LIN Transceiver Driver (LinTrcv)

Der LIN Transceiver Driver steuert den physikalischen LIN-Transceiver eines Kanals und entkoppelt LinIf von der Hardware. Nach LinTrcv_Init ist der Ausgangsmodus SLEEP. LinTrcv_SetOpMode wechselt zwischen NORMAL, STANDBY und SLEEP und liefert bei gescheitertem Wechsel E_NOT_OK [SWS_LinTrcv_00002]. Externe Wakeups werden über die ICU erkannt und gemeldet, wenn LinIf LinTrcv_CheckWakeup aufruft. In R20-11 bedeutet E_OK dabei „Wakeup erkannt“ [SWS_LinTrcv_00012]. Wartezeiten für Zustandswechsel sind mit Tm_BusyWait1us16bit umzusetzen.

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Der LIN Transceiver Driver steuert den physikalischen LIN-Transceiver eines Kanals und entkoppelt das LIN-Interface von der Hardware. LinIf ruft seine Dienste direkt auf: LinIf_SetTrcvMode ruft zum Beispiel LinTrcv_SetOpMode auf und gibt dessen Ergebnis unverändert zurück [SWS_LinTrcv_00002] LinIf-SWS S. 90. Software- und Hardware-Zustände sind getrennt. Welche Hardware-Zustände ein Software-Modus abdeckt, entscheidet die Implementierung LinTrcv-SWS S. 16.

Der Treiber kennt die Modi LINTRCV_TRCV_MODE_NORMAL, LINTRCV_TRCV_MODE_STANDBY und LINTRCV_TRCV_MODE_SLEEP [SWS_LinTrcv_00168]. Nach dem Einschalten ist er inaktiv. LinTrcv_Init aktiviert ihn mit einem Konfigurationssatz [SWS_LinTrcv_00001], der Ausgangsmodus ist SLEEP LinTrcv-SWS S. 1. STANDBY ist optional und kann ein rein interner Zustand sein LinTrcv-SWS Abb. 7.1 S. 15.

Zustandsdiagramm: Lebenszyklus von Power-On über LinTrcv_Init bis zu den Moduswechseln mit LinTrcv_SetOpMode. Die optionalen Übergänge sind rekonstruiert (Interpretation). Quellen: LinTrcv-SWS Abb. 7.1 S. 15 [SWS_LinTrcv_00168]

Externe Wakeups erkennt der Treiber nicht über eine eigene ISR, sondern über die ICU LinTrcv-SWS S. 17. LinIf fragt sie mit LinTrcv_CheckWakeup ab. In R20-11 bedeutet E_OK dabei „Wakeup erkannt“ [SWS_LinTrcv_00012]. Spätere Releases definieren das anders. Ein erkannter Wakeup wird über LinIf_WakeupConfirmation gemeldet [SWS_LinTrcv_91002]. LinTrcv_SetWakeupMode gibt die Benachrichtigung frei, sperrt sie oder löscht gespeicherte Ereignisse [SWS_LinTrcv_00169].

Sequenzdiagramm: Externer Wakeup von der ICU-Erkennung über LinTrcv_CheckWakeup und LinIf_WakeupConfirmation bis zur Abfrage des Grunds. Quellen: [SWS_LinTrcv_00012] [SWS_LinTrcv_91002] LinTrcv-SWS S. 17

Für den Betrieb gelten diese Randbedingungen:

• Wartezeiten bei Zustandswechseln sind mit Tm_BusyWait1us16bit umzusetzen [SWS_LinTrcv_00171].
• Auf Mehrkernsystemen müssen LinTrcvChannel und LinChannel eines Kanals dieselbe Partition referenzieren [SWS_LinTrcv_00177].
• Bei gestörter Kommunikation zum Transceiver liefern die Abfragen E_NOT_OK LinTrcv-SWS S. 26.

Die DET-Fehlercodes sind nur aus späteren Releases belegt. Da R21-11 die Fehlercodes bereinigt hat, können ihre Namen in R20-11 abweichen LinTrcv-SWS S. 1.

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Rolle zwischen LIN-Interface und Transceiver-Baustein

Der LIN Transceiver Driver (LinTrcv) kapselt die Ansteuerung des physikalischen LIN-Transceivers. Seine Schnittstelle besteht aus sieben Diensten:

• Initialisierung mit LinTrcv_Init [SWS_LinTrcv_00001]
• Moduswechsel mit LinTrcv_SetOpMode [SWS_LinTrcv_00002]
• Abfrage des Modus mit LinTrcv_GetOpMode [SWS_LinTrcv_00005]
• Abfrage des Wakeup-Grunds mit LinTrcv_GetBusWuReason [SWS_LinTrcv_00007]
• Steuerung der Wakeup-Benachrichtigung mit LinTrcv_SetWakeupMode [SWS_LinTrcv_00009]
• Wakeup-Prüfung mit LinTrcv_CheckWakeup [SWS_LinTrcv_00012]
• Versionsabfrage mit LinTrcv_GetVersionInfo [SWS_LinTrcv_00008]

Alle Dienste sind synchron. Die Software-Zustände des Treibers sind von den Hardware-Zuständen des Bausteins getrennt. Der Baustein darf mehr Übergänge kennen als der Treiber. Welche Hardware-Zustände ein Software-Zustand abdeckt, entscheidet die Implementierung. Sie muss aber die beschriebene Funktionalität vollständig erbringen LinTrcv-SWS S. 16.

Nach oben ist das LIN-Interface (LinIf) der im Payload belegte Nutzer. Die LinIf-Dienste rufen jeweils einen LinTrcv-Dienst auf:

• LinIf_SetTrcvMode ruft LinTrcv_SetOpMode auf und gibt dessen Rückgabewert unverändert zurück LinIf-SWS S. 90.
• LinIf_GetTrcvMode ruft LinTrcv_GetOpMode auf LinIf-SWS S. 91.
• LinIf_GetTrcvWakeupReason ruft LinTrcv_GetBusWuReason auf LinIf-SWS S. 92.
• LinIf_SetTrcvWakeupMode ruft LinTrcv_SetWakeupMode auf LinIf-SWS S. 93.

Die Typen LinTrcv_TrcvModeType und LinTrcv_TrcvWakeupModeType sind über Lin_GeneralTypes.h verfügbar [SWS_LinTrcv_00168] [SWS_LinTrcv_00169]. LinIf verwendet sie direkt in seinen Signaturen. Der frühere eigene Typ LinIf_TrcvModeType wurde in Version 3.1.5 durch LinTrcv_TrcvModeType ersetzt LinIf-SWS S. 4.

Nach unten nutzt der Treiber folgende Dienste:

• die Lese- und Schreibdienste von Dio, Det_ReportError und EcuM_SetWakeupEvent [SWS_LinTrcv_91003]
• Typen aus Dio, Spi, Icu und EcuM [SWS_LinTrcv_91001]
• Icu_EnableNotification und Icu_DisableNotification für die Wakeup-Benachrichtigung LinTrcv-SWS S. 17
• den Zeitdienst Tm_BusyWait1us16bit für Wartezeiten bei Zustandswechseln [SWS_LinTrcv_00171]

Erkannte Wakeups meldet der Treiber über LinIf_WakeupConfirmation an LinIf [SWS_LinTrcv_91002]. LinIf setzt daraufhin das Wakeup-Flag des betroffenen Kanals LinIf-SWS S. 98.

Kontextdiagramm: LinTrcv liegt zwischen LinIf und den hardwarenahen Diensten Dio/Spi, Icu und Tm und meldet Wakeups an LinIf zurück. Quellen: [SWS_LinTrcv_91001] [SWS_LinTrcv_91002] [SWS_LinTrcv_91003] [SWS_LinTrcv_00171] LinTrcv-SWS S. 17 LinTrcv-SWS Abb. 10.3 S. 45

Lebenszyklus der Betriebsmodi von Power-On bis Sleep

Der Treiber kennt drei Software-Betriebsmodi: LINTRCV_TRCV_MODE_NORMAL, LINTRCV_TRCV_MODE_STANDBY und LINTRCV_TRCV_MODE_SLEEP [SWS_LinTrcv_00168]. Abbildung 7.1 der Spezifikation ordnet sie in einen Lebenszyklus ein LinTrcv-SWS Abb. 7.1 S. 15:

• Nach dem Einschalten ist der Treiber im Zustand NOT_ACTIVE.
• LinTrcv_Init überführt ihn in den Zustand ACTIVE. Die drei Modi liegen innerhalb von ACTIVE.
• Ein Spannungsverlust beendet den Lebenszyklus.

LinTrcv_Init erhält einen Zeiger auf den gewählten Konfigurationssatz [SWS_LinTrcv_00001]. Die Struktur LinTrcv_ConfigType ist implementierungsspezifisch [SWS_LinTrcv_00172]. Seit Version 4.3.1 ist der Ausgangsmodus nach der Initialisierung auf LINTRCV_TRCV_MODE_SLEEP beschränkt LinTrcv-SWS S. 1.

Im Zustand ACTIVE schaltet LinTrcv_SetOpMode den internen Zustand des adressierten Kanals auf den übergebenen Modus [SWS_LinTrcv_00002] LinTrcv-SWS S. 25. Der Modus LINTRCV_TRCV_MODE_STANDBY ist optional. Er kann ein rein interner Zustand sein, den die Hardware für Übergänge nutzt. Eine konkrete Hardware braucht womöglich nicht alle Schnittstellen LinTrcv-SWS Abb. 7.1 S. 15. Die Spezifikation nennt außerdem Bedingungen, unter denen LinTrcv_SetOpMode den Kanal nach STANDBY schaltet. Diese Bedingungen sind im vorliegenden Auszug abgeschnitten und werden hier nicht ausgeführt LinTrcv-SWS S. 25.

LinTrcv_GetOpMode liefert im Ausgabeparameter OpMode den aktuellen Software-Zustand des Treibers [SWS_LinTrcv_00005] LinTrcv-SWS S. 26. Das ist nicht zwingend der Zustand des Bausteins. Ein Aufrufer kann damit vor einem Moduswechsel prüfen, in welchem Modus der Kanal ist. Über LinIf ist diese Abfrage als LinIf_GetTrcvMode verfügbar LinIf-SWS S. 91.

Zustandsdiagramm: Nach Power-On ist der Treiber inaktiv. LinTrcv_Init führt in den aktiven Bereich mit Ausgangsmodus SLEEP, LinTrcv_SetOpMode wechselt zwischen den Modi. Die optionalen Übergänge sind aus den Bildtexten von Abb. 7.1 rekonstruiert (Interpretation). Bedingte Wechsel nach STANDBY sind nicht dargestellt. Quellen: LinTrcv-SWS Abb. 7.1 S. 15 [SWS_LinTrcv_00168] [SWS_LinTrcv_00001] LinTrcv-SWS S. 1

Moduswechsel und Abfragen über das LIN-Interface

Jeder Dienst adressiert einen Kanal über den Parameter LinNetwork vom Typ uint8 [SWS_LinTrcv_00002] [SWS_LinTrcv_00005]. In LinIf heißt der entsprechende Parameter Channel und hat den Typ NetworkHandleType LinIf-SWS S. 90.

LinTrcv_SetOpMode ist synchron und nicht reentrant, die Service-ID ist 0x01. Die Rückgabewerte bedeuten [SWS_LinTrcv_00002]:

• E_OK: Der Transceiver-Zustand hat auf den angeforderten Modus gewechselt.
• E_NOT_OK: Der Wechsel wurde nicht akzeptiert, ist fehlgeschlagen, oder der Parameter liegt außerhalb des zulässigen Bereichs.

LinIf muss den Aufruf für alle Transceiver und alle Modi zulassen, auch wenn die Hardware einen Modus nicht unterstützt LinIf-SWS S. 90. Die Abbildung auf die Hardware bleibt damit Aufgabe von LinTrcv.

Wartezeiten bei Zustandswechseln realisiert der Treiber mit Tm_BusyWait1us16bit [SWS_LinTrcv_00171]. Da LinTrcv_SetOpMode synchron arbeitet [SWS_LinTrcv_00002], dürfte diese aktive Wartezeit innerhalb des Aufrufs anfallen und seine Laufzeit verlängern (Interpretation). Frage Q-54fe21bbe7c737d9 (offen) Beim Wechsel in den Standby-Modus aktiviert der Treiber außerdem die ICU-Kanäle für die Wakeup-Erkennung LinTrcv-SWS S. 17.

Die Abfragedienste sind reentrant. LinTrcv_GetBusWuReason liefert den erkannten Wakeup-Grund im Typ LinTrcv_TrcvWakeupReasonType [SWS_LinTrcv_00007]. Zu dessen Werten gehören LINTRCV_WU_ERROR, LINTRCV_WU_NOT_SUPPORTED, LINTRCV_WU_BY_BUS und LINTRCV_WU_BY_PIN [SWS_LinTrcv_00170]. Wie genau sich Wakeup-Gründe unterscheiden lassen, hängt stark von der Transceiver-Hardware ab LinTrcv-SWS S. 28. LinTrcv_GetVersionInfo gibt die Versionsinformation als Std_VersionInfoType zurück [SWS_LinTrcv_00008] LinTrcv-SWS S. 29.

Sequenzdiagramm: Ein Moduswechsel läuft von LinIf zu LinTrcv. LinTrcv wartet über Tm, aktiviert beim Wechsel nach STANDBY die ICU-Notifikation und gibt sein Ergebnis über LinIf unverändert zurück. Die Ansteuerung über Dio/Spi und die Lage der Wartezeit im Aufruf sind Interpretation. Quellen: [SWS_LinTrcv_00002] [SWS_LinTrcv_00171] LinIf-SWS S. 90 LinTrcv-SWS S. 17

Wakeup erkennen, melden und steuern

Der Treiber unterscheidet zwei Wakeup-Arten LinTrcv-SWS S. 17:

• Interner Wakeup: Eine obere Schicht löst ihn aus, etwa durch LinTrcv_Init oder LinTrcv_SetOpMode.
• Externer Wakeup: Der Treiber erkennt ihn am LIN-Kanal. LinIf muss LinTrcv_CheckWakeup aufrufen, damit der Wakeup nach oben gemeldet wird.

Eine eigene ISR für den Wakeup sieht der Treiber nicht vor. Die Erkennung läuft über die ICU mit Icu_EnableNotification und Icu_DisableNotification. Die Wakeup-Art wird über den Konfigurationsparameter LinTrcvWakeUpSupport gewählt. Mit LinTrcvWakeupByBusUsed lässt sich die Wakeup-Unterstützung je Kanal ein- und ausschalten LinTrcv-SWS S. 17.

LinTrcv_CheckWakeup wertet den Wakeup auf dem adressierten Netz aus, etwa einen dominanten Buspegel oder eine negative Flanke am Wakeup-Pin LinTrcv-SWS S. 30. In R20-11 bedeuten die Rückgabewerte [SWS_LinTrcv_00012]:

• E_OK: Ein Wakeup wurde erkannt.
• E_NOT_OK: Es wurde kein Wakeup erkannt.

Die Dokumentstelle aus späteren Releases definiert die Werte anders, als „Aufruf akzeptiert/nicht akzeptiert“. Diese Änderung kam mit R22-11 und gilt für R20-11 nicht LinTrcv-SWS S. 1 LinTrcv-SWS S. 30. Nach einer erfolgreichen Erkennung meldet der Treiber die Wakeup-Quelle über LinIf_WakeupConfirmation [SWS_LinTrcv_91002]. Eigene Callback-Benachrichtigungen bietet LinTrcv nicht an LinTrcv-SWS S. 32. Deshalb muss LinTrcv_CheckWakeup aktiv aufgerufen werden.

LinTrcv_SetWakeupMode ist synchron und nicht reentrant. Es steuert die Wakeup-Benachrichtigung je Netz über LinTrcv_TrcvWakeupModeType [SWS_LinTrcv_00009] [SWS_LinTrcv_00169]:

• LINTRCV_WUMODE_ENABLE gibt die Benachrichtigung frei.
• LINTRCV_WUMODE_DISABLE sperrt sie.
• LINTRCV_WUMODE_CLEAR löscht ein gespeichertes Wakeup-Ereignis.

Liegt beim Freigeben bereits ein gespeichertes Ereignis vor, führt der Treiber die Benachrichtigung noch im Aufruf oder unmittelbar danach aus LinTrcv-SWS S. 31. LinIf bietet diese Steuerung als LinIf_SetTrcvWakeupMode an LinIf-SWS S. 93.

Sequenzdiagramm: Ein externer Wakeup wird über die ICU erkannt. LinIf prüft ihn mit LinTrcv_CheckWakeup, LinTrcv bestätigt ihn per LinIf_WakeupConfirmation, und der Grund ist danach abfragbar (Rückgabewerte nach R20-11). Quellen: [SWS_LinTrcv_00012] [SWS_LinTrcv_91002] [SWS_LinTrcv_00007] LinTrcv-SWS S. 17 LinIf-SWS S. 98

Aktivitätsdiagramm: LinTrcv_SetWakeupMode verzweigt nach dem angeforderten Modus. Nur bei ENABLE mit gespeichertem Ereignis folgt sofort eine Benachrichtigung. Quellen: [SWS_LinTrcv_00009] [SWS_LinTrcv_00169] LinTrcv-SWS S. 31

Hardwarezugriff, Kanalkonfiguration und Partitionierung

Wie der Treiber den Baustein erreicht, legt der Auswahlcontainer LinTrcvAccess fest LinTrcv-SWS Abb. 10.3 S. 45. Genau eine von zwei Varianten ist zu wählen:

• LinTrcvDioAccess: Die Transceiver-Pins werden auf DIO-Kanäle abgebildet.
• LinTrcvSpiSequence: Ein SPI-fähiger Baustein wird über eine SPI-Sequenz angesprochen.

Das Schaubild stammt aus R23-11 und späteren Releases. Die DIO-Lese- und Schreibdienste sowie die SPI-Typen sind aber schon in R20-11 als genutzte Schnittstellen bzw. importierte Typen aufgeführt [SWS_LinTrcv_91003] [SWS_LinTrcv_91001].

Für Mehrkernsysteme gelten in R20-11 folgende Regeln:

• Der Treiber muss Konfigurationen mit nicht unterstützten Partitionszuordnungen zurückweisen [SWS_LinTrcv_00174].
• Die über LinTrcvChannelEcucPartitionRef referenzierten Partitionen müssen eine Teilmenge der über LinTrcvEcucPartitionRef referenzierten sein. Referenziert das Modul Partitionen, muss jeder Kanal genau eine davon referenzieren [SWS_LinTrcv_00176].
• LinTrcvChannel und LinChannel desselben Kommunikationskanals müssen dieselbe Partition referenzieren [SWS_LinTrcv_00177].

Die Mehrkern-Verteilung kam mit R19-11 hinzu und wurde in R24-11 präzisiert LinTrcv-SWS S. 1.

Verhalten im Fehlerfall

Laufzeitfehler zeigen sich im Rückgabewert:

• Bei fehlender oder gestörter Kommunikation zum Transceiver liefern LinTrcv_GetOpMode LinTrcv-SWS S. 26 und LinTrcv_GetBusWuReason LinTrcv-SWS S. 28 E_NOT_OK.
• LinTrcv_SetOpMode liefert E_NOT_OK, wenn ein Wechsel nicht akzeptiert wurde oder gescheitert ist [SWS_LinTrcv_00002].
• LinTrcv_SetWakeupMode liefert E_NOT_OK, wenn der Wakeup-Modus nicht gesetzt werden konnte LinTrcv-SWS S. 31.
• Lässt sich ein Wakeup-Grund wegen eines Fehlers nicht bestimmen, steht dafür der Wert LINTRCV_WU_ERROR bereit [SWS_LinTrcv_00170].

Entwicklungsfehler meldet der Treiber über Det_ReportError [SWS_LinTrcv_91003]. In R20-11 führen sie bei LinTrcv_GetOpMode und LinTrcv_GetBusWuReason zu E_NOT_OK [SWS_LinTrcv_00005] [SWS_LinTrcv_00007]. Die Dokumentstellen aus späteren Releases nennen konkrete Prüfungen LinTrcv-SWS S. 26 LinTrcv-SWS S. 30 LinTrcv-SWS S. 29:

• Aufruf vor der Initialisierung: LINTRCV_E_UNINIT
• ungültige Netznummer: LINTRCV_E_INVALID_LIN_NETWORK
• Nullzeiger bei LinTrcv_GetVersionInfo: LINTRCV_E_PARAM_POINTER

Diese Prüfungen dürften inhaltlich auch für R20-11 gelten (Interpretation). Frage Q-58e3d310b525b810 (offen) R20-11 hat jedoch die Fehlerklassifikation bereinigt und R21-11 die Fehlercodes. Die Bezeichner können in R20-11 deshalb abweichen LinTrcv-SWS S. 1.

Einen Teil der Fehlbedienungen fängt schon LinIf ab. Bei ungültigem Channel melden LinIf_SetTrcvMode und LinIf_GetTrcvMode den Fehler LINIF_E_NONEXISTENT_CHANNEL LinIf-SWS S. 90. LinIf_GetTrcvMode liefert bei ungültigem Kanal oder Nullzeiger außerdem E_NOT_OK LinIf-SWS S. 91. Erhält LinIf_WakeupConfirmation eine ungültige Wakeup-Quelle, löst es bei aktivierter Fehlererkennung LINIF_E_PARAM_WAKEUPSOURCE aus LinIf-SWS S. 98.

Weiterführende Detailbelege

• [SWS_LinTrcv_00002] mit LinTrcv-SWS S. 25: Moduswechsel, Rückgabewerte und Wechsel nach STANDBY.
• [SWS_LinTrcv_00012] mit LinTrcv-SWS S. 30: Wakeup-Prüfung. Die Rückgabewerte in R20-11 weichen von späteren Releases ab.
• [SWS_LinTrcv_00009] [SWS_LinTrcv_00169] mit LinTrcv-SWS S. 31: Wakeup-Benachrichtigung freigeben, sperren und löschen.
• [SWS_LinTrcv_00168] mit LinTrcv-SWS Abb. 7.1 S. 15: Betriebsmodi und Lebenszyklus.
• [SWS_LinTrcv_00170] mit LinTrcv-SWS S. 28: Wakeup-Gründe und ihre Abhängigkeit von der Hardware.
• [SWS_LinTrcv_00171]: Wartezeiten über Tm_BusyWait1us16bit.
• [SWS_LinTrcv_00174] [SWS_LinTrcv_00176] [SWS_LinTrcv_00177]: Partitionierung auf Mehrkern-Steuergeräten.
• [SWS_LinTrcv_91001] [SWS_LinTrcv_91002] [SWS_LinTrcv_91003]: importierte Typen, Wakeup-Bestätigung an LinIf und weitere genutzte Schnittstellen.
• LinTrcv-SWS S. 17: interne und externe Wakeups, ICU-Nutzung und Wakeup-Konfiguration.