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。
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。
接下来的示例我们均以CAN总线为例
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
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
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
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。
本章节的配置项截图均来自EasySAR网页端的配置工具
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
配置PduR模块的一些通用配置
该项主要是创建一个路由表,其下边可以配置多条路径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。
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
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
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,可以通过配置工具亲自上手配置一番。
参考文档:Specification of PDU Router. AUTOSAR, 4.2.2