FlexRay State Manager (FrSM)

El FlexRay State Manager ejecuta una máquina de estados para cada clúster FlexRay que transforma las peticiones de comunicación de ComM en despertar, arranque y desconexión a través de la FlexRay Interface. FrSM_RequestComMode solo almacena la petición; esta no se procesa hasta la función principal cíclica del clúster [SWS_FrSM_00020]. El FrSM notifica los modos alcanzados a ComM y BswM. El BswM puede finalizar el funcionamiento en modo key slot only o conmutar todos los clústeres al modo de recepción. Solo FRSM_ONLINE y FRSM_LOW_NUMBER_OF_COLDSTARTERS se consideran FullCom (SWS FrSM p. 38).

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El FlexRay State Manager transforma las peticiones de comunicación de ComM para cada clúster FlexRay en llamadas a la FlexRay Interface. Notifica el modo de bus a través de ComM_BusSM_ModeIndication y su estado detallado mediante BswM_FrSM_CurrentState [SWS_FrSM_00096]. Opcionalmente utiliza DEM, DET y FrNm, así como otros servicios de FrIf [SWS_FrSM_00097]. FrSm_Init pasa todas las máquinas de estados de los clústeres a FRSM_READY (SWS FrSM p. 35).

Diagrama de contexto: ComM y BswM controlan, SchM temporiza, FrIf ejecuta; los errores se envían a DEM, DET, FrNm y, opcionalmente, a un CDD. Fuentes: [SWS_FrSM_00096], [SWS_FrSM_00097]

FrSM_RequestComMode solo almacena la petición. No se procesa hasta la función principal del clúster (SWS FrSM p. 36, [SWS_FrSM_00118]). Ante una petición de FullCom, la condición WUReason decide si el FrSM envía patrones de despertar por sí mismo, reenvía un despertar unilateral al segundo canal o arranca directamente. En el arranque llama a FrIf_StartCommunication y, en el caso de ECU de arranque en frío, adicionalmente a FrIf_AllowColdstart. Con POC normal active cambia a FRSM_ONLINE (SWS FrSM p. 20, SWS FrSM p. 52). Si se solicita NoCom desde un estado de FullCom, el FrSM detiene la comunicación ya durante la llamada. Tras t_TrcvStdbyDelay, pone los transceptores en espera y regresa a FRSM_READY [SWS_FrSM_00209].

Diagrama de estados: ocho estados principales por clúster y el modo pasivo paralelo de la ECU. Las transiciones a FRSM_ONLINE_PASSIVE y FRSM_LOW_NUMBER_OF_COLDSTARTERS son interpretadas. Fuentes: SWS FrSM p. 18, SWS FrSM p. 27

Para ComM, FullCom solo se aplica en FRSM_ONLINE y FRSM_LOW_NUMBER_OF_COLDSTARTERS (SWS FrSM p. 38). Dos modos de funcionamiento especiales están disponibles para BswM. FrSm_AllSlots finaliza el funcionamiento en modo key slot only [SWS_FrSM_00172]. FrSm_SetEcuPassive conmuta todos los clústeres al modo de solo recepción [SWS_FrSM_00174]. FrSM_BswM_StateType notifica ambas dimensiones de forma combinada [SWS_FrSM_00199]. En R20-11, algunas funciones todavía se denominan FrSm_… y los Service ID difieren de los releases posteriores [SWS_FrSM_00020].

En caso de error, el FrSM notifica errores de desarrollo como FRSM_E_UNINIT o FRSM_E_INV_HANDLE [SWS_FrSM_91001]. Si la sincronización no tiene éxito, llama a FrNm_StartupError. Opcionalmente notifica una pérdida de sincronización mediante <Cdd>_SyncLossErrorIndication [SWS_FrSM_00190].

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Rol: gestor de estados de bus entre ComM, BswM y la FlexRay Interface

El FlexRay State Manager (FrSM) traduce las peticiones de comunicación de ComM para cada clúster FlexRay en llamadas de control a la FlexRay Interface. ComM solicita a través de FrSM_RequestComMode un ComM_ModeType para un NetworkHandleType [SWS_FrSM_00020]. El FrSM notifica el modo de bus alcanzado a través de ComM_BusSM_ModeIndication y su estado detallado mediante BswM_FrSM_CurrentState al BswM [SWS_FrSM_00096]. Nunca controla directamente los controladores ni los transceptores. Para ello utiliza funciones de FrIf que en la especificación están agrupadas en elementos funcionales como FE_START (FrIf_StartCommunication) o FE_HALT (FrIf_HaltCommunication) (SWS FrSM p. 22).

Adicionalmente, el FrSM utiliza servicios opcionales: Dem_SetEventStatus, Det_ReportError, FrIf_AllSlots, FrIf_GetNumOfStartupFrames, FrIf_GetWakeupRxStatus, FrIf_SetWakeupChannel y FrNm_StartupError [SWS_FrSM_00097]. Importa sus tipos, entre otros, de ComM, ComStack_Types, DEM, Fr y FrIf [SWS_FrSM_00095]. El BswM también controla el FrSM de forma activa. Puede pasarlo, por ejemplo para casos de uso de diagnóstico, al modo pasivo a través de FrSm_SetEcuPassive() (EXP ModeMgmt p. 36).

Diagrama de contexto: el FrSM se sitúa entre los solicitantes ComM/BswM, el generador de ciclos SchM y el ejecutor FrIf, y notifica errores a DEM, DET, FrNm y a un CDD opcional. Fuentes: [SWS_FrSM_00096], [SWS_FrSM_00097], [SWS_FrSM_00118], [SWS_FrSM_00190]

Máquina de estados por clúster y modo pasivo paralelo de la ECU

Para cada clúster, el FrSM gestiona su propia máquina de estados con ocho estados: FRSM_READY, FRSM_WAKEUP, FRSM_STARTUP, FRSM_HALT_REQ, FRSM_ONLINE, FRSM_ONLINE_PASSIVE, FRSM_KEYSLOT_ONLY y FRSM_LOW_NUMBER_OF_COLDSTARTERS. Cada estado está asignado a un estado POC del controlador:

• FRSM_ONLINE corresponde a POC:normal active con comunicación completa.
• FRSM_ONLINE_PASSIVE corresponde a POC:normal passive. Debido a fallos en la sincronización de reloj, allí no se transmiten ni se reciben datos.
• En FRSM_KEYSLOT_ONLY solo está permitido transmitir en los key slots.

Esta asignación la describe SWS FrSM p. 18. Las transiciones se definen de forma tabular y el FrSM ejecuta sus acciones en el orden allí establecido (SWS FrSM p. 24).

En paralelo existen los estados FRSM_ECU_ACTIVE y FRSM_ECU_PASSIVE (SWS FrSM p. 18). FrSm_SetEcuPassive conmuta todos los clústeres de la ECU conjuntamente al modo de solo recepción o de vuelta [SWS_FrSM_00174]. Si un clúster no se encuentra en FRSM_READY en ese momento, el FrSM ejecuta FE_TRCV_NORMAL para él (SWS FrSM p. 40). FrSM_BswM_StateType representa ambas dimensiones: para cada estado principal existe un valor con el sufijo _ECU_PASSIVE, desde FRSM_BSWM_READY (0x00) hasta FRSM_LOW_NUMBER_OF_COLDSTARTERS_ECU_PASSIVE (0x0F) [SWS_FrSM_00199]. Los dos conceptos de pasivo no deben confundirse: ONLINE_PASSIVE es una consecuencia de fallo en la sincronización, mientras que ECU_PASSIVE es un modo de recepción intencionado.

Hacia el exterior solo cuenta el modo que proporciona FrSM_GetCurrentComMode. COMM_FULL_COMMUNICATION se aplica exclusivamente en FRSM_ONLINE y FRSM_LOW_NUMBER_OF_COLDSTARTERS; en todos los demás estados se aplica COMM_NO_COMMUNICATION (SWS FrSM p. 38, [SWS_FrSM_00024]). SilentCom no es compatible con FlexRay (SWS FrSM p. 18).

Diagrama de estados: máquina principal por clúster con las rutas Despertar → Arranque → Online, así como Halt → Ready, junto al modo pasivo de la ECU común a todos los clústeres. Interpretación: las transiciones a FRSM_ONLINE_PASSIVE y FRSM_LOW_NUMBER_OF_COLDSTARTERS se derivan de la tabla de estados y de las condiciones. Fuentes: SWS FrSM p. 27, SWS FrSM p. 18, SWS FrSM p. 20, [SWS_FrSM_00209]

De FrSm_Init a la comunicación completa: despertar y arranque

FrSm_Init es síncrona y no reentrante. La función recibe un puntero a FrSM_ConfigType, la configuración post-build específica de la implementación ([SWS_FrSM_00013], [SWS_FrSM_00198]). Establece todas las máquinas de estados de los clústeres en FRSM_READY (transición T00) y almacena la dirección de configuración. Si FrSMDevErrorDetect está activo, además registra la inicialización exitosa (SWS FrSM p. 35).

FrSM_RequestComMode funciona de forma asíncrona. La función almacena el modo deseado como reqComMode. Solo se procesa en la siguiente ejecución de FrSM_MainFunction_<FrSMCluster.ShortName> en la máquina de estados del clúster afectado (SWS FrSM p. 36). Hay una función principal por clúster, proporcionada a través de SchM_FrSm.h [SWS_FrSM_00118]. Su ciclo de llamada probablemente siga el parámetro FrSMMainFunctionCycleTime (SWS FrSM p. 62). Pregunta (abierta)

Ante una petición de FullCom en FRSM_READY, el FrSM evalúa la condición WUReason. Si FrSMCheckWakeupReason está establecido, consulta a cada transceptor mediante FrIf_GetTransceiverWUReason. El resultado es NO_WU_BY_BUS, PARTIAL_WU_BY_BUS o ALL_WU_BY_BUS; sin comprobación, se aplica NO_WU_BY_BUS (SWS FrSM p. 20). Si la ECU fue despertada por el bus, arranca sin despertar propio (SWS FrSM p. 52). Si el despertar llegó solo a un canal en un nodo de dos canales, FE_SET_WU_CHANNEL_FORWARD lo reenvía al otro canal (SWS FrSM p. 22, SWS FrSM p. 56).

Diagrama de actividades: a partir de WUReason se determina si el FrSM despierta por sí mismo, reenvía un despertar o arranca directamente. Interpretación: la rama para ECU que no despiertan se deriva de FrSMIsWakeupEcu. Fuentes: SWS FrSM p. 20, SWS FrSM p. 22, SWS FrSM p. 54

En FRSM_WAKEUP, el FrSM envía patrones de despertar a través de FE_WAKEUP, es decir, FrIf_SendWUP por controlador. Repite esto hasta alcanzar FrSMNumWakeupPatterns o hasta que se detecte tráfico en el bus (busTrafficDetected). Si un controlador pasa a HALT debido a un error, la transmisión se cancela (SWS FrSM p. 27).

Diagrama de actividades: emisión repetida de patrones de despertar con evaluación de vPOC!WakeupStatus y cancelación en caso de HALT del controlador. Fuentes: SWS FrSM p. 27, SWS FrSM p. 18

El arranque comienza con FrIf_StartCommunication. El FrSM llama a FrIf_AllowColdstart solo en FrSMIsColdstartEcu (SWS FrSM p. 22). A continuación, notifica FRSM_STARTUP al BswM. Tan pronto como el estado POC es normal active, siguen FrIf_SetState(FRIF_GOTO_ONLINE), la notificación FRSM_ONLINE y la indicación de modo a ComM (SWS FrSM p. 50, SWS FrSM p. 52).

Diagrama de secuencia: despertar de un solo canal y arranque hasta FRSM_ONLINE, distribuidos en varias ejecuciones de la función principal. Interpretación: el orden dentro de las ejecuciones se ha reconstruido a partir de las figuras de la especificación y se ha simplificado. Fuentes: SWS FrSM p. 50, SWS FrSM p. 52, [SWS_FrSM_00118]

Funcionamiento en modo key slot only, habilitación de todos los slots y pocos coldstarters

Si el controlador está configurado con pKeySlotOnlyEnabled, el arranque finaliza inicialmente en FRSM_KEYSLOT_ONLY. Este estado corresponde a POC:normal active con vPOCSlotMode ≠ AllSlots (SWS FrSM p. 18, SWS FrSM p. 55). Se abandona a través de FrSm_AllSlots [SWS_FrSM_00172]. La función llama a FrIf_AllSlots para cada controlador del clúster y solo devuelve E_OK si todas las llamadas dieron como resultado E_OK. Puede desactivarse en tiempo de precompilación mediante FrSMAllSlotsSupport (SWS FrSM p. 41). Según la figura de la especificación, el BswM habilita el funcionamiento completo. Solo después el FrSM notifica FRSM_ONLINE y FullCom a ComM (SWS FrSM p. 57).

Diagrama de secuencia: puesta en marcha en dos etapas: primero solo key slots, luego habilitación de todos los slots a través de FrSm_AllSlots. La figura de la especificación etiqueta la notificación de BswM como FRSM_ONLINE_KEYSLOT_ONLY; aquí figura el valor de R20-11 FRSM_BSWM_KEYSLOT_ONLY. Fuentes: SWS FrSM p. 57, SWS FrSM p. 55, [SWS_FrSM_00172], [SWS_FrSM_00199]

FRSM_LOW_NUMBER_OF_COLDSTARTERS significa comunicación completa en la que el clúster solo está sincronizado mediante sync frames (SWS FrSM p. 18). La condición lowNumberOfColdstarters se cumple si FrIf_GetNumOfStartupFrames() notifica menos startup frames de los que prescribe el parámetro opcional FrSMMinNumberOfColdstarter (SWS FrSM p. 20).

Retorno a NoCom y temporizadores del clúster

Se puede solicitar NoCom mientras la máquina de estados se encuentra en FRSM_ONLINE, FRSM_KEYSLOT_ONLY, FRSM_LOW_NUMBER_OF_COLDSTARTERS o FRSM_ONLINE_PASSIVE. En este caso, ya FrSM_RequestComMode procesa la transición sin esperar a la función principal (SWS FrSM p. 36). Esto incluye FrIf_SetState(FRIF_GOTO_OFFLINE), FrIf_HaltCommunication y la notificación HALT_REQ al BswM. En ejecuciones posteriores, el FrSM notifica NoCom a ComM, reinicializa los controladores, pasa los transceptores a STANDBY y notifica READY (SWS FrSM p. 58).

Diagrama de secuencia: de FullCom a NoCom. La parada tiene lugar de forma síncrona en la llamada de solicitud; la reinicialización y el estado de espera (Standby) siguen desfasados en el tiempo en la función principal. Interpretación: el orden se ha reconstruido a partir de la figura de la especificación. Fuentes: SWS FrSM p. 58, SWS FrSM p. 36, [SWS_FrSM_00209]

Para cada clúster, el FrSM opera con varios temporizadores (SWS FrSM p. 21):

• t1 retrasa FrIf_AllowColdstart. Con FrSMDurationT1 = 0, la llamada sigue directamente a FrIf_StartCommunication.
• t2 determina tras cuánto tiempo se repite el arranque.
• t3 supervisa la transición a FullCom.
• t4 garantiza que un nodo de dos canales borre su bit de bloqueo de arranque en frío.
• t_TrcvStdbyDelay retrasa la reinicialización y el paso a Standby. Si FrSMTrcvStdbyDelay no está configurado o es 0, la máquina de estados pasa inmediatamente de FRSM_HALT_REQ a FRSM_READY [SWS_FrSM_00209].

Configuración por FrSMCluster y estado de interfaces en R20-11

El contenedor FrSMCluster (1..*) describe un clúster que puede comprender varios controladores en una ECU. Contiene:

• los temporizadores FrSMDurationT1 a FrSMDurationT4,
• los roles FrSMIsColdstartEcu y FrSMIsWakeupEcu,
• FrSMNumWakeupPatterns y FrSMStartupRepetitions,
• las referencias FrSMComMNetworkHandleRef y FrSMFrIfClusterRef.

Estos contenidos los describe SWS FrSM p. 62. Además, FrSMVersionInfoApi para FrSM_GetVersionInfo y FrSMSyncLossErrorIndicationName son configurables de forma general (SystemTemplate p. 1528, [SWS_FrSM_00029]).

Muchos pasajes detallados proceden de releases posteriores. Para R20-11 son válidos los requisitos, y estos difieren en algunos puntos:

• Las funciones se denominan FrSm_Init, FrSm_AllSlots y FrSm_SetEcuPassive y están disponibles a través de FrSm.h.
• FrSM_RequestComMode tiene el Service ID 0x02 y es reentrante para diferentes clústeres. Los pasajes posteriores citan 0x40 y otros nombres de parámetros.
• FrSM_GetCurrentComMode tiene el Service ID 0x03 en R20-11.

Referencias: [SWS_FrSM_00013], [SWS_FrSM_00020], [SWS_FrSM_00024], SWS FrSM p. 36.

Comportamiento en caso de error

Para los errores de desarrollo se definen los siguientes códigos [SWS_FrSM_91001]:

• FRSM_E_PARAM_POINTER: puntero no válido. El servicio retorna inmediatamente.
• FRSM_E_INV_HANDLE: identificador de red (handle) no válido.
• FRSM_E_UNINIT: módulo no inicializado.
• FRSM_E_INV_MODE: modo de comunicación no válido.
• FRSM_INIT_FAILED: error de inicialización.

Algunos casos están regulados expresamente. Con un handle no válido, FrSm_AllSlots notifica FRSM_E_INV_HANDLE y devuelve E_NOT_OK (SWS FrSM p. 41). Antes de la inicialización, FrSm_SetEcuPassive notifica un error de desarrollo (SWS FrSM p. 40). En R20-11, sin inicialización previa, FrSM_GetCurrentComMode devuelve E_NOT_OK [SWS_FrSM_00024].

A nivel de bus, el FrSM reacciona de la siguiente manera:

• En caso de fallos en la sincronización de reloj, el clúster cae a FRSM_ONLINE_PASSIVE (SWS FrSM p. 18).
• Si la sincronización no tiene éxito, el FrSM llama a FrNm_StartupError [SWS_FrSM_00097].
• El arranque se repite tras t2 (SWS FrSM p. 21). FrSMStartupRepetitions probablemente limite el número de repeticiones. Pregunta (abierta)

El FrSM notifica el estado de arranque como evento de DEM FRSM_E_CLUSTER_STARTUP, en caso de éxito con PASSED (SWS FrSM p. 52). Los event ID figuran en FrSMClusterDemEventParameterRefs (SWS FrSM p. 62). Opcionalmente, <Cdd>_SyncLossErrorIndication informa de una pérdida de sincronización mediante true. Con false, la función indica que se ha vuelto a sincronizar o que se ha retirado la petición de FullCom [SWS_FrSM_00190]. Sin un nombre de función configurado, esta notificación se omite (SystemTemplate p. 1528).

Más evidencia detallada

• Núcleo de la API: inicialización, solicitud y consulta de modo ([SWS_FrSM_00013], [SWS_FrSM_00020], [SWS_FrSM_00024]), así como la función principal cíclica por cada clúster [SWS_FrSM_00118].
• Modo especial: habilitación de todos los slots [SWS_FrSM_00172] y modo pasivo de la ECU [SWS_FrSM_00174].
• Notificaciones de estado a BswM [SWS_FrSM_00199] y tipo de configuración [SWS_FrSM_00198].
• Interfaces: requeridas [SWS_FrSM_00096], opcionales [SWS_FrSM_00097] y configurables [SWS_FrSM_00190].
• Máquina de estados: estados, variables, condiciones, elementos funcionales y tabla de transiciones (SWS FrSM p. 18, SWS FrSM p. 20, SWS FrSM p. 22, SWS FrSM p. 27).
• Temporizadores y códigos de error: [SWS_FrSM_00209], [SWS_FrSM_91001], SWS FrSM p. 21.
• Procesos como secuencias: despertar, arranque pasivo, despertar de dos canales con y sin reenvío, key slot only y desconexión (SWS FrSM p. 50 a SWS FrSM p. 58).