AUTOSAR架构之通信服务（干货）

AUTOSAR联盟在召开架构讨论会上，工程师讲解了AUTOSAR的基本框架(另见《AUTOSAR架构的故事（干货）》)，同时提出Communication部分另外讨论。这次这位工程师准备了丰富的资料将通信服务详细讲解了一番。

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Communication Services – General

Communication Service通信服务是一组用于车辆网络通信（CAN，LIN，FlexRay和以太网）的模块。它们通过通信硬件抽象与通信驱动程序接口。

任务：

为车辆网络提供统一的接口以进行通信。

提供统一的网络管理服务提供统一的车辆网络接口以进行诊断通信

在应用程序中隐藏协议和消息属性。

特性：

• 实现了µC和ECU硬件独立，部分取决于总线类型
• 上层接口与µC，ECU硬件和总线类型无关。
• 通信服务将在以下页面中详细介绍每个相关的车辆网络系统。

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Communication Stack – CAN

CAN通信服务是一组模块，用于与通信系统CAN进行车辆网络通信。

它提供与CAN网络的统一接口。在应用程序中隐藏协议和消息属性。

CAN通信栈支持，经典CAN通讯（CAN 2.0）和CAN FD通信（如果硬件支持）

特性：

• 实现了µC和ECU硬件独立，部分取决于CAN。
• AUTOSAR COM，通用NM（网络管理）接口和诊断通信管理器对于所有车辆网络系统都是相同的，每个ECU作为一个实例存在。
• 通用NM接口仅包含一个调度程序， 不包括其他功能。对于网关ECU，它还可以包括NM协调器功能，该功能允许同步多个（相同或不同类型的）不同网络以同步唤醒或关闭它们。
• CAN NM专用于CAN网络，并将在每个CAN车辆网络系统中实例化。
• 特定于通信系统的Can State Manager可以处理依赖于通信系统的启动和关闭功能。此外，它还控制COM的不同选项，以发送PDU并监视信号超时。

Communication Stack Extension – TTCAN

特性：

• TTCAN是CAN的绝对超集，即支持TTCAN的CAN栈可以同时服务于CAN和TTCAN总线。

• CanIf和CanDrv是仅有的需要扩展才能为TTCAN通信提供服务的模块。

• 对于具有TTCAN功能的CAN，Communication Stack CAN的属性也适用。

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Communication Stack Extension – J1939

J1939通信服务扩展了普通的CAN通信栈，用于重型车辆中的车辆网络通信。

它提供J1939所需的协议服务。在不需要的地方从应用程序隐藏协议和消息属性。

注意，CAN栈中有两个传输协议模块（CanTp和J1939Tp），可以在不同的通道上交替使用或并行使用

它们的用法如下：

CanTp：ISO诊断（DCM），标准CAN总线上的大型PDU传输

J1939Tp：J1939诊断，J1939驱动的CAN总线上的大型PDU传输

特性：

• 实现了基于CAN，独立于µC和ECU硬件。
• AUTOSAR COM，通用NM（网络管理）接口和诊断通信管理器对于所有车辆网络系统都是相同的，每个ECU作为一个实例存在。
• 支持在配置时未知的动态帧标识符。
• J1939网络管理可为每个ECU分配唯一的地址，但不支持睡眠/唤醒处理以及诸如部分联网之类的相关概念。
• 提供J1939诊断和请求处理。

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Communication Stack – LIN

LIN通信服务是用于与通信系统LIN进行车辆网络通信的一组模块。

它提供到LIN网络的统一接口。在应用程序中隐藏协议和消息属性。

LIN通信服务包含：

• 符合ISO 17987的通信栈
• 计划表管理器，用于处理切换到其他计划表的请求（对于LIN主节点）
• 不同LIN框架类型的通讯处理
• 传输协议，用于诊断
• 唤醒和睡眠界面
• 基本的LIN驱动程序：
• 实施LIN协议并访问特定的硬件
• 同时支持简单的UART和基于复杂帧的LIN硬件

注意将LIN集成到AUTOSAR中的情况：

• LIN接口控制WakeUp / Sleep API，并允许Slave端使总线保持唤醒状态（分散式方法）。
• 特定于通信系统的LIN状态管理器处理与通信相关的启动和关闭功能。此外，它控制来自Communication Manager的通信模式请求。LIN状态管理器还通过连接COM来控制I-PDU组。
• 发送LIN帧时，LIN接口在需要数据的时间点（即在发送LIN帧之前）向PDU路由器请求帧（I-PDU）的数据。

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Communication Stack – FlexRay

FlexRay通信服务是一组模块，用于与通信系统FlexRay进行车辆网络通信。

它提供与FlexRay网络的统一接口。在应用程序中隐藏协议和消息属性。

注意：

• FlexRay栈中有两个传输协议模块，可以交替使用
• FrTp：FlexRay ISO传输层
• FrArTp：FlexRay AUTOSAR传输层，提供与AUTOSAR R3.x的总线兼容性

特性：

• 实施µC和ECU硬件独立，部分取决于FlexRay。
• AUTOSAR COM，通用NM接口和诊断通信管理器对于所有车辆网络系统都是相同的，每个ECU作为一个实例存在。
• 通用NM接口仅包含一个调度程序。不包括其他功能。对于网关ECU，将其替换为NM协调器，该协调器还提供了同步多个不同网络（相同或不同类型）以同步唤醒或关闭它们的功能。
• FlexRay NM专门用于FlexRay网络，并在FlexRay车载网络系统中实例化。
• 特定于通信系统的FlexRay状态管理器处理与通信系统有关的启动和关闭功能。此外，它还控制COM的不同选项，以发送PDU并监视信号超时。

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Communication Stack – TCP/IP

TCP/IP通信服务是一组模块，用于与通信系统TCP/IP进行车辆网络通信。

它提供一个到TCP/IP网络的统一接口。在应用程序中隐藏协议和消息属性。

特性：

• TcpIp模块实现TCP / IP协议家族的主要协议（TCP，UDP，IPv4，IPv6，ARP，ICMP，DHCP）并通过以太网提供基于套接字的动态通信。
• 套接字适配器模块（SoAd）是TcpIp模块的唯一上层模块。

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Communication Stack – General

General Communication Stack属性：

• 信号网关是AUTOSAR COM的一部分，用于路由信号。
• 基于PDU的网关是PDU路由器的一部分。
• IPDU复用提供了添加信息的可能性，以实现I-PDU的复用（内容不同，但总线上的ID相同）。
• 多I-PDU到容器的映射提供了将多个I-PDU组合成一个较大的（容器）I-PDU的可能性，以便在一个（特定于总线的）帧中进行传输。
• 上层接口：µC，ECU硬件和网络类型无关。
• 有关GW体系结构的细化，请参阅“示例通信”

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Off-board Communication Stack – Vehicle-2-X

Off-board Communication Service是用于通过自组织无线网络进行Vehicle-to-X通信的一组模块。

• 实现用于接收和传输标准化V2X消息的功能，为特定于车辆的SW-C建立接口
• 基本传输协议=第4层
• 地理网络=第3层（根据地理区域寻址，相应的以太网帧具有自己的以太类型）
• V2X管理：管理跨层功能（例如动态拥塞控制，安全性，位置和时间）

它提供与无线以太网网络的统一接口。在应用程序中隐藏协议和消息属性。

本文参考AUTOSAR官方架构文档，图片也来源AUTOSAR官方。

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