約束: 應足夠長以確保所有節點都能檢測到狀態變化
- 來源: 由系統配置工具基于網絡響應要求設置
- nodeDetectionEnabled:
- 描述: 節點檢測功能使能標志,控制是否啟用節點檢測
- 類型: boolean
- 取值范圍: TRUE或FALSE
- 默認值: FALSE
- 約束: 啟用時會增加網絡負載和處理復雜度
- 來源: 由系統配置工具基于功能需求設置
- timeoutTime:
/* 通道配置結構定義 */
typedef struct {NetworkHandleType networkHandle; /* 網絡句柄 */uint8 nodeId; /* 節點標識符 */float32 timeoutTime; /* 超時時間 (秒) */float32 repeatMessageTime; /* 重復消息時間 (秒) */float32 waitBusSleepTime; /* 等待總線睡眠時間 (秒) */float32 msgCycleTime; /* 消息周期時間 (秒) */boolean nodeDetectionEnabled; /* 節點檢測使能 */boolean passiveModeEnabled; /* 被動模式使能 */boolean immediateRestartEnabled; /* 立即重啟使能 */PduIdType txPduId; /* 發送PDU ID */PduIdType rxPduId; /* 接收PDU ID */
} UdpNm_ChannelConfigType;/* 通道配置示例 */
const UdpNm_ChannelConfigType UdpNm_ChannelConfig_0 = {.networkHandle = 0,.nodeId = 1,.timeoutTime = 3.0f, /* 3秒超時 */.repeatMessageTime = 2.0f, /* 2秒重復消息時間 */.waitBusSleepTime = 1.0f, /* 1秒等待睡眠時間 */.msgCycleTime = 1.0f, /* 1秒消息周期 */.nodeDetectionEnabled = TRUE,.passiveModeEnabled = FALSE,.immediateRestartEnabled = TRUE,.txPduId = UDPNM_TX_PDU_ID_0,.rxPduId = UDPNM_RX_PDU_ID_0
};
5.2.3 全局配置類
類 UdpNm_GlobalConfigType:
- 功能: UDP網絡管理模塊的全局配置參數,影響整個模塊的行為
- 關鍵屬性:
- devErrorDetect:
- 描述: 開發錯誤檢測使能標志,控制是否啟用開發時錯誤檢測
- 類型: boolean
- 取值范圍: TRUE或FALSE
- 默認值: FALSE(發布版本),TRUE(開發版本)
- 約束: 開啟會增加代碼大小和運行時開銷
- 來源: 由構建配置決定,開發階段通常啟用
- versionInfoApi:
- 描述: 版本信息API使能標志,控制是否提供版本查詢接口
- 類型: boolean
- 取值范圍: TRUE或FALSE
- 默認值: FALSE
- 約束: 啟用時需要額外的代碼空間存儲版本信息
- 來源: 由系統配置工具基于調試需求設置
- devErrorDetect:
/* 全局配置結構定義 */
typedef struct {boolean devErrorDetect; /* 開發錯誤檢測使能 */boolean versionInfoApi; /* 版本信息API使能 */boolean comControlEnabled; /* 通信控制使能 */boolean coordinatorSyncSupport; /* 協調器同步支持 */float32 mainFunctionPeriod; /* 主函數調用周期 (秒) */
} UdpNm_GlobalConfigType;/* 全局配置示例 */
const UdpNm_GlobalConfigType UdpNm_GlobalConfig = {.devErrorDetect = STD_ON, /* 開發階段啟用錯誤檢測 */.versionInfoApi = STD_ON, /* 啟用版本信息API */.comControlEnabled = STD_ON, /* 啟用通信控制 */.coordinatorSyncSupport = STD_OFF, /* 不支持協調器同步 */.mainFunctionPeriod = 0.01f /* 10ms主函數周期 */
};
5.2.4 PDU配置類
類 UdpNm_PduConfigType:
- 功能: UDP網絡管理PDU的配置參數,定義消息傳輸的具體參數
- 關鍵屬性:
- txPduId:
- 描述: 發送PDU的標識符,用于向套接字適配器發送NM消息
- 類型: PduIdType
- 取值范圍: 0到系統支持的最大PDU ID
- 默認值: 無默認值,必須在配置時指定
- 約束: 必須與套接字適配器的配置匹配
- 來源: 由系統配置工具基于通信矩陣設置
- pduLength:
- 描述: PDU的長度(字節),定義NM消息的大小
- 類型: PduLengthType
- 取值范圍: 8到64字節(典型值為8字節)
- 默認值: 8字節
- 約束: 必須足夠容納控制位向量和源節點ID
- 來源: 由系統配置工具基于消息格式要求設置
- txPduId:
/* PDU配置結構定義 */
typedef struct {PduIdType txPduId; /* 發送PDU標識符 */PduIdType rxPduId; /* 接收PDU標識符 */PduLengthType pduLength; /* PDU長度 */PduIdType txConfirmationPduId; /* 發送確認PDU標識符 */
} UdpNm_PduConfigType;/* PDU配置示例 */
const UdpNm_PduConfigType UdpNm_PduConfig_0 = {.txPduId = 10, /* 發送PDU ID */.rxPduId = 11, /* 接收PDU ID */.pduLength = 8, /* 8字節PDU長度 */.txConfirmationPduId = 12 /* 發送確認PDU ID */
};/* NM消息處理示例 */
Std_ReturnType UdpNm_Internal_TransmitMessage(uint8 channel)
{PduInfoType pduInfo;uint8 nmMessage[UDPNM_PDU_LENGTH];Std_ReturnType result;/* 構建NM消息 */nmMessage[UDPNM_SOURCE_NODE_ID_OFFSET] = UdpNm_Internal_GetNodeId(channel);nmMessage[UDPNM_CONTROL_BIT_VECTOR_OFFSET] = UdpNm_Internal_GetControlBitVector(channel);/* 填充用戶數據區域 */UdpNm_Internal_FillUserData(channel, &nmMessage[UDPNM_USER_DATA_OFFSET]);/* 設置PDU信息 */pduInfo.SduDataPtr = nmMessage;pduInfo.SduLength = UDPNM_PDU_LENGTH;/* 發送消息 */result = SoAd_IfTransmit(UdpNm_Internal_GetTxPduId(channel), &pduInfo);return result;
}
6. 總結
AUTOSAR UDP網絡管理模塊為基于TCP/IP的車載網絡系統提供了完整的網絡狀態管理解決方案。通過本文檔的分析,我們可以看到:
6.1 主要優勢
- 標準化接口: 提供符合AUTOSAR標準的統一網絡管理接口
- 靈活的狀態管理: 支持多種網絡狀態和智能狀態轉換
- 低功耗支持: 通過智能的睡眠/喚醒機制降低系統功耗
- 可配置性: 豐富的配置參數支持不同的應用場景
- 錯誤處理: 完善的錯誤檢測和處理機制
6.2 應用場景
- 車載以太網系統: 適用于基于以太網的車載通信網絡
- 域控制器: 適用于需要網絡管理的域控制器系統
- 網關應用: 適用于連接多個網絡的網關設備
- 診斷系統: 支持基于網絡的診斷和維護功能
6.3 實施建議
- 配置優化: 根據實際網絡拓撲和性能要求優化定時器參數
- 測試驗證: 充分測試各種網絡狀態轉換場景
- 功耗優化: 合理配置睡眠參數以平衡響應性和功耗
- 錯誤處理: 實現完善的錯誤檢測和恢復機制
通過合理的配置和實現,AUTOSAR UDP網絡管理模塊能夠為現代車載網絡系統提供可靠、高效的網絡狀態管理服務。