EthIf模塊的主要作用是什么？Ethif的常見函數(shù)接口有哪些呢？

正文

正如我們了解的CanIf模塊一樣，作為CAN收發(fā)器，CAN控制器的統(tǒng)一上層ECU抽象，能夠讓我們實現(xiàn)CanIf上層的應(yīng)用模塊與底層硬件解耦，大大增加了軟件的可移植性。

針對車載以太網(wǎng)而言也是同樣的道理，AUTOSAR組織按照同樣的方法論實現(xiàn)了車載以太網(wǎng)協(xié)議棧的軟件架構(gòu)分布，其中EthIf與CanIf作用與地位相當，都是為了實現(xiàn)底層硬件如以太網(wǎng)控制器與以太網(wǎng)收發(fā)器的上層抽象，便于軟硬件解耦，大大提高了軟件的可復用度。

接下來將從AUTOSAR EthIf模塊的層次關(guān)系，主體功能以及常用函數(shù)接口三個方面展開給大家進行講解。

模塊層次關(guān)系

按照AUTOSAR標準文檔規(guī)范，有關(guān)EthIf模塊在整個軟件架構(gòu)的具體位置描述如下圖1所示：

圖1 EthIf與以太網(wǎng)協(xié)議棧關(guān)系

如上圖所示，可以得出如下幾個基本結(jié)論：

一個以太網(wǎng)協(xié)議棧中可以存在多家供應(yīng)商的以太網(wǎng)控制器，同時針對每家供應(yīng)商的控制器進行單獨控制，互不影響；

同一供應(yīng)商的以太網(wǎng)控制器可以存在多個，但使用的以太網(wǎng)控制器驅(qū)動可以僅使用同一套；

上述三家不同供應(yīng)商的以太網(wǎng)驅(qū)動作為標準AUTOSAR MCAL的一部分，能夠完全實現(xiàn)與底層硬件的解耦；

以太網(wǎng)控制器關(guān)系

針對多家供應(yīng)商以太網(wǎng)控制器并存的情況，AUTOSAR EthIf模塊基于該種情況來實現(xiàn)了統(tǒng)一管理與實現(xiàn)，能夠大大提高同一驅(qū)動的復用效率。

如下圖2所示，明確表示出了針對以太網(wǎng)控制器不同的前提下EthIf軟件模塊與以太網(wǎng)控制器驅(qū)動兩者如何進行Mapping的關(guān)系。

通過分析發(fā)現(xiàn)，它們兩者之間具備如下的索引Mapping 關(guān)系，該Mapping關(guān)系將能夠保證EthIf模塊能夠唯一，準確的控制各個控制器模塊，具體的Mapping規(guī)則如下：

EthIf 軟件模塊針對每一個以太網(wǎng)控制器在其內(nèi)部進行全局唯一的編號索引，索引從0開始，如EthIf_CtrlIdx所表示的編號所示，全局唯一；

針對同一類型的以太網(wǎng)控制器，對應(yīng)的以太網(wǎng)驅(qū)動在其軟件內(nèi)部模塊進行從0開始的索引編號，如下圖具備兩個相同類型的以太網(wǎng)控制器，因此索引編號分別為0與1，與EthIf模塊的全局唯一索引并不沖突；

針對不同類型的以太網(wǎng)控制器，其對應(yīng)的驅(qū)動模塊在其內(nèi)部對應(yīng)的索引也應(yīng)該從0開始，無論是否并存其他類型的以太網(wǎng)驅(qū)動；

圖2 EthIf模塊與以太網(wǎng)控制器關(guān)系

以太網(wǎng)收發(fā)器關(guān)系

如下圖3所示，以太網(wǎng)收發(fā)器與EthIf模塊存在如下相應(yīng)的Mapping關(guān)系，具體可以總結(jié)為如下幾點：

同一類型的以太網(wǎng)收發(fā)器可以使用同一個以太網(wǎng)收發(fā)器驅(qū)動（簡稱Phy驅(qū)動）；

不同類型的以太網(wǎng)收發(fā)器應(yīng)采用不同的以太網(wǎng)收發(fā)器驅(qū)動；

圖3 EthIf模塊與以太網(wǎng)收發(fā)器驅(qū)動關(guān)系

如下圖4所示，對照以太網(wǎng)控制器與EthIf的關(guān)系，同理可以看出以太網(wǎng)收發(fā)器與EthIf之間的index Mapping關(guān)系：

在以太網(wǎng)收發(fā)器驅(qū)動如果存在多個相同類型的收發(fā)器，應(yīng)當在其內(nèi)部按照從0開始進行編號表示其唯一性；

圖3 以太網(wǎng)收發(fā)器編號關(guān)系

以太網(wǎng)Switch關(guān)系

如下圖4所示為以太網(wǎng)Switch與EthIf之間的Index關(guān)系：

針對相同類型以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān)都使用同一驅(qū)動；

同一以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān)內(nèi)部的Port也會按照index從0開始計數(shù)，不同以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān)內(nèi)部的Port編號彼此獨立，互不干擾；

圖4 以太網(wǎng)Switch編號關(guān)系

模塊主體功能

對于AUTOSAR標準中的EthIf模塊作為底層硬件驅(qū)動的抽象層，具備如下幾個基本功能：

完成通信初始化功能，為數(shù)據(jù)收發(fā)創(chuàng)造基礎(chǔ)條件；

具備數(shù)據(jù)發(fā)送功能，提供接口給到上層應(yīng)用來實現(xiàn)數(shù)據(jù)的正常發(fā)送；

具備數(shù)據(jù)接收功能，提供接口給到上層應(yīng)用來實現(xiàn)數(shù)據(jù)的正常接收；

具備底層Phy Link狀態(tài)變化管理功能，能夠及時監(jiān)控底層Phy的狀態(tài)；

接下來將從EthIf模塊的上述四個基本功能展開進行講述，讓大家進一步了解EthIf模塊的基本工作原理。

通信初始化功能

如下圖5所示，描述了EthIf與底層驅(qū)動建立通信的必要前提，即需要通過調(diào)用EthIf_Init函數(shù)來實現(xiàn)Eth控制器與Eth收發(fā)器的初始化；

圖5 Eth硬件初始化過程

如下圖6所示描述了EthSM，EthIf，Eth，EthTrcv四者之間的關(guān)系，EthSM通過調(diào)用EthIf模塊的函數(shù)EthIf_SetControllerMode來實現(xiàn)以太網(wǎng)控制器的初始化，同時Eth模塊將通過回調(diào)函數(shù)將是否初始化成功的標志告知EthSM模塊。

緊接著EthSM將調(diào)用EthIf模塊的函數(shù)EthIf_SetTransceiverMode函數(shù)來實現(xiàn)Eth收發(fā)器的初始化，Eth收發(fā)器通過回調(diào)函數(shù)將初始化是否成功的標志告知EthSM模塊；

圖6 EthIf模塊通信初始化過程

數(shù)據(jù)發(fā)送功能

EthIf模塊的數(shù)據(jù)發(fā)送功能分為兩者模式，一種是Polling模式，另外一種就是Interrupt模式，一般而言都優(yōu)先采用中斷模式來滿足系統(tǒng)實時性要求。

如下圖7為Polling模式，在Polling模式中可以看到在EthIf_MainfunctionTx函數(shù)中會去輪詢是否發(fā)送成功的標志，這個也是Polling模式的典型特征。

Polling模式

圖7 EthIf數(shù)據(jù)發(fā)送Polling模式

Interrupt模式

如下圖8所示為以太網(wǎng)數(shù)據(jù)發(fā)送的中斷模式，中斷模式相比Polling模式可以看出并沒有使用到EthIf_MainfunctionTx函數(shù)，而是使用Eth模塊的中斷函數(shù)來確認發(fā)送是否成功。

圖8 EthIf模塊數(shù)據(jù)發(fā)送中斷模式

數(shù)據(jù)接收功能

同理相比數(shù)據(jù)發(fā)送功能，EthIf模塊的數(shù)據(jù)接收功能也可以分為Polling模式與中斷模式兩種，如下圖9所示為EthIf模塊的數(shù)據(jù)接收Polling模式。

如下圖9所示，如果EthIf模塊數(shù)據(jù)接收采用Polling模式，那么就需要使用到EthIf_MainfunctionRx函數(shù)，在該函數(shù)中去調(diào)用EthIf_RxIndication來告知上層數(shù)據(jù)已成功被接收，使用該模式會大大降低數(shù)據(jù)接收效率，一般接收優(yōu)先采用中斷模式。

Polling模式

圖9 EthIf模塊數(shù)據(jù)接收Polling模式

Interrupt模式

如下圖10所示為EthIf模塊的數(shù)據(jù)接收中斷功能，在該模式中可以看到通過Eth模塊通過中斷函數(shù)來進而告知上層數(shù)據(jù)已被接收。

圖10 EthIf模塊數(shù)據(jù)接收中斷模式

Link狀態(tài)變化管理功能

如下圖11所示，描述了在EthIf_MainfunctionRx函數(shù)中通過調(diào)用EthTrcv模塊的EthTrcv_GetLinkState來告知上層應(yīng)用收發(fā)器罪行的Link狀態(tài)。

圖11 EthIf模塊Link狀態(tài)變化監(jiān)控

VLAN支持

EthIf模塊必須支持VLAN功能，該模式將會將VLAN歸為虛擬控制器這一類，以太網(wǎng)驅(qū)動以及以太網(wǎng)收發(fā)器將僅針對真實的控制器與收發(fā)器，不考慮VLAN這一特性。

如果沒有有效的VLAN ID設(shè)置，那么虛擬控制器將表示沒有打上標簽的VLAN，同時EthIf模塊將使用Eth 驅(qū)動提供的Buffer來支持VLAN功能。

Wake up支持

EthIf模塊須通過配置EthIfWakeUpSupport來實現(xiàn)，同時Wakeup有效的前提是底層的以太網(wǎng)收發(fā)器(Phy)需要支持休眠喚醒功能才行。

常用函數(shù)接口

為了便于大家調(diào)試方便，小T將EthIf模塊常用的函數(shù)總結(jié)歸納如下：

圖12 常用函數(shù)接口說明

審核編輯：劉清