FlexRay Transceiver Driver (FrTrcv)

Der FlexRay-Transceivertreiber steuert die Transceiver-Bausteine eines Steuergeräts über Dio oder Spi und bietet in ACTIVE die Modi NORMAL, RECEIVEONLY, STANDBY und SLEEP an [SWS_FrTrcv_00481]. Er setzt und liest Modi, erkennt Weckereignisse per zyklischem Polling oder Benachrichtigung, meldet sie an EcuM und liefert den Weckgrund. Bei aktiven Sternen fragt er Busfehler je Zweig ab und schaltet Zweige ab oder zu. Scheitert ein Moduswechsel, liefert er E_NOT_OK und lässt den bisherigen Zustand unverändert [SWS_FrTrcv_00323].

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Der FlexRay-Transceivertreiber steuert die Transceiver-Bausteine eines Steuergeräts. Jeden Baustein adressiert er über den nullbasierten Index FrTrcv_TrcvIdx [SWS_FrTrcv_00323]. Nach unten greift er je nach Konfiguration über Dio oder Spi auf die Hardware zu SWS FrTrcv Abb. 10.4 S. 77. Zusätzlich nutzt er Icu, EcuM, Dem und Det [SWS_FrTrcv_00334]. Nach oben dürfte vor allem FrIf im Auftrag des FlexRay State Managers die Dienste nutzen (Interpretation) SWS FrSM S. 20. Frage (offen)

Kontextdiagramm: FrTrcv zwischen FrIf/FrSM, den Hardwaretreibern und den Diensten EcuM, DEM und DET. Quellen: [SWS_FrTrcv_00334], SWS FrSM S. 20

Nach dem Einschalten ist der Treiber in NOT_ACTIVE und gelangt mit FrTrcv_Init nach ACTIVE SWS FrTrcv Abb. 7.1 S. 23. Dort gelten die Modi NORMAL, RECEIVEONLY, STANDBY und SLEEP [SWS_FrTrcv_00481]. FrTrcv_SetTransceiverMode wechselt zwischen ihnen. Scheitert der Wechsel, liefert der Dienst E_NOT_OK und lässt den alten Zustand bestehen. Wartezeiten realisiert der Treiber mit Tm_BusyWait1us16bit [SWS_FrTrcv_00485]. In STANDBY sind die ICU-Weckkanäle freigeschaltet, in NORMAL abgeschaltet [SWS_FrTrcv_00491] [SWS_FrTrcv_00492].

Zustandsdiagramm: Die vier ACTIVE-Modi sind erst nach FrTrcv_Init erreichbar. Die Kanten sind teilweise rekonstruiert (Interpretation). Quellen: SWS FrTrcv Abb. 7.1 S. 23, [SWS_FrTrcv_00481]

Weckereignisse erkennt der Treiber auf zwei Wegen: per zyklischer FrTrcv_MainFunction [SWS_FrTrcv_00330] oder per Benachrichtigung. Nach FrTrcv_CheckWakeupByTransceiver meldet er das Ereignis an EcuM SWS FrTrcv S. 46. Den Grund, etwa FRTRCV_WU_BY_BUS, liefert FrTrcv_GetTransceiverWUReason, soweit die Hardware ihn unterscheiden kann [SWS_FrTrcv_00074]. FrTrcv_ClearTransceiverWakeup löscht alle anstehenden Ereignisse [SWS_FrTrcv_00329].

Bei aktiven Sternen fragen optionale Dienste Busfehler je Zweig ab und schalten Zweige ab oder wieder zu [SWS_FrTrcv_00419] [SWS_FrTrcv_00442] [SWS_FrTrcv_00443]. Für die Fehlerbehandlung gilt:

• Entwicklungsfehler wie FRTRCV_E_UNINIT gehen an DET [SWS_FrTrcv_00085].
• Laufzeitfehler wie FRTRCV_E_FR_NO_CONTROL_TRCV laufen über Det_ReportRuntimeError [SWS_FrTrcv_91001].
• Busfehler der Klassen A und B meldet der Treiber an DEM oder an eine konfigurierte Ersatzfunktion [SWS_FrTrcv_00475].

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Rolle: Hardware-Abstraktion für FlexRay-Transceiver-Bausteine

Der FlexRay-Transceivertreiber steuert einen oder mehrere FlexRay-Transceiver-Bausteine eines Steuergeräts an. Alle kanalbezogenen Dienste wählen den Baustein über den nullbasierten Index FrTrcv_TrcvIdx aus, der im Kontext des Treibers gilt [SWS_FrTrcv_00323]. Der Treiber bietet drei Gruppen von Diensten:

• Setzen und Abfragen der Betriebsmodi [SWS_FrTrcv_00324],
• Behandlung von Weckereignissen [SWS_FrTrcv_00325] [SWS_FrTrcv_00331],
• bei aktiven Sternen die Verwaltung einzelner Zweige [SWS_FrTrcv_00419].

FrTrcv_GetVersionInfo liefert ausdrücklich die Version des Softwaremoduls und nicht die der Transceiver-Hardware SWS FrTrcv S. 43.

Nach unten greift der Treiber über Dio oder Spi auf den Baustein zu. Für Weck-Benachrichtigungen nutzt er Icu, Meldungen gehen an EcuM, Dem und Det [SWS_FrTrcv_00334] [SWS_FrTrcv_00321]. Die Zugriffsart legt der Auswahl-Container FrTrcvAccess fest: Er lässt genau eine der beiden Alternativen zu, also Dio-Zugriff oder SPI-Sequenz SWS FrTrcv Abb. 10.4 S. 77.

Nach oben dürfte vor allem das FlexRay Interface die Dienste nutzen. Der FlexRay State Manager ermittelt den Weckgrund je Transceiver eines Clusters über FrIf_GetTransceiverWUReason SWS FrSM S. 20. Interpretation: FrIf reicht diese Anfragen an FrTrcv weiter. Frage Q-29229b532631a6b5 (offen) Dazu passt, dass die gemeinsamen Typen in Fr_GeneralTypes.h durch FR_GENERAL_TYPES geschützt sind, damit mehrere Transceivertreiber und FrIf sie teilen können SWS FrTrcv S. 34.

Kontextdiagramm: FrTrcv liegt zwischen FrIf/FrSM und den Treibern Dio, Spi und Icu und meldet an EcuM, DEM und DET. Quellen: [SWS_FrTrcv_00334], [SWS_FrTrcv_00485], [SWS_FrTrcv_00330], SWS FrSM S. 20

Betriebsmodi zwischen NOT_ACTIVE und ACTIVE

Abbildung 7.1 der Spezifikation beschreibt die Modi als geschachtelten Zustandsautomaten. Innerhalb von POWER_ON befindet sich der Treiber nach dem Einschalten in NOT_ACTIVE und gelangt mit FrTrcv_Init() nach ACTIVE SWS FrTrcv Abb. 7.1 S. 23. Nur in ACTIVE gelten die vier Werte von FrTrcv_TrcvModeType: FRTRCV_TRCVMODE_NORMAL, FRTRCV_TRCVMODE_RECEIVEONLY, FRTRCV_TRCVMODE_STANDBY und FRTRCV_TRCVMODE_SLEEP [SWS_FrTrcv_00481]. Zwischen diesen Modi wechselt die aufrufende Schicht mit FrTrcv_SetTransceiverMode [SWS_FrTrcv_00323].

Ein Moduswechsel läuft synchron ab und ist nicht reentrant. Übergänge in optionale Zustände dürfen fehlschlagen. Dann liefert der Dienst E_NOT_OK, und der bisherige Zustand bleibt erhalten SWS FrTrcv S. 39. Braucht der Baustein Wartezeiten für einen Zustandswechsel, realisiert der Treiber sie mit dem Zeitdienst Tm_BusyWait1us16bit [SWS_FrTrcv_00485]. Den tatsächlichen Zustand liest FrTrcv_GetTransceiverMode. Dieser Dienst ist reentrant und darf daher auch parallel aufgerufen werden [SWS_FrTrcv_00324].

Zustandsdiagramm: Erst nach FrTrcv_Init sind die vier ACTIVE-Modi per FrTrcv_SetTransceiverMode erreichbar. Die Auswahl der Kanten ist teilweise rekonstruiert (Interpretation). Quellen: SWS FrTrcv Abb. 7.1 S. 23, [SWS_FrTrcv_00481]

Hochlauf und Aufnahme der Buskommunikation

FrTrcv_Init erhält einen Zeiger auf den ausgewählten Konfigurationssatz und initialisiert den Treiber [SWS_FrTrcv_00322]. Diese separate Funktion initialisiert Variablen und Hardware-Ressourcen. Treiber, die Weckquellen bedienen, werden im Restart-Block neu initialisiert und schalten dabei den Auslösemechanismus der Weckmeldung wieder scharf SWS FrTrcv S. 37. Der Treiber unterstützt die Initialisierungssequenz des AUTOSAR-Stacks. Interpretation: Innerhalb dieser Sequenz ruft vermutlich der ECU State Manager die Funktion auf. Frage Q-93ce1e5987a96873 (offen)

Der Wechsel nach NORMAL wirkt sich auf die Weckpfade aus. Ist FrTrcvIcuChannelRef konfiguriert, schaltet der Treiber die ICU-Kanäle mit Icu_DisableNotification ab [SWS_FrTrcv_00492]. Ohne diese Referenz greift er überhaupt nicht auf ICU-Kanäle zu [SWS_FrTrcv_00490].

Sequenzdiagramm: Auf die Initialisierung folgt der Wechsel nach NORMAL mit Busy-Wait und optionaler ICU-Abschaltung. Ein Fehlschlag lässt den Zustand unverändert. Quellen: [SWS_FrTrcv_00322], [SWS_FrTrcv_00323], [SWS_FrTrcv_00485], [SWS_FrTrcv_00492]

Weckerkennung in STANDBY und SLEEP, Weckgrund

Beim Wechsel nach STANDBY schaltet der Treiber die ICU-Kanäle wieder frei [SWS_FrTrcv_00491]. Außerdem löscht FrTrcv_SetTransceiverMode bei jedem Wechsel nach STANDBY die Fehlerhistorie im Transceiver, sofern die Hardware das unterstützt SWS FrTrcv S. 39.

Zusätzlich kann der Treiber zyklisch pollen. Dafür stellt er FrTrcv_MainFunction über SchM_FrTrcv.h bereit [SWS_FrTrcv_00330]. Laut der Dokumentstelle aus R23-11 durchsucht die Funktion alle Busse in STANDBY und SLEEP nach Weckereignissen und speichert gefundene Ereignisse intern. Die Periode legt die Konfiguration fest. Die Funktion darf synchron oder asynchron zum FlexRay-Busschedule laufen SWS FrTrcv S. 49.

Sequenzdiagramm: Beim Übergang nach STANDBY wird die Fehlerhistorie gelöscht und die ICU-Benachrichtigung freigeschaltet. Danach sucht die Main Function zyklisch nach Weckereignissen. Quellen: [SWS_FrTrcv_00491], [SWS_FrTrcv_00330], SWS FrTrcv S. 49

Erkennt der Baustein ein Wecken über den Bus, benachrichtigt die unterlagerte SPI- oder DIO-Seite den Treiber. Das kann im Interrupt-Kontext geschehen SWS FrTrcv S. 46. Wird anschließend FrTrcv_CheckWakeupByTransceiver aufgerufen [SWS_FrTrcv_00331], meldet der Treiber das Ereignis an den ECU State Manager. Dafür steht EcuM_SetWakeupEvent in der Liste der genutzten Schnittstellen [SWS_FrTrcv_00334]. Interpretation: Den Prüfaufruf stößt vermutlich EcuM in seinem Weckablauf an. Frage Q-d5873691a495bef0 (offen)

Den Weckgrund liefert FrTrcv_GetTransceiverWUReason [SWS_FrTrcv_00325] als Wert von FrTrcv_TrcvWUReasonType. Mögliche Werte sind FRTRCV_WU_BY_BUS, FRTRCV_WU_BY_PIN, FRTRCV_WU_INTERNALLY oder FRTRCV_WU_NOT_SUPPORTED [SWS_FrTrcv_00074]. Wie fein die Gründe unterschieden werden, hängt stark von der Hardware ab SWS FrTrcv S. 42. Die Dokumentstelle späterer Releases nennt zusätzlich FRTRCV_WU_RESET und FRTRCV_WU_POWER_ON SWS FrTrcv S. 34. Der R20-11-Requirementtext im Payload ist an dieser Stelle gekürzt.

Der FrSM prüft den Weckgrund je Transceiver auf FRTRCV_WU_BY_BUS. So unterscheidet er, ob kein, ein teilweises oder ein vollständiges Buswecken vorliegt SWS FrSM S. 20. FrTrcv_ClearTransceiverWakeup löscht anschließend alle anstehenden Weckereignisse [SWS_FrTrcv_00329]. Der Aufruf ist auch bei abgeschalteter Weckbenachrichtigung zulässig SWS FrTrcv S. 44.

Sequenzdiagramm: Ablauf von der Hardware-Benachrichtigung über die EcuM-Meldung bis zur Abfrage und zum Löschen des Weckgrunds. Den Aufrufer der Prüffunktion nennt der Payload nicht (Interpretation). Quellen: [SWS_FrTrcv_00331], [SWS_FrTrcv_00325], [SWS_FrTrcv_00329], SWS FrTrcv S. 46

Aktive Sterne: Zweige überwachen, abschalten und freigeben

Für Transceiver, die als aktiver Stern mehrere Zweige versorgen, gibt es drei zusätzliche Dienste. Sie stehen nur zur Verfügung, wenn Zweige konfiguriert sind SWS FrTrcv S. 52. Alle drei adressieren den Zweig zusätzlich über den nullbasierten Index FrTrcv_BranchIdx und sind nicht reentrant [SWS_FrTrcv_00419] [SWS_FrTrcv_00442] [SWS_FrTrcv_00443].

FrTrcv_GetTransceiverError schreibt den Fehlerzustand eines Zweigs als uint32 nach FrTrcv_BusErrorState. Abfragbar sind alle vom FlexRay-EPL vorgeschriebenen Fehler, die die Hardware unterstützt SWS FrTrcv S. 48. Fehlerhafte Zweige werden mit FrTrcv_DisableTransceiverBranch abgeschaltet SWS FrTrcv S. 50. FrTrcv_EnableTransceiverBranch gibt sie synchron zum FlexRay-Busschedule wieder frei SWS FrTrcv S. 51. Liegt ein Index außerhalb des gültigen Bereichs, liefern beide Schaltdienste E_NOT_OK, und der Zweigzustand bleibt unverändert [SWS_FrTrcv_00442] [SWS_FrTrcv_00443].

Aktivitätsdiagramm: Fehlerabfrage je Zweig, Abschalten fehlerhafter Zweige und Wiederfreigabe synchron zum Busschedule. Dass die aufrufende Schicht entscheidet, ist eine Interpretation. Quellen: [SWS_FrTrcv_00419], SWS FrTrcv S. 50, SWS FrTrcv S. 51

Konfiguration, Zugriffsart und Partitionierung

FrTrcv_ConfigType ist eine implementierungsspezifische Struktur [SWS_FrTrcv_00487]. Das Modul enthält einen oder mehrere Container FrTrcvChannel, einen je Transceiverkanal, sowie FrTrcvGeneral SWS FrTrcv S. 59. Diese Dokumentstelle aus R23-11/R25-11 nennt außerdem nur VARIANT-PRE-COMPILE ohne Post-Build-Unterstützung. Für R20-11 enthält der Payload dazu kein Requirement.

Je Transceiver wählt FrTrcvAccess entweder FrTrcvDioAccess oder FrTrcvSpiSequence SWS FrTrcv Abb. 10.4 S. 77. Optionale Funktionen lassen sich zur Übersetzungszeit ein- und ausschalten SWS FrTrcv S. 52. FrTrcvIcuChannelRef bindet die ICU-Weckbenachrichtigung an [SWS_FrTrcv_00490]. Mit FrTrcvDemReportErrorStatusConfiguration lässt sich anstelle von Dem_SetEventStatus eine eigene Funktion mit gleicher Signatur einsetzen [SWS_FrTrcv_00475].

In partitionierten Systemen arbeitet das Modul als unabhängige Instanz je Partition. Ein API-Aufruf wirkt nur auf die Partition, in der er erfolgt [SWS_FrTrcv_00494]. Partitionszuordnungen, die die Implementierung nicht unterstützt, muss das Modul zurückweisen [SWS_FrTrcv_00497].

Verhalten im Fehlerfall

Die Entwicklungsfehler sind festgelegt [SWS_FrTrcv_00085]:

• FRTRCV_E_FR_INVALID_TRCVIDX (0x01),
• FRTRCV_E_FR_INVALID_BRANCHIDX (0x02),
• FRTRCV_E_UNINIT (0x10),
• FRTRCV_E_PARAM_POINTER (0x15).

Sie werden nur bei aktivierter Entwicklungsfehlererkennung gemeldet. Beispiele sind FRTRCV_E_UNINIT bei den Zweigdiensten SWS FrTrcv S. 50 und der NULL-Zeiger bei FrTrcv_GetVersionInfo SWS FrTrcv S. 43.

Als Laufzeitfehler meldet der Treiber Aufrufe im falschen Modus mit FRTRCV_E_FR_TRCV_NOT_STANDBY bis FRTRCV_E_FR_TRCV_NOT_RECEIVEONLY (0x11 bis 0x14). Fehlende oder fehlerhafte Kommunikation mit dem Baustein meldet er mit FRTRCV_E_FR_NO_CONTROL_TRCV (0x16) [SWS_FrTrcv_91001]. Diese Meldungen laufen über Det_ReportRuntimeError [SWS_FrTrcv_00493]. FrTrcv_GetTransceiverMode löst den Fehler FRTRCV_E_FR_NO_CONTROL_TRCV etwa bei einem Fehler im Transceiverzugriff aus SWS FrTrcv S. 41.

Bei E_NOT_OK bleiben die Ausgabeparameter unverändert, so bei FrTrcv_GetTransceiverMode und FrTrcv_GetTransceiverError SWS FrTrcv S. 48. Ein gescheiterter Moduswechsel lässt den bisherigen Zustand bestehen [SWS_FrTrcv_00323].

Aktivitätsdiagramm: Parameter- und Initialisierungsprüfungen führen zu Entwicklungsfehlern, Zugriffsfehler zu einem Laufzeitfehler. Die Reihenfolge der Prüfungen ist eine Interpretation. DET-Prüfungen gibt es nur bei aktivierter Fehlererkennung. Quellen: [SWS_FrTrcv_00085], [SWS_FrTrcv_91001], [SWS_FrTrcv_00493]

Für die Produktionsdiagnose unterscheidet der Treiber zwei Transceiverklassen:

• Bei GPIO-gesteuerten Transceivern der Klasse A bedeutet ein aktiver ERRN-Pin (low) „Fail“, ein inaktiver Pin (high) „Pass“ [SWS_FrTrcv_00489].
• Bei SPI-gesteuerten Transceivern der Klasse B löst jedes gesetzte Bit 1…9 einen Busfehler aus [SWS_FrTrcv_00488].

Ausgewertet wird bei einem unerwarteten HALT oder bei NORMAL_ACTIVE des Controllers. Bei einem Kurzschluss auf dem Bus genügt ein „Pass“ des Treibers allein nicht als Nachweis SWS FrTrcv S. 26. Dem_SetEventStatus steht nur bei STANDARD_REPORTING zur Verfügung [SWS_FrTrcv_00334].

Aktivitätsdiagramm: Pass/Fail-Bewertung je Transceiverklasse und Weg der Meldung an DEM oder an die konfigurierte Ersatzfunktion. Quellen: [SWS_FrTrcv_00488], [SWS_FrTrcv_00489], [SWS_FrTrcv_00475]

Weiterführende Detailbelege

Beleg	Einordnung
[SWS_FrTrcv_00481], SWS FrTrcv Abb. 7.1 S. 23	Betriebsmodi und Zustandsautomat
[SWS_FrTrcv_00323], SWS FrTrcv S. 39	Moduswechsel, Fehlschlag, Löschen der Fehlerhistorie in STANDBY
[SWS_FrTrcv_00322], SWS FrTrcv S. 37	Initialisierung und Restart-Regel für Weckquellen
[SWS_FrTrcv_00330], [SWS_FrTrcv_00485]	Zyklisches Polling und Wartezeiten
[SWS_FrTrcv_00331], [SWS_FrTrcv_00325], [SWS_FrTrcv_00074], [SWS_FrTrcv_00329]	Weckpfad von der Erkennung bis zum Löschen
[SWS_FrTrcv_00490], [SWS_FrTrcv_00491], [SWS_FrTrcv_00492]	ICU-Benachrichtigung abhängig vom Modus
[SWS_FrTrcv_00419], [SWS_FrTrcv_00442], [SWS_FrTrcv_00443]	Zweigverwaltung bei aktiven Sternen
[SWS_FrTrcv_00085], [SWS_FrTrcv_91001], [SWS_FrTrcv_00493]	Entwicklungs- und Laufzeitfehler
[SWS_FrTrcv_00488], [SWS_FrTrcv_00489], [SWS_FrTrcv_00475]	DEM-Ereignisse und Meldeweg
[SWS_FrTrcv_00487], [SWS_FrTrcv_00494], [SWS_FrTrcv_00497]	Konfigurationstyp und Partitionierung