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本文主要对AutoSAR
CAN通讯过程、PDU、 基于AutoSAR CAN通讯数据流等相关内容的介绍。
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01基于AutoSAR CAN通讯过程简介
随着汽车电子化与自动驾驶的发展，AutoSAR汽车开放式系统架构得到越来越多的重视与应用。继之前对AutoSAR进行简介之后，本文进一步深入对基于AutoSAR的CAN通讯进行介绍。
如下图1所示为常见AutoSAR基础框架，其中红框部分为与通讯相关的部分，包括LIN、CAN、Eth等。
图1 AutoSAR基础框架
CAN总线通讯取消地址编码的方式，采用消息编码的方式，总线上各个节点都能收到总线发出的消息。各个节点根据ID判断是否为自身所需要的消息进行接收。总线到应用层之间的消息传递以及数据转换过程如下：
1、总线上只能传递高低电平的物理信号，CAN收发器（软件上包含CAN Driver，CAN transceiver，Driver
for CAN ASIC）将总线传递过来的差分电平转换为逻辑电平（TTL电平）（发送时相反）生成二进制码流；CAN收发器将二进制码流发送给CAN控制器（软件上包含CAN
Interface）。（数据链路层）
2、CAN控制器将在二进制码流的基础上生成CAN帧（CAN帧最大传输数据为8byte，此处不详细介绍CAN帧结构以及种类），同时进行位填充、添加CRC校验、应答检查等操作（发送时类似）。（网络层）
3、通讯服务在收到下层传递过来的CAN帧消息之后进行解析提取、处理CAN帧中包含的信号，通过路由转发给需要的模块。（交互层）
02 PDU简介
在介绍完基本数据流向之后，介绍一个重要概念：PDU。PDU是AutoSAR通讯过程中一个重要的概念，全称：协议数据单元（protocol
data unit），是数据传输的基本单位。在不同的架构层有不同的PDU分为以下几种：
I-PDU（交互层）
N-PDU（网络层）
L-PDU（数据链路层）
PDU包含PCI和SDU两部分，PCI包含源地址和目标地址信息，SDU是数据信息。如下图2所示为PDU基本组成。
图2 PDU组成
03 基于AutoSAR CAN通讯数据流
接下来结合具体AutoSAR模块进行详细数据流介绍。如图3所示为通讯数据流，其中红色方框中为CAN通讯数据流；图4为不同的架构层对应的协议数据单元以及对应的AutoSAR模块及对应的CAN帧。
图3 通讯数据流
图4
CAN通讯数据流如下：
1、在CAN Driver收取Bus上传来的信号电平之后生成L-PDU，L-PDU传输至CANIf；
2、CANIf生成CAN帧，生成N-PDU。此时CANIf判断CAN帧的传输方式（单针传输/连续帧传输）。当为单帧传输时，N-PDU传输SF（single
frame），如下图5所示：
图5 单帧传输
当无法利用单帧传输时，需要多帧传输。在多帧传送方式中，网络层根据需要，将数据进行拆分成一个首帧（FF：First
Frame）和多个连续帧（CF：Consecutive Frame）。首帧包含了分段数据的总长度信息以及一些数据帧；每个连续帧的第一个字节都包含拆分的顺序编号，后面的七个字节用于存放数据。接收端在接收到连续帧后根据接收数据帧的编号重组服务数据。如下图所示：流控制帧（FC：Flow
Control）向发送端传递接收端的接收及响应能力，即最多能够接收多少连续帧以及响应时间STmin等。
图6 多帧传输
3、N-PDU传输到CAN TP经过如上图过程，生成由单帧或组合帧组成的I-PDU。
4、I-PDU进入PDUR进行分配，根据地址信息（PCI）将进入COM模块的I-PDU传入COM。（PDUR：给PUD提供路由功能，通过地址信息分配到不同的目标地）
5、COM对I-PDU的数据信息SDU进行解析，生成signals，signals通过RTE传输给应用层。
CAN消息发送过程与接收过程相反。
图7 接收与发送过程
以上就是基于AutoSAR架构的CAN通讯简介，相关的诊断刷新功能也是在通讯功能的基础上进行扩展的。 |
