什么是Signal Group，為什么要用Signal Group？

前言

最近在研究AUTOSAR通信協(xié)議棧的時候發(fā)現對Com模塊的Signal Group很是疑惑，產生了以下幾個問題：

（1）什么是Signal Group，為什么要用Signal Group？

（2）什么是Shadow buffer，Shadow buffer機制為什么能保證數據的一致性？

（3）一個信號又屬于一個信號組，那么可以為這個信號和所在的信號組都配置Notificaition嗎？

（4）信號組包括的信號可以跨不同IPDU嗎？

（5）RTE在獲取一個Signal時，如果這個Signal屬于一個Signal Group，那么Signal的值沖Signal的buffer獲取還是Shadow buffer獲??？

本文先梳理一遍Com Signal報文的手法過程過程，然后回答這些問題。

AUTOSAR 通信服務-Com模塊概念詳解

正文

1.Signal Group概念介紹

為了支持復雜數據類型的AUTOSAR概念，AUTOSAR COM提供了信號組的解決方案。AUTOSAR COM模塊一致地發(fā)送和接收信號組，為復雜數據類型提供必要的一致性。信號組支持靜態(tài)配置。對于每個信號組，可以配置一個符號名。

AUTOSAR COM模塊通過shadowbuffer緩沖區(qū)機制實現信號組的一致性，即RTE訪問shadowbuffer緩沖區(qū)中的組信號。如果shadow緩沖區(qū)需要與I-PDU同步，RTE可以使用Com_SendSignalGroup或Com_ReceiveSignalGroup顯式觸發(fā)。同步是以原子方式執(zhí)行的。

一個信號組一致性的替代方法是啟用信號組數組APICom_SendSignalGroupArray和com_receivesignalgrouparray

1.1 Initialization

通過調用Com_Init, AUTOSAR COM模塊將初始化發(fā)送端信號組的shadow緩沖區(qū)，一個結構良好的SWC在調用Com_ReceiveSignalGroup之前嘗試讀取組信號。

1.2 Transmission

如果Com_SendSignal或com_invalidatsignal被調用的信號屬于一個信號組，那么AUTOSAR COM將只更新這個信號組的shadow緩沖區(qū)。除非I-PDU內容發(fā)生了變化，否則不需要像TMS評估那樣進行進一步的I-PDU處理。

如果為信號組調用Com_SendSignalGroup, AUTOSAR COM模塊將自動復制shadow緩沖區(qū)內容到I-PDU buffer。

Example with two group signals signal_a and signal_b, which belong to group_x:

/* copy a to shadow buffer */

Com_SendSignal (signal_a, &a);

/* copy b to shadow buffer */

Com_SendSignal (signal_b, &b);

/* copy shadow buffer to I-PDU */

Com_SendSignalGroup (group_x)

1.3 Reception

當信號組數據被Com_ReceiveSignalGroup復制到shadow buffer后，可以通過調用com_receivessignal函數從shadow緩沖區(qū)接收組信號。

如果為一個信號組調用Com_ReceiveSignalGroup, AUTOSAR COM模塊將自動將數據從I-PDU緩沖區(qū)復制到shadow緩沖區(qū)。

Example with two group signals signal_a and signal_b, which belong to group_x:

/* copy I-PDU to shadow buffer */

Com_ReceiveSignalGroup (group_x);

/* copy a from shadow buffer */

Com_ReceiveSignal (signal_a, &a);

/* copy b from shadow buffer */

Com_ReceiveSignal (signal_b, &b)

1.4 Notifications

下表顯示，所有的通知功能僅可為信號組配置，而不是為單個組的信號配置。

2.Signal Group的接收過程

1)如果是Defered IPDU，那么Com_RxIndication只完成IPDU數據拷貝到IPUD的buffer中去，下一個mainfunction中中再去解析IPDU中的Signal。

2)如果是Immediate IPDU，那么Com_RxIndication中完成IPDU數據拷貝到IPUD的buffer中去后還完成Signal和Signal Group數據的解析和拷貝到Buffer當中去，1和2中buffer是一個地方。

Rte_COMCbk_ISigGrp_Receive_Test_Signal_Group(void)
{
Array_uint8_8data;

   (void)Com_ReceiveSignalGroup(((VAR(Com_SignalGroupIdType, AUTOMATIC))0));


(void)Com_ReceiveShadowSignal(((VAR(Com_SignalIdType,AUTOMATIC))0),&data[0]);


(void)Com_ReceiveShadowSignal(((VAR(Com_SignalIdType,AUTOMATIC))1),&data[1]);


(void)Com_ReceiveShadowSignal(((VAR(Com_SignalIdType,AUTOMATIC))2),&data[2]);


(void)Com_ReceiveShadowSignal(((VAR(Com_SignalIdType,AUTOMATIC))3),&data[3]);


(void)Com_ReceiveShadowSignal(((VAR(Com_SignalIdType,AUTOMATIC))4),&data[4]);


(void)Com_ReceiveShadowSignal(((VAR(Com_SignalIdType,AUTOMATIC))5),&data[5]);


(void)Com_ReceiveShadowSignal(((VAR(Com_SignalIdType,AUTOMATIC))6),&data[6]);


(void)Com_ReceiveShadowSignal(((VAR(Com_SignalIdType,AUTOMATIC))7),&data[7]);


(void)Rte_Rx_000001(&data);
}

3）如果配置了一個Signal Group的Notification且所在的IPDU是Immediate IPDU，那么在Com_RxIndication中就會調用Notification，且這個Notification的名字為Rte_COMCbk_。

4）Notification中會調用Com_ReceiveSignalGroup完成Signal Group數據從shadow buffer拷貝到Signal Group buffer中去，然后調用Com_ReceiveShadowSignal將Signal Group數據拷貝到外部buffer中去。

3. Signal Group的發(fā)送過程

Rte_ImplWrite_Transmit_Test_Signal_Group(P2CONST(uint8, AUTOMATIC, RTE_APPL_DATA) data) /* 1 */
{
   VAR(Std_ReturnType, AUTOMATIC) rtn = RTE_E_OK;


   Rte_memcpy(Rte_Ms_000001, data, sizeof(Array_uint8_8));


   Com_UpdateShadowSignal(((VAR(Com_SignalIdType, AUTOMATIC))0), &data[0]);


   Com_UpdateShadowSignal(((VAR(Com_SignalIdType, AUTOMATIC))1), &data[1]);


   Com_UpdateShadowSignal(((VAR(Com_SignalIdType, AUTOMATIC))2), &data[2]);


   Com_UpdateShadowSignal(((VAR(Com_SignalIdType, AUTOMATIC))3), &data[3]);


   Com_UpdateShadowSignal(((VAR(Com_SignalIdType, AUTOMATIC))4), &data[4]);


   Com_UpdateShadowSignal(((VAR(Com_SignalIdType, AUTOMATIC))5), &data[5]);


   Com_UpdateShadowSignal(((VAR(Com_SignalIdType, AUTOMATIC))6), &data[6]);


   Com_UpdateShadowSignal(((VAR(Com_SignalIdType, AUTOMATIC))7), &data[7]);


   if ( ((VAR(StatusType, AUTOMATIC))E_OK) != Com_SendSignalGroup(((VAR(Com_SignalGroupIdType, AUTOMATIC))1)) )
   {
      rtn = ((VAR(Std_ReturnType, AUTOMATIC))RTE_E_COM_STOPPED);
   }


   /* Send complete */
   return rtn;
}

信號組是可以直接和SWC進行Pport-Rport連接的，也就是說SWC可以通過RTE讀取或者發(fā)送Signal Group數據。在通過RTE發(fā)送Signal Group數據的時候，首先通過通過Com_UpdateShadowSignal函數將要發(fā)送的數據拷貝到Signal Group的shadow buffer中去，然后調用Com_SendSignalGroup將shadow buffer中的數據以原子操作的方式拷貝到IPDU的Buffer中去，并且觸發(fā)IPDU的數據發(fā)送（調用PduR_Transmit）。

4.問題回答

問題1：什么是Signal Group，為什么要用Signal Group？

答：為了支持復雜數據類型的AUTOSAR概念，AUTOSAR COM提供了信號組的解決方案。AUTOSAR COM模塊一致地發(fā)送和接收信號組，為復雜數據類型提供必要的一致性。通俗的來講，Signal Group就是一個IPDU里面的幾個Signal的集合，這幾個Signal的操作需要保持一致性（也就是如果外部發(fā)送方有對這幾個數據中一個或多個數據有改動，那么接收方也需要同時更新，比如車道線的一階參數、二階參數、三階參數、常數項是4個不同的Signal，這4個Signal就需要保持一致性，不然到最后儀表上畫出來的車道線就會偶發(fā)的和實際不一樣）。

問題2：什么是Shadow buffer，Shadow buffer機制為什么能保證數據的一致性？

答：本來COM模塊為每個Rx Signal和Rx Signal都設有一個Signal Buffer的，Signal數據的收發(fā)都通過這個Signal來實現。如果Signal Group，COM模塊為每個Signal Group又額外設置了一片Signal Group Buffer，這片Buffer就是所謂的Shadow buffer。在發(fā)送Signal Group的時候，將Signal Group拷貝到IPDU Buffer的時候是原子操作（也就是拷貝前關閉全局中斷，拷貝后打開全局中斷，保證拷貝過程不被中斷干擾）保證了Signal Group數據的一致性。

問題3：一個信號又屬于一個信號組，那么可以為這個信號和所在的信號組都配置Notificaition嗎？

答：AUTOSAR規(guī)范規(guī)定，一個Signal配置為一個Signal Group的Group Signal后只能有Signal Group的Notification。

問題4：信號組包括的信號可以跨不同IPDU嗎？

答：這個問題在AUTOSAR規(guī)范當中沒有找到。通過閱讀源碼發(fā)現Signal Group中的Signal應該都是同一幀IPDU中的Signal（這個有待進一步確認）。

問題5：RTE在獲取一個Signal時，如果這個Signal屬于一個Signal Group，那么Signal的值從Signal的buffer獲取還是Shadow buffer獲?。?/strong>