LIN Driver (Lin)

El controlador LIN encapsula el hardware LIN del microcontrolador y proporciona al LIN Interface servicios relativos al canal para tramas, estado de reposo y wake-up. Los canales maestros inician tramas de forma asíncrona con Lin_SendFrame y las evalúan mediante Lin_GetStatus. Los canales esclavos reaccionan a cada cabecera recibida con una indicación al LIN Interface y, a continuación, transmiten, reciben o ignoran la respuesta ([SWS_Lin_00280]). Qué servicios están disponibles depende del tipo de nodo configurado; los servicios maestros solo existen si hay al menos un canal maestro ([SWS_Lin_00287]).

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El controlador LIN Lin es el controlador de hardware de la pila LIN. Encapsula controladores LIN o SCI/UART (SWS LIN Driver p. 9) y ofrece al LIN Interface servicios relativos al canal para tramas, estado de reposo y wake-up. Requiere de forma fija Dem_SetEventStatus, EcuM_SetWakeupEvent y LinIf_WakeupConfirmation ([SWS_Lin_00234]). Opcionalmente utiliza DET, Icu y los callbacks de esclavo del LinIf ([SWS_Lin_00235]).

Diagrama de contexto: Lin se sitúa entre LinIf y el hardware LIN, y notifica wake-ups y errores a EcuM, LinIf, DEM y DET. Fuentes: [SWS_Lin_00234], [SWS_Lin_00235]

Lin_Init pasa el módulo de LIN_UNINIT a LIN_INIT ([SWS_Lin_00006], SWS LIN Driver p. 24). A continuación, cada canal conmuta entre LIN_CH_OPERATIONAL, LIN_CH_SLEEP_PENDING (solo maestro) y LIN_CH_SLEEP. Para ello están disponibles Lin_GoToSleep, Lin_GoToSleepInternal, Lin_Wakeup y Lin_WakeupInternal ([SWS_Lin_00166], [SWS_Lin_00167], [SWS_Lin_00169], [SWS_Lin_00256]).

Diagrama de estados: estados del módulo y estados del canal con sus transiciones. Que Lin_GetStatus concluya el paso hacia LIN_CH_SLEEP es una interpretación del diagrama. Fuentes: SWS LIN Driver p. 24, [SWS_Lin_00166]

Los canales maestros y esclavos funcionan de manera fundamentalmente distinta. Un maestro inicia tramas de forma asíncrona con Lin_SendFrame y consulta el resultado más tarde con Lin_GetStatus ([SWS_Lin_00191], [SWS_Lin_00168]). Estos servicios solo existen si al menos un canal está configurado como maestro ([SWS_Lin_00287]). Un esclavo notifica cada cabecera mediante LinIf_HeaderIndication ([SWS_Lin_00280]). En función de Drc, transmite, recibe o ignora a continuación la respuesta y la concluye con LinIf_TxConfirmation o LinIf_RxIndication ([SWS_Lin_00282], [SWS_Lin_00274], [SWS_Lin_00275]).

Lin_CheckWakeup comprueba los wake-ups procedentes del bus y los notifica a EcuM y LinIf ([SWS_Lin_00160]). En caso de error, los usos indebidos se envían a la DET, como por ejemplo LIN_E_UNINIT ([SWS_Lin_00258]). Un timeout de hardware se notifica como LIN_E_TIMEOUT al DEM ([SWS_Lin_00290]). Un canal maestro devuelve los errores de bus como estado, mientras que un canal esclavo los notifica a través de LinIf_LinErrorIndication ([SWS_Lin_00233], [SWS_Lin_00277]).

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Rol, límite del sistema y referencia de instancia del controlador LIN

El controlador LIN Lin encapsula el hardware LIN del microcontrolador. Proporciona al LIN Interface (LinIf) servicios relativos al canal: transmitir y recibir tramas, poner canales en reposo y despertarlos, así como comprobar wake-ups. Todos los servicios están disponibles a través de Lin.h ([SWS_Lin_00191], [SWS_Lin_00160]). Como hardware, la especificación menciona tres tipos de LIN-Hardware-Units: controladores LIN completos, SCI/UART simples y SCI/UART avanzados. Cada uno de ellos está conectado a un cluster LIN a través de circuitos integrados transceptores (SWS LIN Driver p. 9). El propio controlador no proporciona funciones de callback (SWS LIN Driver p. 49). En su lugar, llama a funciones de su entorno.

Las interfaces externas obligatorias son Dem_SetEventStatus, EcuM_SetWakeupEvent y LinIf_WakeupConfirmation ([SWS_Lin_00234]). Opcionalmente, el controlador utiliza, entre otras:

• Det_ReportError y EcuM_CheckWakeup,
• Icu_EnableNotification y Icu_DisableNotification,
• para canales esclavos, los callbacks LinIf_HeaderIndication, LinIf_RxIndication y LinIf_LinErrorIndication ([SWS_Lin_00235]).

[SWS_Lin_00226] enumera los tipos importados como NetworkHandleType, EcuM_WakeupSourceType o Std_ReturnType.

Diagrama de contexto: Lin se sitúa entre LinIf y la LIN-Hardware-Unit. El controlador notifica wake-ups a EcuM y LinIf, y errores a DEM y DET. Fuentes: [SWS_Lin_00234], [SWS_Lin_00235], SWS LIN Driver p. 9

El controlador es particionable. Funciona en cada partición como una instancia independiente, y una llamada a la API solo afecta a la partición en la que se realiza ([SWS_Lin_CONSTR_00270]). Si LinEcucPartitionRef hace referencia a particiones, LinChannelEcucPartitionRef debe hacer referencia exactamente a una de ellas ([SWS_Lin_CONSTR_00291]). LinChannel y LinTrcvChannel de un canal de comunicación deben hacer referencia a la misma partición ([SWS_Lin_CONSTR_00279]). El módulo rechaza asignaciones de partición no compatibles con la implementación ([SWS_Lin_00269]). Para cada canal se configuran, entre otros, la velocidad en baudios, el ID de canal, LinChannelWakeupSupport y el tipo de nodo LinNodeType. Esta descripción del contenedor procede de una release posterior (SWS LIN Driver p. 60).

Estados de módulo y de canal desde Lin_Init hasta el estado de reposo

Tras el reset, el módulo se encuentra en el estado LIN_UNINIT y no está operativo. Lin_Init lo conduce a LIN_INIT; allí, cada canal disponible está listo para el servicio (SWS LIN Driver p. 24). Lin_Init recibe un puntero a una estructura Lin_ConfigType. Su contenido es específico del hardware; contiene los datos de inicialización para el controlador, la Hardware-Unit y los canales ([SWS_Lin_00006], [SWS_Lin_00227]). El entorno debe llamar a Lin_Init solo una vez en tiempo de ejecución (SWS LIN Driver p. 24).

Dentro de LIN_INIT, cada canal tiene su propio estado:

• LIN_CH_OPERATIONAL: el canal participa en el cluster.
• LIN_CH_SLEEP: la detección de wake-up está activa; en su caso, el hardware se encuentra en modo de bajo consumo.
• LIN_CH_SLEEP_PENDING: solo para canales maestros, tras Lin_GoToSleep.

Referencias: SWS LIN Driver p. 24, [SWS_Lin_00166]. Lin_GoToSleepInternal sitúa el canal directamente en LIN_CH_SLEEP ([SWS_Lin_00167]). Lin_Wakeup conduce de nuevo a LIN_CH_OPERATIONAL con pulso de wake-up, y Lin_WakeupInternal sin pulso ([SWS_Lin_00169], [SWS_Lin_00256]).

Interpretación: es de esperar que Lin_GetStatus concluya la transición de LIN_CH_SLEEP_PENDING a LIN_CH_SLEEP. Pregunta Q-bb592e1d2ab668f0 (abierta) El diagrama muestra Lin_GetStatus como transición en la parte del maestro, y el LIN Interface espera el valor de retorno LIN_CH_SLEEP al comprobar el comando go-to-sleep (SWS LIN Interface p. 56).

Diagrama de estados: Lin_Init pasa el módulo de LIN_UNINIT a LIN_INIT. En él, cada canal conmuta entre funcionamiento y reposo mediante servicios de sleep y wake-up; la transición mediante Lin_GetStatus es una interpretación. Fuentes: SWS LIN Driver p. 24, [SWS_Lin_00166], [SWS_Lin_00167], [SWS_Lin_00169], [SWS_Lin_00256]

Descripción de trama mediante Lin_PduType y mapeo de datos

Entre LinIf y el controlador, Lin_PduType describe una trama. La estructura contiene Pid, el modelo de suma de comprobación Cs, la dirección de la respuesta Drc, la longitud de datos Dl y el puntero a datos SduPtr ([SWS_Lin_00232]). Los tipos de elementos:

• Lin_FramePidType: identificador de 0 a 0x3F con dos bits de paridad, rango de valores de 0 a 0xFE ([SWS_Lin_00228]).
• Lin_FrameDlType: de 1 a 8 bytes de datos ([SWS_Lin_00231]).
• Lin_FrameCsModelType: LIN_ENHANCED_CS o LIN_CLASSIC_CS ([SWS_Lin_00229]). El controlador debe ser capaz de calcular ambas sumas de comprobación ([SWS_Lin_00019]).

Lin_FrameResponseType determina cómo gestiona el nodo la respuesta ([SWS_Lin_00230]): la transmite él mismo (LIN_FRAMERESPONSE_TX), recibe una respuesta externa relevante (LIN_FRAMERESPONSE_RX) o la ignora (LIN_FRAMERESPONSE_IGNORE). En memoria, el byte transmitido en primer lugar se encuentra en el elemento 0, y el transmitido en último lugar, en el elemento n-1 (SWS LIN Driver p. 30). Si el hardware no puede almacenar bytes en búfer, como en una UART simple, el controlador proporciona un búfer temporal. La transmisión con comprobación de relectura y la recepción se ejecutan de forma no bloqueante (SWS LIN Driver p. 28).

Canales maestros: Lin_SendFrame y consulta de estado

En canales maestros, LinIf inicia cada frame con el Lin_SendFrame asíncrono. El servicio envía la cabecera LIN y, dado el caso, la respuesta ([SWS_Lin_00191]). Esto se aplica a entradas de recepción, transmisión y slave-to-slave del schedule (SWS LIN Interface p. 34, SWS LIN Interface p. 37, SWS LIN Interface p. 40).

LinIf consulta el resultado con el Lin_GetStatus síncrono: como muy pronto tras la longitud máxima de frame y como muy tarde con la siguiente entrada vencida del schedule (SWS LIN Interface p. 35, [SWS_Lin_00168]). El servicio devuelve un Lin_StatusType, por ejemplo LIN_TX_OK, LIN_TX_BUSY, LIN_RX_OK, LIN_RX_BUSY o LIN_RX_NO_RESPONSE. Mediante Lin_SduPtr devuelve adicionalmente un puntero al búfer de recepción sombra o de hardware ([SWS_Lin_00233]).

Los datos recibidos permanecen consistentes hasta que el siguiente frame se haya recibido con éxito o cambie el estado del canal. El procesamiento completo de recepción puede situarse en Lin_GetStatus (SWS LIN Driver p. 30). En frames desencadenados por eventos (event-triggered frames) se aplica (SWS LIN Interface p. 127, SWS LIN Interface p. 129):

• LIN_RX_NO_RESPONSE no evalúa LinIf como error.
• LIN_RX_ERROR se considera colisión y conduce al cambio al schedule de resolución de colisiones.

Lin_SendFrame, Lin_GoToSleep y Lin_GetStatus solo existen si al menos un canal está configurado como maestro mediante LinNodeType ([SWS_Lin_00287], [SWS_Lin_00288], [SWS_Lin_00289]). En R20-11, estos servicios están especificados como no reentrantes ([SWS_Lin_00168]). Versiones posteriores permiten la reentrancia para diferentes canales (SWS LIN Driver p. 48); para R20-11 se aplica el requisito.

Diagrama de secuencia: El maestro inicia un frame de forma asíncrona con Lin_SendFrame y evalúa el resultado en llamadas posteriores a MainFunction a través de Lin_GetStatus. Fuentes: [SWS_Lin_00191], [SWS_Lin_00168], SWS LIN Interface p. 128, SWS LIN Interface p. 129, SWS LIN Interface p. 40

Canales esclavos: procesamiento de respuesta guiado por cabecera

Un canal esclavo debe poder recibir una cabecera en cualquier momento en LIN_CH_OPERATIONAL ([SWS_Lin_00272]). Para cada cabecera, el driver llama a LinIf_HeaderIndication. En ello, PduPtr->Pid contiene el PID recibido y PduPtr->SduPtr apunta a su búfer de hardware o sombra ([SWS_Lin_00280]). Si el hardware no detecta PIDs no válidos, el driver reenvía el PID sin verificar ([SWS_Lin_00271]). Tras el retorno E_OK, evalúa PduPtr->Drc ([SWS_Lin_00282]):

• Con LIN_FRAMERESPONSE_TX, utiliza Cs, Dl y SduPtr para enviar la respuesta ([SWS_Lin_00283]).
• Con LIN_FRAMERESPONSE_RX, configura la recepción con Cs y Dl ([SWS_Lin_00284]).

Si LinIf_HeaderIndication devuelve E_NOT_OK o si Drc es igual a LIN_FRAMERESPONSE_IGNORE, el driver ignora la respuesta ([SWS_Lin_00286]). En tal caso no notifica nada hasta la siguiente cabecera ([SWS_Lin_00276]). Reenvía directamente mediante LinIf_RxIndication una respuesta recibida con éxito y confirma mediante LinIf_TxConfirmation una enviada ([SWS_Lin_00274], [SWS_Lin_00275]). Cada respuesta relevante debe haberse completado con uno de estos callbacks o con LinIf_LinErrorIndication antes de que se notifique la siguiente cabecera ([SWS_Lin_00285]). El esquema de recepción distingue dos variantes de hardware: controlador LIN por hardware y UART simple, en la que el driver copia cada byte a un búfer mediante interrupción (SWS LIN Driver p. 57).

Diagrama de secuencia: En un canal esclavo, cada cabecera desencadena una indicación a LinIf. En función de Drc, el driver envía, recibe o ignora la respuesta. Fuentes: [SWS_Lin_00280], [SWS_Lin_00282], [SWS_Lin_00283], [SWS_Lin_00284], [SWS_Lin_00286], [SWS_Lin_00274], [SWS_Lin_00275], SWS LIN Interface p. 121, SWS LIN Interface p. 132

Reposo, despertar y detección de wake-up

Solo un maestro puede enviar el comando Go-to-sleep. Lin_GoToSleep lo envía de forma asíncrona según LIN 2.1 y establece el canal en LIN_CH_SLEEP_PENDING incluso en caso de transmisión errónea. Si LinChannelWakeupSupport está configurado, el servicio activa además la monitorización del bus ([SWS_Lin_00166], SWS LIN Driver p. 43). Para esclavos, Lin_GoToSleep no es aplicable; estos utilizan Lin_GoToSleepInternal (SWS LIN Driver p. 31). Este servicio establece síncronamente LIN_CH_SLEEP, activa la detección de wake-up y pone opcionalmente el hardware en un modo de bajo consumo ([SWS_Lin_00167], SWS LIN Driver p. 44). Cada canal acepta solicitudes de reposo de forma independiente de los demás (SWS LIN Driver p. 31).

Para despertar hay dos servicios disponibles. Lin_Wakeup envía un pulso de wake-up al bus, Lin_WakeupInternal pone en servicio el canal sin pulso ([SWS_Lin_00169], [SWS_Lin_00262]). Lin_CheckWakeup comprueba un wake-up procedente del bus. Si el servicio detecta un evento, por ejemplo un nivel de RxD bajo permanente, lo notifica de inmediato mediante EcuM_SetWakeupEvent al EcuM y mediante LinIf_WakeupConfirmation a LinIf ([SWS_Lin_00160], SWS LIN Driver p. 42). LinIf_CheckWakeup decide en función de la fuente de wake-up si se llama a Lin_CheckWakeup o a LinTrcv_CheckWakeup (SWS LIN Interface p. 112). LIN no necesita una validación de wake-up (SWS EcuM p. 173).

Diagrama de secuencia: Un wake-up del bus se reenvía a Lin_CheckWakeup a través de EcuM y LinIf_CheckWakeup. El driver notifica un evento detectado a EcuM y LinIf. Fuentes: [SWS_Lin_00160], [SWS_Lin_00234], SWS LIN Driver p. 42, SWS LIN Interface p. 112, SWS EcuM p. 147

Comportamiento en caso de error

Con la detección de errores de desarrollo activada, los servicios notifican el uso incorrecto a la DET ([SWS_Lin_00258], [SWS_Lin_00259], [SWS_Lin_00260]; para Lin_Wakeup de forma análoga SWS LIN Driver p. 45):

• LIN_E_UNINIT en caso de llamada antes de la inicialización,
• LIN_E_INVALID_CHANNEL en caso de canal no válido o inactivo,
• LIN_E_STATE_TRANSITION en caso de un wake-up fuera de LIN_CH_SLEEP.

Lin_GetVersionInfo notifica un puntero NULL con LIN_E_PARAM_POINTER ([SWS_Lin_00161], SWS LIN Driver p. 41). Con la DET desactivada, Lin_CheckWakeup devuelve E_NOT_OK para un canal no válido (SWS LIN Driver p. 42). De forma general, E_NOT_OK y LIN_NOT_OK indican que se ha producido un error de desarrollo o de producción ([SWS_Lin_00191], [SWS_Lin_00233]).

LIN_E_TIMEOUT está especificado como error de producción. Si tras una modificación en registros de control de hardware debe esperarse a un cambio de estado, un timeout configurable protege esta espera. Si este expira, se notifica el error ([SWS_Lin_00290]). La notificación se envía mediante Dem_SetEventStatus ([SWS_Lin_00234]) al evento referenciado en LinDemEventParameterRefs (SWS LIN Driver p. 65).

El driver notifica los errores de comunicación de manera diferente según el tipo de nodo. Los canales maestros los entregan como estado de Lin_GetStatus ([SWS_Lin_00233]):

• LIN_TX_HEADER_ERROR en caso de errores de relectura, paridad o bus en la cabecera,
• LIN_TX_ERROR en caso de transmisión errónea de respuesta,
• LIN_RX_ERROR en caso de errores de framing, overrun o checksum, así como respuesta demasiado corta.

Los canales esclavos cancelan el procesamiento del frame y llaman a LinIf_LinErrorIndication con un Lin_SlaveErrorType ([SWS_Lin_00277], [SWS_Lin_91140]). Notifican como LIN_ERR_HEADER los eventos de bus no válidos mientras esperan una cabecera ([SWS_Lin_00281]).

Diagrama de actividades: Los errores de desarrollo van a la DET, el timeout de hardware al DEM. Un canal maestro notifica errores de comunicación de bus como estado, un canal esclavo como indicación de error. Fuentes: [SWS_Lin_00258], [SWS_Lin_00290], [SWS_Lin_00233], [SWS_Lin_00277], [SWS_Lin_00281], [SWS_Lin_00235]

Más evidencia detallada

• Servicios maestros: Transmisión con [SWS_Lin_00191], estado con [SWS_Lin_00168], valores de estado en [SWS_Lin_00233].
• Flujo de esclavo desde la indicación de cabecera hasta la finalización: [SWS_Lin_00280] a [SWS_Lin_00286], complementado con [SWS_Lin_00272] a [SWS_Lin_00277].
• Reposo y wake-up: [SWS_Lin_00166], [SWS_Lin_00167], [SWS_Lin_00169], [SWS_Lin_00256], [SWS_Lin_00262]. La detección de wake-up la describe [SWS_Lin_00160].
• Descripción de frame: [SWS_Lin_00232] con los tipos de elementos [SWS_Lin_00228] a [SWS_Lin_00231].
• Dependencia del tipo de nodo: [SWS_Lin_00287] a [SWS_Lin_00289]. Particionamiento: [SWS_Lin_CONSTR_00270], [SWS_Lin_CONSTR_00279], [SWS_Lin_CONSTR_00291].
• Autómata de estados y estados del canal: SWS LIN Driver p. 24.
• Historial de cambios: Lin_SendFrame se originó a partir de Lin_SendHeader y Lin_SendResponse, LIN_E_TIMEOUT se estableció como error de producción (SWS LIN Driver p. 4).