一文詳解AUTOSAR MCAL模塊

01

簡介

MCAL：微控制器抽象層；位于BSW層中的最下層；

MCAL細分，可將驅動分為：微控制器驅動、存儲器驅動、通信驅動、IO驅動：

02

MCAL的配置（EB-Tresos）

1.PORT
我理解的PORT：MCAL層中的IO驅動組中的pin腳總體配置：

Port就是芯片上的每個pin腳，可以配置成DIO ADC PWM ICU等單引腳的功能，也能配置成CAN的TX或者RX、SPI的MOSI等等其他1功能的單個pin腳功能；

總之，PORT就是芯片上的具體的某個引腳。

配置如下：

PortPinId:邏輯上的Id值，從1遞增
PinId：對應[芯片XX]芯片手冊的pin引腳ID，根據(jù)實際使用選擇對應的pin引腳
Mux:選擇PortPin用作哪個功能，最多八個，選擇復用的功能需要查看TRM來選擇
InputSelect:根據(jù)實際pin使用功能決定輸入選擇；比如Port用作IO Input 則選擇SEL_NONE;比如用作CANFD1_Rx,則選擇對應的CANFD1_Rx（參考[芯片XX]_Procesor_TRM_Rev_00.06_For_xxx.pdf的IO Control/PINCTRL_SAFETY/Input Source Select）
PadSetting:需要根據(jù)該Port用作的功能進行選擇，如果是GPIO則選擇PAD_SETTING_DEFAULT,如果是CAN則選擇PAD_SETTING_CAN;有些pin比較特殊，建議沿用之前的配置。
OpenDrain:是否啟用開漏，選擇是啟用。
PortPinModeChangeable:是否啟用在APP中更改PortPin的模式，一些特定場合會用到。
PortPinDirection: Port的方向，輸入：PORT_PIN_IN, 輸出：PORT_PIN_OUT
PortPinDirectionChangeable:是否可以在程序運行過程中改變PortPin的方向（輸入，輸出）。
PortPinLevelValue:設置PortPin的初始化，只對Outout有效
PortPinInitialMode:不需要配置

2.DIO

DIO一共分為五組，如下圖所示：

Dio沒什么好配置的，只需要按照對應的ChannelId 更改下Name就好了。

3.ADC
[芯片XX]只有一個ADC內(nèi)含8個通道，最大支持12位精度（8，10，12）；

AdcPrescale: [公司]的[芯片XX]是填的199， BaseClock = 400MHz ,基于400MHz進行分頻。

AdcLogicalChannelId:邏輯通道從0遞增
AdcPhysicalChannelId:物理通道和邏輯通道保持一致，否則數(shù)據(jù)讀取不正確
AdcChannelResolution:選擇ADC的采樣精度8/10/12
AdcSampleFrequency(Hz):通道的采樣頻率，ADC一共八個通道，代碼中配置每個通道采樣兩次（MCAL暫時不能配置），內(nèi)部FIFO的WaterLevel=64,按照配置中的800Hz來算(1/800hz*16)*64=5ms

AdcGroupConversionMode:配置連續(xù)采樣和單次采樣，目前[芯片XX]只支持連續(xù)采樣
AdcGroupTriggsrc:ADC_TRIGG_SRS_SW:由軟件API調(diào)用促發(fā)的組
ADC_TRIGG_SRC_HW:由硬件觸發(fā)的組
AdcNotification:[芯片XX]ADC采樣必須使用中斷模式，所以配置一個Notification進行數(shù)據(jù)處理。

4.CAN

4.1 CAN-General

VirtualCanEnable:指定CAN消息是否由（SDPE）半驅動器包引擎路由。如果啟用，所有的CAN驅動程序將由SDPE處理
CanDevErroDetect:指定是否在每個API中啟用錯誤檢測
CanIndec:對于[芯片XX]系列CAN驅動，該參數(shù)應該始終是0
CanLPduReceiveCalloutFunction:當收到幀時調(diào)用用戶回調(diào)函數(shù)
CanMainFunctionBusoffPeriod:指定調(diào)用Can_MainFunction_BusOff的周期
CanMainFunctionWakeupPeriod:指定調(diào)用Can_MainFunction_Wakeup的周期
CanMainFunctionModePeriod:指定調(diào)用Can_MainFunction_Mode的周期
CanMultiplexedTransmission:是否支持多路傳輸，多路傳輸用于防止傳輸幀時的優(yōu)先級反轉
CanTimeoutDuration:指定阻塞功能的超時時間，例如模塊的enable/disable, freeze/unfreeze在控制器的初始化，注意：目前不支持此配置
CanVersionInfoApi:指定是否支持Can_GetVersionInfo函數(shù)
CanSupportTTCANRef:[芯片XX]系列不支持TTCAN，因此不使用此配置。

CanControllerActivation:Channel配置信息必須勾選此處才會生效
CanControlledId:需和DaVinci中的ControlledId保持一致，不一致時，實際通信過程中CAN通道以DaVinci中的配置為準，會導致通道開啟錯誤，進而無法通信的問題。
CanControllerBaseAddress:要和CanControllerInstance保持一致，BaseAddress參考TRM手冊。
例如：CAN1 0xF0030000 CAN 2 0xF0040000 CAN 3 0xF0050000…
CanRxProcessing:INTERRUPT/POLLING
CanTxProcessing:INTERRUPT/POLLING
CanWakeupFunctionalityAPI:沒驗證過該功能
CanWakeupProcessing:INTERRUPT/POLLING
CanWakeupSupport:沒驗證過該功能
CanIndividualRxMaskEnable:勾選啟用Rxfiltermask功能
CanControllerDefaultBaudrate:需要現(xiàn)在CanControllerBaudrateConfig配置波特率，然后才能選擇
CanCpuClockRef:Clock時鐘選擇24M

在 CanControllerBaudrateConfig 選項卡中配置CAN的波特率和采樣點等。
CanControllerBaudRate:直接填寫期望的波特率，在驅動中會自動進行分頻計算
CanControllerBaudRateConfigID:ID從0開始遞增
CanControllerPropSeg:廣播同步段
CanControllerSeg1:同步緩沖段1
CanControllerSeg2:同步緩沖段2
CanControllerSyncJumpWidth:同步跳轉段。
Note:采樣點值的確定需根據(jù)客戶的輸入來確定，采樣點計算方法：
（1+CanControllerPropSeg+CanControllerSeg1）/(1+CanControllerPropSeg+CanControllerSeg1+CanControllerSeg2)*100%=采樣點
在計算采樣點參數(shù)時要注意這四個參數(shù)的關系，具體請參考百度或者J1939定義，否則EB不能生成代碼。

CanMessageBufferRegionName:選擇CAN_MB_REGION_0/CAN_MB_REGION_1,每個region有256byte
CanMessageBufferRegionSize:選擇CAN_MB_8_BYTES_PAYLOAD/CAN_MB_16_BYTES_PAYLOAD/CAN_MB_32_BYTES_PAYLOAD/CAN_MB_64_BYTES_PAYLOAD,每個region大小512byte,選擇CAN_MB_8_BYTES_PAYLOAD一共可以接收512/（8+8）=32幀報文。如果配置成CAN_MB_32_BYTES_PAYLOAD一共可以接收512/（32+8）=12

4.2 CAN-CanHardwareObject

在CanHardwareObject對CAN信號進行配置，該處配置需和DaVinci cfg的CanHardwareObject保持一致，否則協(xié)議棧處理會出現(xiàn)信號錯位的問題。此處先講解如何配置，然后再詳細講解如何和DaVinci cfg里的保持一致。

此處以一個Tx信號為例：
CanHandleType:BASIC/FULL
CanHwObjectCount:配置成Tx并選擇BASIC,配置決定該HTH可以使用幾個MailBoxs,此處配置為32，第一個Region全部用作了發(fā)送
CanIdType:STANDARD/EXTENDED/MIXED
CanObjectId:需要和DaVinciCFG里面的保持一致
CanObjectType:TRANSMIT/RECEIVE
CanControllerRef:該信號屬于哪路Cantroller就選哪路
CanMessageBufferRegionRef:選擇使用哪一個BufferRegion,一定要注意每個Region最多配置32個8Byte的報文

5.SPI

SpiMaxChannel:與SpiChannel選項卡配置的Channel值保持一致
SpiMaxJob:與SpiJob選項卡配置的Jobs值保持一致
SpiMaxSequence:與SpiSequence選項卡配置的Sequence值保持一致
SpiChannelBuffersAllowed:0:1B,1:EB,2:IB&EB
SpiLevelDelivered:0：1B ,  1: EB ,  2: IB&EB

SpiCsSelection:CS_VIA_PERIPHERAL_ENGINE/CS_VIA_GPIO選擇SPI_SS或者GPIO作為CS,選擇CS_VIA_PERIPHERAL_ENGINE在SpiCsPin處選擇Port的配置，選擇CS_VIA_GPIO在SpiCsViaGpio處選擇Dio的配置
SpiHwUnit:CSIB1-CSIB8對應SPI0-SPI7

6.MCU

McuClockReferencePointFrequency:期望的Clock頻率和McuClockDefaultClock保持一致
McuClockDefaultClock:選項有MCU_CLOCK_UART_80M/MCU_CLOCK_TIMER_HIGH_FREQUENCY_400M/MCU_CLOCK_TIMER_LOW_FREQUENCY_24M/MCU_CLOCK_12C_133_3M/MCU_CLOCK_CANFD_80M/MCU_CLOCK_PWM_400M/MCU_CLOCK_PWM_EXT

我們使用了哪些外設模塊就需要在此處Enable它，否則會導致該模塊工作不正?；蛘叱跏蓟惓?。

如果勾選了外設，則該外設只能由SECURE Doamin訪問和使用，SAFETY Domain失去該模塊的使用權限。

配置Mcu_InitRamSection的大小和寫入值。（該截圖里的值和[公司]的配置是一樣的）。

7.Gpt
在[芯片XX] SOC 處理器中GPT模塊配置的時鐘是可以給其他模塊使用的，例如在現(xiàn)有的項目開發(fā)中，Gpt有用作Os Timer, System timer ,和電源芯片定時喂狗中斷等。

對于ICU模塊來說只能使用GPT的配置作為時鐘源。

[芯片XX]一共有8個Timer, 每個Timer有6個Channel,這6個Channel共享一個Timer時鐘源和分頻，換句話說，在APP中同一個Timer中最后生效的時鐘源和分頻是被最后一個初始化的Channel決定的。

6個Channel分別是：GPT_HW_TIMER_G0/GPT_HW_TIMER_G1/GPT_HW_LOCAL_A/GPT_HW_LOCAL_B/GPT_HW_LOCAL_C/GPT_HW_LOCAL_D, A/B/C/D共享一個中斷號，G0/1共享一個中斷號。支持使用同一個Timer的不能Channel，即使中斷號共享[芯片XX]會自動識別到底是哪一個Chnnale觸發(fā)的中斷，進而去調(diào)用你所配置的Notification.

Gpt基礎配置，選擇是否Enable某些功能和函數(shù)。

GptHwModule:[芯片XX]一共有8個Timer,每個Timer有6個Channel,這6個Channel 共享一個Timer時鐘源和分頻，換句話說，在APP中同一個Timer中最后生效的時鐘源和分頻是被最后一個初始化的Channel決定的，更詳細的介紹請參考[芯片XX]官方文檔。
GptHwModuleChannel:GPT_HW_TIMER_G0…GPT_HW_LOCAL_D
GptChannelMode:Channel模式GPT_CH_MODE_CONTINUOUS/GPT_CH_MODE_ONESHOT
 Note：只有Local A/B/C/D可以配置成One shot模式
GptChannelTickFrequency：配置期望的頻率，和GptChannelClkSrcRef保持一致
GptChannelTickValueMax：配置該GPT channel 最大的Ticks值產(chǎn)生中斷或者其他
GptChannelClkSrcRef:選擇GPT的時鐘源

GptClockReference: 選擇GPT可以選擇配置的時鐘源，只能選擇已經(jīng)在MCU模塊配置好的時鐘。

8.ICU
對于ICU模塊來說只能使用GPT的配置作為時鐘源

ICU基礎配置，選擇是否Enable某些功能和函數(shù).

9.PWM
[芯片XX] 一共有8個PWM模塊，每個pwm模塊有四個子Channel，分別是A/B/C/D,四個子Channel共享同一個溢出值，所以子Channel的周期都一樣的，占空比可以單獨控制。更詳細的可以參考官方文檔。

PWM基礎配置，選擇是否Enable某些功能和函數(shù)

PwmIndex：暫時用不到

PwmHwModule:PWM_MODULE1/PWM_MODULE2/…/PWM_MODULE8
PwmPeriodDefault：設置PWM默認周期，我們通常在這里配置為0，如果配置成其他值且默認占空比也有配置，則初始化之后會立即輸出PWM波
PwmMcuClockReferencePoint：Pwm的時鐘源選擇，只能選擇在Mcu模塊中已存在的配置，目前只能選擇400MHz
PwmModuleFrequency：不可修改
PwmHwModulePrescaler:Pwm的分頻系數(shù)

400MHz/(PwmHwModulePrescaler+1)=期望頻率

PwmSubChannelId: 子ChannelID 0/1/2/3

DutycycleDefault: 默認占空比，通常配置為0x0

Polarity: Pwm的極性，根據(jù)項目需求配置

IdleState: Pwm空閑狀態(tài)，通常與Polarity相反。

03

項目實踐

1.說明：
項目實踐中，MCAL需要配置兩個新增功能，pwm和icu輸入捕獲。

功能描述：增加LSS8_EN（E12） / DI_AC_Wake(J4)PWM通道

（1）配置一個pin腳，讓其輸出pwm波形

（2）配置一個pin腳，讓其捕獲一個pwm波形

查看PinMap表格：

如圖excel-PinMap表格描述了單片機中的兩個引腳功能：

第一個：CPIO_C10引腳，配置成MIUX6的功能PWM3_CH2，Output模式的引腳，要輸出信號，【功能描述】里的內(nèi)容可以配置引腳名稱時用。

第二個：GPIO_H3引腳，輸入信號，使用的功能是MUX3，即TIM7_CH1，做輸入捕獲的功能。

3.配置第一個功能：PWM輸出

（1）配置PORT

找到GPIO_C10 ，配置名稱為DO_LSS8_Driver （截圖示例為新建一個port）

根據(jù)【PinMap】文檔中介紹的pin腳功能：配置。

（2）配置DIO

因為這個引腳十一輸出的引腳 所以需要配置DIO （相當于GPIO 輸出高電平或者低電平）

image-20240107212653255

根據(jù)【PinMap】文檔 ，查看MUX_0 = GPIO.IO58 ,配置IO58。

（3）配置PWM

引腳輸出高電平的波形配置成PWM波形（有占空比 周期等參數(shù)的波形）

先配置模塊，該芯片有8個PWM模塊，每個模塊有4個channel.

新增一個pwm模塊（即第三個pwm模塊） ，命名為PWMChannel_3 ,配置相關參數(shù)。

再配置子通道channel:

如上，完成【PinMap】文檔中的PWM3CH2的配置。

（4）配置MCU

添加PWM3的使能

如上，完成對引腳GPIO_C10的配置。

4.配置第二個功能：ICU輸入捕獲

（1）配置PORT

如【PinMap】文檔，找到GPIO_H3 ，配置如下：

（2）配置DIO

（3）配置GPT

需要用到時鐘驅動（【PinMap文檔中的MUX功能】） MUC3 = TIM7_CH1

【+】新增 ，配置如下：

（4）配置ICU

配置完成，生成代碼即可。生成的代碼是MCAL動態(tài)配置文件。

項目中，MCAL靜態(tài)庫和動態(tài)配置文件通常在不同路徑下：

SDK包：BSWShareUtilesG9_SDK:
工程件：BSWShareUtilesMicroSarStatic_G9:BSW層除MCAL外的其他模塊代碼：BsmWCanIFDem等
DavinCi配置生成代碼：CustomerConfigSourceMicroSarConfig：bsw層除mcal外的其他模塊的PBCfg.c和LCfg.c(例如Ea_Cfg.cOS_xxx_Cfg.c等等)

MCAL靜態(tài)庫：BSWShareUtilesMCALStatic_G9:adc.hadc.c...MCAL層的驅動文件
MCAL動態(tài)配置文件：CustomerConfigSourceMcalConfig:Adc_PBCfg.cPort_Cfg.cPwm_Cfg.

審核編輯：黃飛