CAN Interface (CanIf)

CanIf es la capa independiente del hardware situada entre los controladores o transceptores CAN y los módulos de comunicación superiores. Asigna solicitudes de transmisión a Can_Write(), almacena en búfer cuando el hardware está ocupado y reenvía confirmaciones e indicaciones de recepción filtradas a callbacks configurados [SWS_CANIF_00318]. Controla los modos de controlador y transceptor por encargo de CanSm y notifica BusOff y cambios de modo. Los modos de canal de PDU conmutan la ruta de transmisión y de recepción por separado. Solo se transmite si el controlador está en CAN_CS_STARTED y la ruta de transmisión está habilitada [SWS_CANIF_00317].

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La CAN Interface (CanIf) asume todas las tareas independientes del hardware de la comunicación CAN. Entre ellas se incluyen las solicitudes de transmisión, confirmaciones, indicaciones de recepción, mensajes de error, así como el inicio y la parada de los controladores CAN SWS CanIf p. 13. CanIf solo accede a los búferes de hardware a través de servicios de CanDrv [SWS_CANIF_00023]. Direcciona los controladores y transceptores de varios controladores mediante IDs abstractos [SWS_CANIF_00653]. La configuración determina qué callbacks se invocan en PduR, CanNm, CanTp, CanSm o EcuM [SWS_CANIF_00011] [SWS_CANIF_00724].

Diagrama de contexto: CanIf entre los módulos de comunicación superiores, la gestión de modos y los controladores para controladores y transceptores. Fuentes: [SWS_CANIF_00012], [SWS_CANIF_00358], SWS CanIf p. 21

EcuM inicializa CanIf con CanIf_Init(). A continuación, cada canal se encuentra en CANIF_OFFLINE [SWS_CANIF_00864], y hasta ese momento los servicios rechazan con E_NOT_OK [SWS_CANIF_00661]. El inicio del controlador a través de CanIf_SetControllerMode() se ejecuta de forma asíncrona. La finalización la notifica CanIf_ControllerModeIndication(), la cual CanIf reenvía a CanSm [SWS_CANIF_00003] [SWS_CANIF_00711]. Solo después CanIf_SetPduMode() acepta solicitudes [SWS_CANIF_00874]. Los modos de canal de PDU conmutan la ruta de transmisión y recepción por separado. Eventos del controlador como SLEEP, STOPPED o BusOff los fuerzan [SWS_CANIF_00865] [SWS_CANIF_00866].

Diagrama de estados: Los cuatro modos de canal de PDU y sus transiciones mediante CanIf_SetPduMode() y eventos del controlador. Fuentes: [SWS_CANIF_00137], [SWS_CANIF_00866], SWS CanIf Fig. 7.8 p. 61

Durante la transmisión, CanIf_Transmit() invoca Can_Write() [SWS_CANIF_00318]. Si el hardware está ocupado, CanIf almacena en búfer la L-PDU, siempre que haya un búfer configurado [SWS_CANIF_00381]. Con la siguiente confirmación, envía posteriormente la entrada con la prioridad más alta [SWS_CANIF_00668]. Las L-PDUs recibidas pasan por filtros de software y verificación de longitud antes de que CanIf las reenvíe a <User_RxIndication> [SWS_CANIF_00389] [SWS_CANIF_00056].

En caso de error, un BusOff establece el canal en CANIF_TX_OFFLINE y se notifica a CanSm [SWS_CANIF_00724]. Al detener un controlador, CanIf confirma todas las solicitudes de transmisión pendientes con E_NOT_OK [SWS_CANIF_00739]. Los errores de parámetros y de tiempo de ejecución van al DET [SWS_CANIF_91006] [SWS_CANIF_91007].

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Rol: centro neurálgico independiente del hardware entre los controladores CAN y el stack de comunicación

La CAN Interface (CanIf) asume todas las tareas independientes del hardware de la comunicación CAN de una ECU. Los controladores CAN subyacentes solo se encargan ya de su hardware concreto. CanIf procesa solicitudes de transmisión, confirmaciones de transmisión, indicaciones de recepción y mensajes de error, e inicia o detiene los controladores CAN SWS CanIf p. 13. Accede a los búferes de hardware exclusivamente mediante servicios de CanDrv [SWS_CANIF_00023]. Los servicios de control operan con un ControllerId abstracto, que numera correlativamente a partir de 0 los controladores de todas las instancias de CanDrv [SWS_CANIF_00653]. Para los transceptores aplica lo mismo con el TransceiverId [SWS_CANIF_00655].

Hacia abajo, CanIf agrupa las APIs de varios controladores CanTrcv en una interfaz uniforme, pero no contiene lógica de transceptor en sí misma SWS CanIf p. 21. Incluso con varios CanDrvs, cada callback existe solo una vez. CanIf reconoce el controlador llamante mediante el ControllerId en Can_HwType SWS CanIf p. 68.

Hacia arriba, CanIf invoca callbacks configurables como <User_TxConfirmation> y <User_RxIndication> [SWS_CANIF_00011] [SWS_CANIF_00012]. La configuración determina el receptor concreto, por ejemplo PduR_CanIfRxIndication [SWS_CANIF_00442] o CanTp_TxConfirmation [SWS_CANIF_00550]. CanIf notifica BusOff y cambios de modo a CanSm o a un CDD [SWS_CANIF_00724] [SWS_CANIF_00711]. Las validaciones de wake-up se envían a EcuM [SWS_CANIF_00563].

Diagrama de contexto: CanIf media entre los módulos de comunicación superiores, la gestión de modos (CanSm, EcuM) y los controladores para controladores CAN y transceptores. Los mensajes de error, de seguridad y de mirroring van a DET, IdsM y Mirror. Fuentes: [SWS_CANIF_00011], [SWS_CANIF_00724], [SWS_CANIF_00358], [SWS_CANIF_00905], [SWS_CANIF_00913], SWS CanIf p. 13.

El alcance de funciones depende en gran medida de la configuración. CanIf_Init() lee de los contenedores de configuración, entre otros datos, el número de controladores y la asignación de los HTHs/HRHs SWS CanIf p. 22. HTH y HRH son handles a objetos lógicos de transmisión y recepción, respectivamente [SWS_CANIF_00291] [SWS_CANIF_00292]. Muchos servicios pueden deseleccionarse mediante modificadores de precompilación, p. ej. CanIf_ReadRxPduData() [SWS_CANIF_00330] o CanIf_SetBaudrate() [SWS_CANIF_00871]. Si para un callback no obligatorio no se ha configurado ningún nombre, la llamada se omite SWS CanIf p. 133. En cambio, <User_ControllerBusOff> debe estar configurado siempre [SWS_CANIF_00524].

De la inicialización al controlador iniciado

EcuM invoca CanIf_Init() [SWS_CANIF_00001]. Al hacerlo, CanIf inicializa variables, flags y búferes [SWS_CANIF_00085], así como todos los búferes de L-PDUs de transmisión [SWS_CANIF_00387]. Cada canal se inicia en CANIF_OFFLINE [SWS_CANIF_00864]. Los controladores permanecen después en el modo STOPPED, en el que ni se transmite ni se recibe. EcuM inicializa CanDrv y CanTrcv por separado SWS CanIf p. 40. Antes de la inicialización, todos los servicios devuelven E_NOT_OK excepto CanIf_Init() y CanIf_GetVersionInfo() [SWS_CANIF_00661]. Quien invoque CanIf_DeInit() [SWS_CANIF_91002] debe asegurarse de que no se estén ejecutando más transmisiones SWS CanIf p. 81.

El inicio del controlador se ejecuta de forma asíncrona. CanIf_SetControllerMode() [SWS_CANIF_00003] invoca Can_SetControllerMode() [SWS_CANIF_00308]. El controlador notifica posteriormente el cambio consumado mediante CanIf_ControllerModeIndication() [SWS_CANIF_00699], y CanIf traslada la notificación a CanSm [SWS_CANIF_00711]. En funcionamiento por sondeo (polling), Can_MainFunction_Mode() detecta el cambio SWS CanIf p. 152. Solo en CAN_CS_STARTED CanIf_SetPduMode() acepta solicitudes [SWS_CANIF_00874].

Diagrama de secuencias: La solicitud de inicio se confirma de inmediato, pero el cambio de modo se indica más tarde. Después se pueden habilitar las rutas de PDU. Fuentes: [SWS_CANIF_00308], [SWS_CANIF_00711], [SWS_CANIF_00874], SWS CanIf p. 156

Modos de canal de PDU: conmutar por separado la ruta de transmisión y recepción

Cada canal de un controlador tiene un modo de tipo CanIf_PduModeType [SWS_CANIF_00137]. Las capas superiores lo establecen con CanIf_SetPduMode() y lo leen con CanIf_GetPduMode() [SWS_CANIF_00008] [SWS_CANIF_00009]. Los modos en detalle SWS CanIf p. 58:

• CANIF_OFFLINE: Las solicitudes de transmisión se rechazan con E_NOT_OK y se vacían los búferes. Las indicaciones y confirmaciones se suprimen [SWS_CANIF_00073].
• CANIF_TX_OFFLINE: Solo la ruta de transmisión está bloqueada; la recepción permanece activa [SWS_CANIF_00489].
• CANIF_TX_OFFLINE_ACTIVE: Las solicitudes de transmisión se confirman inmediatamente sin reenviarse a CanDrv [SWS_CANIF_00072].
• CANIF_ONLINE: Transmisión y recepción están completamente activas [SWS_CANIF_00075].

Los eventos del controlador fuerzan el modo de canal. CAN_CS_SLEEP conduce a CANIF_OFFLINE [SWS_CANIF_00865]. CAN_CS_STOPPED y BusOff conducen a CANIF_TX_OFFLINE [SWS_CANIF_00866].

Diagrama de estados: Los cuatro modos de canal de PDU con transiciones mediante CanIf_SetPduMode() y mediante eventos del controlador. Los tres modos restringidos se agrupan en un superestado como en la especificación. Fuentes: [SWS_CANIF_00864], [SWS_CANIF_00865], [SWS_CANIF_00866], [SWS_CANIF_00874], SWS CanIf Fig. 7.8 p. 61

Ruta de transmisión: CanIf_Transmit, almacenamiento en búfer y Trigger Transmit

CanIf_Transmit() [SWS_CANIF_00005] determina el HTH e invoca Can_Write(). El swPduHandle pasado retorna más tarde en CanIf_TxConfirmation() [SWS_CANIF_00318]. Antes, CanIf establece los dos bits más significativos del CanId [SWS_CANIF_00243]. Si Can_Write() devuelve E_OK, esto aplica también a la solicitud de transmisión [SWS_CANIF_00162].

Una solicitud solo se acepta bajo estas condiciones:

• El controlador está iniciado y la ruta de transmisión está online u offline active [SWS_CANIF_00317].
• Con PnTxFilter activo, solo pasan CanIfTxPduPnFilterPdus [SWS_CANIF_00750].
• Los datos con longitud excesiva se truncan con CanIfTxPduTruncation [SWS_CANIF_00894]; de lo contrario, se rechazan [SWS_CANIF_00900].

Pasajes de documentos más recientes citan adicionalmente CanXL_Write() SWS CanIf p. 87. Para R20-11, solo Can_Write() es normativo.

Diagrama de actividades: Así decide CanIf_Transmit() entre rechazo, confirmación simulada, transmisión directa y almacenamiento en búfer. Interpretación: El orden de las comprobaciones se ha seleccionado por motivos de legibilidad. Fuentes: [SWS_CANIF_00317], [SWS_CANIF_00382], [SWS_CANIF_00072], [SWS_CANIF_00381], [SWS_CANIF_00837], SWS CanIf Fig. 7.5 p. 51.

Si Can_Write() notifica CAN_BUSY y CanIfPublicTxBuffering está activo [SWS_CANIF_00063], CanIf intenta almacenar en búfer la L-PDU [SWS_CANIF_00381]. Esto presupone un tamaño de búfer superior a cero [SWS_CANIF_00835]. Si la misma L-PDU ya se encuentra en el búfer, se sobrescribe [SWS_CANIF_00068]. Si el búfer está lleno, se rechaza una nueva L-PDU con E_NOT_OK [SWS_CANIF_00837]. Una L-PDU se encuentra siempre en un solo lugar: en el objeto de hardware o en el búfer de CanIf SWS CanIf p. 43.

Con CanIf_TxConfirmation() [SWS_CANIF_00007], CanIf notifica al usuario correspondiente mediante <User_TxConfirmation> con E_OK [SWS_CANIF_00383]. En la misma llamada, comprueba los búferes del HTH que ha quedado libre [SWS_CANIF_00386]. Pasa la entrada en espera con la prioridad más alta a Can_Write() [SWS_CANIF_00668] [SWS_CANIF_00070]. Con E_OK, elimina inmediatamente la entrada del búfer [SWS_CANIF_00183]. Pasajes de documentos más recientes denominan al callback LSduR_CanIfTxConfirmation() SWS CanIf p. 157. En R20-11 aplica <User_TxConfirmation>.

Diagrama de secuencias: Si el hardware está ocupado, la L-PDU se almacena en búfer. La confirmación de una solicitud anterior desencadena entonces el envío posterior desde el búfer. Fuentes: [SWS_CANIF_00381], [SWS_CANIF_00386], [SWS_CANIF_00668], [SWS_CANIF_00183], SWS CanIf p. 138, SWS CanIf p. 143

En caso de Triggered Transmission, el usuario no pasa datos, sino un SduDataPtr NULL [SWS_CANIF_00882]. Si el hardware está libre, el controlador obtiene los datos mediante CanIf_TriggerTransmit() [SWS_CANIF_00883]. CanIf reenvía la llamada a <User_TriggerTransmit> y devuelve su resultado [SWS_CANIF_00885]. Si el hardware está ocupado, CanIf solo almacena en búfer el Transmit Request [SWS_CANIF_00881]. El CanId de L-PDUs dinámicas puede modificarse con CanIf_SetDynamicTxId() [SWS_CANIF_00189]. Como alternativa, procede de los MetaData [SWS_CANIF_00855] SWS CanIf p. 34.

Diagrama de secuencia: En Trigger Transmit, el controlador no recoge los datos del usuario hasta que el objeto de hardware está libre. Fuentes: [SWS_CANIF_00882], [SWS_CANIF_00885], [SWS_CANIF_00881], SWS CanIf Fig. 9.6 p. 137

Ruta de recepción: filtrado, comprobación de longitud, reenvío

Tras una recepción, el controlador llama a CanIf_RxIndication() con Mailbox y datos [SWS_CANIF_00006]. El procesamiento transcurre en tres etapas:

• Filtro por software: Para HRH BasicCAN, CanIf filtra por software [SWS_CANIF_00663] SWS CanIf p. 39. Un rechazo finaliza el procesamiento [SWS_CANIF_00389].
• Comprobación de longitud: Se realiza a continuación, si está configurada [SWS_CANIF_00390], y acepta al menos la longitud configurada [SWS_CANIF_00026].
• Reenvío: Las L-PDU aceptadas van al <User_RxIndication> configurado [SWS_CANIF_00056] [SWS_CANIF_00135]. En el caso de L-SDU dinámicas, el CanId va a CAN_ID_32 [SWS_CANIF_00848].

Diagrama de actividades: El filtro por software y la comprobación de longitud deciden si se notifica una L-PDU recibida. Los efectos secundarios dependientes de la configuración se muestran en paralelo. Fuentes: [SWS_CANIF_00421], [SWS_CANIF_00389], [SWS_CANIF_00168], [SWS_CANIF_00199], [SWS_CANIF_00392], SWS CanIf Fig. 7.6 p. 51

De forma complementaria, CanIf ofrece servicios de consulta. CanIf_ReadRxPduData() lee datos de un búfer de recepción propio [SWS_CANIF_00194] [SWS_CANIF_00198], pero no está previsto para la recepción por rangos [SWS_CANIF_00329]. CanIf_ReadTxNotifStatus() y CanIf_ReadRxNotifStatus() restablecen el estado durante la lectura [SWS_CANIF_00393] [SWS_CANIF_00394]. Este «read-and-consume» garantiza que se haya producido al menos un evento desde la última llamada SWS CanIf p. 55. CanIf_GetTxConfirmationState() agrupa las confirmaciones de un controlador completo [SWS_CANIF_00734].

Transceptor, wake-up y Partial Networking

CanIf reenvía los servicios de transceptor directamente al controlador CanTrcv. CanIf_SetTrcvMode() llama a CanTrcv_SetOpMode() [SWS_CANIF_00358], CanIf_GetTrcvMode() llama a CanTrcv_GetOpMode() [SWS_CANIF_00363]. CanIf transmite los cambios de modo del transceptor a CanSm [SWS_CANIF_00712].

Para el wake-up, CanIf_CheckWakeup() consulta a los controladores y transceptores por la fuente de wake-up [SWS_CANIF_00395] SWS CanIf p. 56. Para la validación, CanIf almacena la primera recepción válida de un controlador iniciado [SWS_CANIF_00286]. A continuación, CanIf_CheckValidation() la notifica mediante <User_ValidateWakeupEvent> [SWS_CANIF_00179].

Si Partial Networking está activo, un PnTxFilter por cada controlador añade una capa adicional sobre los modos de canal [SWS_CANIF_00747]. Se activa con CAN_CS_SLEEP [SWS_CANIF_00749] y se vuelve a desactivar con la primera confirmación o indicación [SWS_CANIF_00751] [SWS_CANIF_00896] SWS CanIf p. 70.

Comportamiento en caso de error

BusOff: El controlador notifica el error mediante CanIf_ControllerBusOff() [SWS_CANIF_00218]. En consecuencia, CanIf establece el canal en CANIF_TX_OFFLINE [SWS_CANIF_00866] y notifica el BusOff a CanSm [SWS_CANIF_00724] SWS CanIf Fig. 9.11 p. 147. CanSm controla la recuperación a través de CanIf_SetControllerMode() SWS CanIf p. 160.

Diagrama de secuencia: Secuencia desde la detección de BusOff y la notificación a CanSm hasta el reinicio del controlador. Fuentes: [SWS_CANIF_00218], [SWS_CANIF_00866], [SWS_CANIF_00724], [SWS_CANIF_00918], SWS CanIf p. 154, SWS CanIf p. 160

Controlador detenido: Al entrar en CAN_CS_STOPPED, CanIf vacía los búferes de transmisión [SWS_CANIF_00485]. Confirma todas las solicitudes de transmisión pendientes con E_NOT_OK [SWS_CANIF_00739]. De este modo, cada PDU aceptada recibe una confirmación, positiva o negativa SWS CanIf p. 54.

Mensajes de error: CanIf notifica los parámetros no válidos como errores de desarrollo, p. ej. CANIF_E_PARAM_CONTROLLERID [SWS_CANIF_00311] [SWS_CANIF_91006]. Entre los errores de tiempo de ejecución se encuentran CANIF_E_INVALID_DATA_LENGTH [SWS_CANIF_00168] y CANIF_E_STOPPED [SWS_CANIF_00382] [SWS_CANIF_91007]. Una solicitud de transmisión perdida solo se manifiesta en el valor de retorno o en la falta de confirmación Error Description p. 22. CanIf notifica los eventos de seguridad como CANIF_SEV_ERRORSTATE_PASSIVE al IdsM [SWS_CANIF_00913] [SWS_CANIF_00917].

Más evidencia detallada

• Inicialización y ciclo de vida: [SWS_CANIF_00001], [SWS_CANIF_00661], SWS CanIf p. 40
• Ruta de transmisión y almacenamiento en búfer: [SWS_CANIF_00318], [SWS_CANIF_00836], SWS CanIf p. 46
• Cadena de recepción: [SWS_CANIF_00415], SWS CanIf p. 50
• Callbacks configurables: [SWS_CANIF_00532], SWS CanIf p. 133