namespace apext::tsync

Der Namespace apext::tsync stellt Schnittstellen und Datencontainer für das Freshness Value Management der Adaptive-Zeitsynchronisation bereit. Über die Schnittstelle FVM werden Aktualitätswerte in FVContainer-Instanzen gekapselt, um Zeitnachrichten gegen Replay-Angriffe abzusichern. Tritt bei der Initialisierung ein nicht behebbarer Fehler auf oder ist ein Wert temporär nicht verfügbar, wird dies über die Fehlercodes der TsyncFvmErrorDomain abgebildet [SWS_TS_14202]. Die Instanziierung standardisierter Fehlerobjekte erfolgt dabei ausnahmesicher und threadsicher über MakeErrorCode [SWS_TS_14213].

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Kontext

Der Namespace apext::tsync stellt eine plattformspezifische Erweiterung der AUTOSAR-Adaptive-Zeitsynchronisation (ara::tsync) dar. Seine zentrale Aufgabe ist das Freshness Value Management (FVM), das Mechanismen zur Gewährleistung der Aktualität von Zeitinformationen bereitstellt, um Replay-Angriffe und veraltete Zustände in zeitsynchronisierten Netzwerken zu verhindern. Zu den Kernbestandteilen gehören die Schnittstelle FVM, der Datencontainer FVContainer, die Fehlerdomäne TsyncFvmErrorDomain sowie die Ausnahmeklasse TsyncFvmException.

Die Klasse FVContainer kapselt einen Aktualitätswert, indem sie dessen Länge in Bits sowie den Wert selbst in Form eines Byte-Vektors verwaltet. Die Schnittstelle FVM fungiert als funktionale Brücke für ara::tsync. FVM dürfte als Abstraktionsschnittstelle fungieren, über die zeitsynchronisierende Instanzen von ara::tsync aktuelle Frischewerte beziehen oder verifizieren. Frage Q-f92f53d92ec347e5 (offen) Die Fehlerdomäne TsyncFvmErrorDomain und zugehörige Hilfsfunktionen stellen die standardisierte Fehlerberichterstattung sicher [SWS_TS_14212].

Kontextdiagramm: Komponenten des Namespace apext::tsync und deren Interaktion mit ara::tsync. Quellen: [SWS_TS_14202], [SWS_TS_14212].

Lebenszyklus

Der Lebenszyklus der Komponenten im Namespace apext::tsync gliedert sich in Initialisierungs-, Betriebs- und Beendigungsphasen. Für die Initialisierungsphase definiert die Enumeration TsyncFvmErrc den Fehlerwert kFVInitializeFailed (= 2), der als nicht behebbarer Fehler (unrecoverable error) spezifiziert ist und anzeigt, dass der Freshness Value Manager nicht verwendet werden konnte [SWS_TS_14202]. Der Fehler kFVInitializeFailed deutet vermutlich darauf hin, dass vor dem Abruf von Freshness Values eine Initialisierungsphase des FVM durchlaufen werden muss, deren Fehlschlag eine weitere Verwendung ausschließt. Frage Q-d9c097d736bae053 (offen)

Im laufenden Betrieb besitzen FVContainer-Instanzen eine temporäre Lebensdauer: Sie werden bei Bedarf instanziiert, mit dem Vektor und der Bitlänge befüllt und an die synchronisierenden Protokollinstanzen übergeben. Demgegenüber besitzt das Fehlerdomänen-Objekt TsyncFvmErrorDomain eine statische Lebensdauer über den gesamten Prozesszeitraum. Die Funktion GetTsyncFvmErrorDomain() gibt eine Referenz auf das globale Instanzobjekt zurück [SWS_TS_14212]. Sowohl GetTsyncFvmErrorDomain() als auch die Fabrikfunktion MakeErrorCode() sind als constexpr und noexcept deklariert sowie als ausnahmesicher und threadsicher spezifiziert [SWS_TS_14212], [SWS_TS_14213]. Dies erlaubt eine nebenläufige Fehlererzeugung und -abfrage ohne Synchronisationssperren.

Nutzungspfad

Der typische Nutzungspfad im Zusammenspiel mit der Zeitsynchronisation umfasst die Bereitstellung und Auswertung von Aktualitätswerten:

1. Eine Komponente aus ara::tsync fordert zur Absicherung einer Zeitbotschaft einen aktuellen Frischewert über die Schnittstelle FVM an.
2. Bei erfolgreicher Wertermittlung erzeugt bzw. befüllt FVM eine Instanz von FVContainer mit der Bitlänge und dem Byte-Vektor des Werts und liefert diese an den Aufrufer zurück.
3. Kann der Frischewert zur Laufzeit temporär nicht bereitgestellt werden, meldet FVM den behebbaren Fehler kFVNotAvailable [SWS_TS_14202]. Hierzu wird über MakeErrorCode() ein passendes ara::core::ErrorCode-Objekt mit herstellerspezifischen Zusatzdaten erzeugt [SWS_TS_14213].
4. Die aufrufende Komponente wertet das Ergebnis aus und entscheidet über Wiederholungsversuche oder Ersatzmaßnahmen.

Sequenzdiagramm: Abruf eines Aktualitätswerts und Behandlung möglicher Fehlerzustände. Quellen: [SWS_TS_14202], [SWS_TS_14213].

Fehlerszenarien

Die Fehlerbehandlung in apext::tsync basiert auf der Architektur von ara::core::ErrorDomain und ara::core::ErrorCode. Die Fehlercodes der TsyncFvmErrorDomain sind in der Enumeration TsyncFvmErrc aufgeführt, deren Basistyp ara::core::ErrorDomain::CodeType ist [SWS_TS_14202]:

• kFVNotAvailable (= 1): Behebbarer Fehler (recoverable error), der signalisiert, dass der Freshness Value gegenwärtig nicht verfügbar ist [SWS_TS_14202]. Aufrufer können die Anfrage erneut stellen oder den aktuellen Verarbeitungszyklus überspringen.
• kFVInitializeFailed (= 2): Nicht behebbarer Fehler (unrecoverable error), der besagt, dass der Freshness Value Manager nicht initialisiert oder verwendet werden konnte [SWS_TS_14202]. Dies führt zum Abbruch der abhängigen Zeitsynchronisationsdienste.

Die Erzeugung konkreter Fehlerobjekte erfolgt über die Hilfsfunktion MakeErrorCode(TsyncFvmErrc code, ara::core::ErrorDomain::SupportDataType data), die den Enumerator und herstellerspezifische Zusatzdaten entgegennimmt [SWS_TS_14213]. Die Deklarationen befinden sich im Header apext/tsync/fvm_error_domain.h, während Vorwärtsdeklarationen über apext/tsync/tsync_fwd.h bezogen werden können [SWS_TS_14202]. Für ausnahmebasierte Fehlerpfade stellt der Namespace die Klasse TsyncFvmException bereit. TsyncFvmException dürfte vermutlich geworfen werden, wenn Fehler der TsyncFvmErrorDomain in Ausnahmekontexten statt über ara::core::ErrorCode gemeldet werden. Frage Q-a779e133b471f03d (offen)