FlexRay State Manager (FrSM)

Le FlexRay State Manager gère pour chaque cluster FlexRay un automate d'états qui convertit les demandes de communication de ComM en réveil, démarrage et arrêt via le FlexRay Interface. FrSM_RequestComMode ne fait que mémoriser la demande ; celle-ci n'est traitée que dans la fonction principale cyclique du cluster [SWS_FrSM_00020]. Le FrSM signale les modes atteints à ComM et BswM. Le BswM peut mettre fin au fonctionnement Key-Slot-Only ou commuter tous les clusters en mode réception. Seuls FRSM_ONLINE et FRSM_LOW_NUMBER_OF_COLDSTARTERS sont considérés comme FullCom (SWS FrSM p. 38).

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Le FlexRay State Manager convertit les demandes de communication de ComM pour chaque cluster FlexRay en appels à l'interface FlexRay Interface. En retour, il signale le mode de bus via ComM_BusSM_ModeIndication et son état détaillé via BswM_FrSM_CurrentState [SWS_FrSM_00096]. De manière optionnelle, il utilise DEM, DET et FrNm ainsi que d'autres services de FrIf [SWS_FrSM_00097]. FrSm_Init fait passer tous les automates de cluster à FRSM_READY (SWS FrSM p. 35).

Diagramme de contexte : ComM et BswM commandent, SchM cadence, FrIf exécute ; les erreurs sont transmises à DEM, DET, FrNm et optionnellement à un CDD. Sources : [SWS_FrSM_00096], [SWS_FrSM_00097]

FrSM_RequestComMode ne fait que mémoriser la demande. Seule la fonction principale du cluster la traite (SWS FrSM p. 36, [SWS_FrSM_00118]). Lors d'une demande FullCom, la condition WUReason détermine si le FrSM émet lui-même des motifs de réveil, relaie un réveil unilatéral vers le second canal ou démarre directement. Lors du démarrage, il appelle FrIf_StartCommunication et, pour les ECU à démarrage à froid, également FrIf_AllowColdstart. En cas de POC normal active, il passe à FRSM_ONLINE (SWS FrSM p. 20, SWS FrSM p. 52). Si NoCom est demandé depuis un état FullCom, le FrSM interrompt la communication dès l'appel. Après t_TrcvStdbyDelay, il place les émetteurs-récepteurs en veille (standby) et revient à FRSM_READY [SWS_FrSM_00209].

Diagramme d'états : huit états principaux par cluster et le mode passif d'ECU parallèle. Les transitions vers FRSM_ONLINE_PASSIVE et FRSM_LOW_NUMBER_OF_COLDSTARTERS font l'objet d'une interprétation. Sources : SWS FrSM p. 18, SWS FrSM p. 27

Pour ComM, FullCom n'est valable que dans FRSM_ONLINE et FRSM_LOW_NUMBER_OF_COLDSTARTERS (SWS FrSM p. 38). Deux modes de fonctionnement spéciaux sont à la disposition du BswM. FrSm_AllSlots met fin au fonctionnement Key-Slot-Only [SWS_FrSM_00172]. FrSm_SetEcuPassive commute tous les clusters en mode réception seule [SWS_FrSM_00174]. FrSM_BswM_StateType signale les deux dimensions combinées [SWS_FrSM_00199]. Dans R20-11, certaines fonctions s'appellent encore FrSm_… et les identifiants de service diffèrent de ceux des versions ultérieures [SWS_FrSM_00020].

En cas d'erreur, le FrSM signale des erreurs de développement telles que FRSM_E_UNINIT ou FRSM_E_INV_HANDLE [SWS_FrSM_91001]. Si la synchronisation échoue, il appelle FrNm_StartupError. Il signale optionnellement une perte de synchronisation via <Cdd>_SyncLossErrorIndication [SWS_FrSM_00190].

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Rôle : gestionnaire d'état de bus entre ComM, BswM et FlexRay Interface

Le FlexRay State Manager (FrSM) traduit les demandes de communication de ComM pour chaque cluster FlexRay en appels de commande vers le FlexRay Interface. ComM demande via FrSM_RequestComMode un ComM_ModeType pour un NetworkHandleType [SWS_FrSM_00020]. Le FrSM renvoie le mode de bus atteint via ComM_BusSM_ModeIndication et son état détaillé au BswM via BswM_FrSM_CurrentState [SWS_FrSM_00096]. Il ne commande jamais directement les contrôleurs ni les émetteurs-récepteurs. Il utilise pour cela des fonctions de FrIf, qui sont regroupées dans la spécification en éléments fonctionnels tels que FE_START (FrIf_StartCommunication) ou FE_HALT (FrIf_HaltCommunication) (SWS FrSM p. 22).

De plus, le FrSM utilise des services optionnels : Dem_SetEventStatus, Det_ReportError, FrIf_AllSlots, FrIf_GetNumOfStartupFrames, FrIf_GetWakeupRxStatus, FrIf_SetWakeupChannel et FrNm_StartupError [SWS_FrSM_00097]. Il importe notamment ses types depuis ComM, ComStack_Types, DEM, Fr et FrIf [SWS_FrSM_00095]. Le BswM commande également activement le FrSM. Il peut par exemple, pour des cas d'usage de diagnostic, le faire passer en mode passif via FrSm_SetEcuPassive() (EXP ModeMgmt p. 36).

Diagramme de contexte : le FrSM se situe entre les demandeurs ComM/BswM, le générateur de cadence SchM et l'exécutant FrIf, et signale les erreurs à DEM, DET, FrNm ainsi qu'à un CDD optionnel. Sources : [SWS_FrSM_00096], [SWS_FrSM_00097], [SWS_FrSM_00118], [SWS_FrSM_00190]

Automate d'états par cluster et mode passif d'ECU parallèle

Pour chaque cluster, le FrSM gère un automate propre à huit états : FRSM_READY, FRSM_WAKEUP, FRSM_STARTUP, FRSM_HALT_REQ, FRSM_ONLINE, FRSM_ONLINE_PASSIVE, FRSM_KEYSLOT_ONLY et FRSM_LOW_NUMBER_OF_COLDSTARTERS. Chaque état est associé à un état POC du contrôleur :

• FRSM_ONLINE correspond à POC:normal active avec communication complète.
• FRSM_ONLINE_PASSIVE correspond à POC:normal passive. En raison d'erreurs de synchronisation d'horloge, aucune donnée n'y est émise ni reçue.
• Dans FRSM_KEYSLOT_ONLY, l'émission n'est autorisée que dans les key slots.

Cette association est décrite par SWS FrSM p. 18. Les transitions sont définies sous forme de tableau et le FrSM exécute leurs actions dans l'ordre qui y est fixé (SWS FrSM p. 24).

Parallèlement à cela, il existe les états FRSM_ECU_ACTIVE et FRSM_ECU_PASSIVE (SWS FrSM p. 18). FrSm_SetEcuPassive commute conjointement tous les clusters de l'ECU en mode réception seule ou inversement [SWS_FrSM_00174]. Si un cluster ne se trouve pas dans FRSM_READY à ce moment-là, le FrSM exécute FE_TRCV_NORMAL pour lui (SWS FrSM p. 40). FrSM_BswM_StateType représente les deux dimensions : pour chaque état principal, il existe une valeur avec le suffixe _ECU_PASSIVE, de FRSM_BSWM_READY (0x00) à FRSM_LOW_NUMBER_OF_COLDSTARTERS_ECU_PASSIVE (0x0F) [SWS_FrSM_00199]. Les deux notions de passivité ne doivent pas être confondues. ONLINE_PASSIVE est la conséquence d'une perturbation de la synchronisation, tandis que ECU_PASSIVE est un fonctionnement en réception délibéré.

Vis-à-vis de l'extérieur, seul compte le mode fourni par FrSM_GetCurrentComMode. COMM_FULL_COMMUNICATION s'applique exclusivement dans FRSM_ONLINE et FRSM_LOW_NUMBER_OF_COLDSTARTERS ; dans tous les autres états, COMM_NO_COMMUNICATION s'applique (SWS FrSM p. 38, [SWS_FrSM_00024]). SilentCom n'est pas pris en charge sur FlexRay (SWS FrSM p. 18).

Diagramme d'états : automate principal par cluster avec les chemins Réveil → Démarrage → En ligne ainsi que Arrêt → Prêt, accompagné du mode passif d'ECU commun à tous les clusters. Interprétation : les transitions vers FRSM_ONLINE_PASSIVE et FRSM_LOW_NUMBER_OF_COLDSTARTERS sont déduites de la table d'états et des conditions. Sources : SWS FrSM p. 27, SWS FrSM p. 18, SWS FrSM p. 20, [SWS_FrSM_00209]

De FrSm_Init à la communication complète : réveil et démarrage

FrSm_Init est synchrone et non réentrante. La fonction reçoit un pointeur vers FrSM_ConfigType, la configuration post-build spécifique à l'implémentation ([SWS_FrSM_00013], [SWS_FrSM_00198]). Elle positionne tous les automates de cluster sur FRSM_READY (transition T00) et enregistre l'adresse de configuration. Si FrSMDevErrorDetect est actif, elle mémorise en outre la réussite de l'initialisation (SWS FrSM p. 35).

FrSM_RequestComMode fonctionne de manière asynchrone. La fonction enregistre le mode souhaité sous forme de reqComMode. Il n'est traité que lors de la prochaine exécution de FrSM_MainFunction_<FrSMCluster.ShortName> dans l'automate du cluster concerné (SWS FrSM p. 36). Il existe une fonction principale par cluster, mise à disposition via SchM_FrSm.h [SWS_FrSM_00118]. Sa cadence d'appel devrait suivre le paramètre FrSMMainFunctionCycleTime (SWS FrSM p. 62). Question (ouverte)

Lors d'une demande FullCom dans FRSM_READY, le FrSM évalue la condition WUReason. Si FrSMCheckWakeupReason est défini, il interroge chaque transceiver via FrIf_GetTransceiverWUReason. Le résultat est NO_WU_BY_BUS, PARTIAL_WU_BY_BUS ou ALL_WU_BY_BUS ; sans vérification, NO_WU_BY_BUS s'applique (SWS FrSM p. 20). Si l'ECU a été réveillée par le bus, elle démarre sans son propre réveil (SWS FrSM p. 52). Si, pour un nœud à deux canaux, le réveil n'est parvenu que sur un seul canal, FE_SET_WU_CHANNEL_FORWARD le transmet à l'autre canal (SWS FrSM p. 22, SWS FrSM p. 56).

Diagramme d'activité : WUReason permet de déterminer si le FrSM effectue lui-même le réveil, transmet un réveil ou démarre directement. Interprétation : la branche pour les ECU sans réveil est dérivée de FrSMIsWakeupEcu. Sources : SWS FrSM p. 20, SWS FrSM p. 22, SWS FrSM p. 54

Dans FRSM_WAKEUP, le FrSM émet des motifs de réveil via FE_WAKEUP, soit FrIf_SendWUP par contrôleur. Il répète cette opération jusqu'à ce que FrSMNumWakeupPatterns soit atteint ou que du trafic de bus ait été détecté (busTrafficDetected). Si un contrôleur passe en HALT en raison d'une erreur, la transmission est interrompue (SWS FrSM p. 27).

Diagramme d'activité : émission répétée de motifs de réveil avec évaluation de vPOC!WakeupStatus et interruption en cas de HALT du contrôleur. Sources : SWS FrSM p. 27, SWS FrSM p. 18

Le démarrage commence par FrIf_StartCommunication. Le FrSM n'appelle FrIf_AllowColdstart qu'avec FrSMIsColdstartEcu (SWS FrSM p. 22). Il signale ensuite FRSM_STARTUP au BswM. Dès que l'état du POC est normal active, FrIf_SetState(FRIF_GOTO_ONLINE), la notification FRSM_ONLINE et l'indication de mode destinée au ComM suivent (SWS FrSM p. 50, SWS FrSM p. 52).

Diagramme de séquence : réveil monocanal et démarrage jusqu'à FRSM_ONLINE, répartis sur plusieurs exécutions de la fonction principale. Interprétation : l'ordre au sein des exécutions est reconstruit et simplifié à partir des figures de la spécification. Sources : SWS FrSM p. 50, SWS FrSM p. 52, [SWS_FrSM_00118]

Fonctionnement en key slots seuls, libération de tous les slots et nombre restreint de coldstarters

Si le contrôleur est configuré avec pKeySlotOnlyEnabled, le démarrage s'achève d'abord dans FRSM_KEYSLOT_ONLY. Cet état correspond à POC:normal active avec vPOCSlotMode ≠ AllSlots (SWS FrSM p. 18, SWS FrSM p. 55). Il est quitté via FrSm_AllSlots [SWS_FrSM_00172]. La fonction appelle FrIf_AllSlots pour chaque contrôleur du cluster et ne renvoie E_OK que si tous les appels ont donné E_OK. Elle peut être désactivée au moment de la précompilation via FrSMAllSlotsSupport (SWS FrSM p. 41). Selon la figure de la spécification, le BswM autorise le fonctionnement complet. Ce n'est qu'ensuite que le FrSM signale FRSM_ONLINE et FullCom au ComM (SWS FrSM p. 57).

Diagramme de séquence : démarrage en deux étapes : d'abord les key slots seuls, puis libération de tous les slots via FrSm_AllSlots. La figure de la spécification libelle le message BswM FRSM_ONLINE_KEYSLOT_ONLY ; ici figure la valeur R20-11 FRSM_BSWM_KEYSLOT_ONLY. Sources : SWS FrSM p. 57, SWS FrSM p. 55, [SWS_FrSM_00172], [SWS_FrSM_00199]

FRSM_LOW_NUMBER_OF_COLDSTARTERS signifie une communication complète au cours de laquelle le cluster n'est synchronisé que par des sync frames (SWS FrSM p. 18). La condition lowNumberOfColdstarters est remplie lorsque FrIf_GetNumOfStartupFrames() signale moins de startup frames que ce que spécifie le paramètre optionnel FrSMMinNumberOfColdstarter (SWS FrSM p. 20).

Retour à NoCom et temporisateurs du cluster

NoCom peut être demandé pendant que l'automate se trouve dans FRSM_ONLINE, FRSM_KEYSLOT_ONLY, FRSM_LOW_NUMBER_OF_COLDSTARTERS ou FRSM_ONLINE_PASSIVE. Dans ce cas, FrSM_RequestComMode traite la transition dès cet instant, sans attendre la fonction principale (SWS FrSM p. 36). Cela inclut FrIf_SetState(FRIF_GOTO_OFFLINE), FrIf_HaltCommunication et la notification HALT_REQ destinée au BswM. Lors d'exécutions ultérieures, le FrSM signale NoCom au ComM, réinitialise les contrôleurs, place les transceivers en STANDBY et signale READY (SWS FrSM p. 58).

Diagramme de séquence : de FullCom à NoCom. L'arrêt intervient de manière synchrone dans l'appel de requête, la réinitialisation et le standby suivant en différé dans la fonction principale. Interprétation : l'ordre est reconstruit à partir de la figure de la spécification. Sources : SWS FrSM p. 58, SWS FrSM p. 36, [SWS_FrSM_00209]

Pour chaque cluster, le FrSM utilise plusieurs temporisateurs (SWS FrSM p. 21) :

• t1 retarde FrIf_AllowColdstart. Avec FrSMDurationT1 = 0, l'appel suit directement FrIf_StartCommunication.
• t2 détermine le délai au terme duquel le démarrage est répété.
• t3 surveille la transition vers FullCom.
• t4 veille à ce qu'un nœud à deux canaux efface son bit d'interdiction de coldstart.
• t_TrcvStdbyDelay retarde la réinitialisation et le standby. Si FrSMTrcvStdbyDelay n'est pas configuré ou vaut 0, l'automate passe immédiatement de FRSM_HALT_REQ à FRSM_READY [SWS_FrSM_00209].

Configuration par FrSMCluster et état des interfaces R20-11

Le conteneur FrSMCluster (1..*) décrit un cluster pouvant comprendre plusieurs contrôleurs sur une ECU. Il contient :

• les temporisateurs FrSMDurationT1 à FrSMDurationT4,
• les rôles FrSMIsColdstartEcu et FrSMIsWakeupEcu,
• FrSMNumWakeupPatterns et FrSMStartupRepetitions,
• les références FrSMComMNetworkHandleRef et FrSMFrIfClusterRef.

SWS FrSM p. 62 décrit ces contenus. Sont par ailleurs configurables de manière globale FrSMVersionInfoApi pour FrSM_GetVersionInfo et FrSMSyncLossErrorIndicationName (SystemTemplate p. 1528, [SWS_FrSM_00029]).

De nombreux détails sont issus de versions ultérieures. Pour R20-11, ce sont les exigences qui s'appliquent, et elles diffèrent sur certains points :

• Les fonctions sont nommées FrSm_Init, FrSm_AllSlots et FrSm_SetEcuPassive et sont disponibles via FrSm.h.
• FrSM_RequestComMode a pour ID de service 0x02 et est réentrante pour différents clusters. Les passages ultérieurs mentionnent 0x40 et d'autres noms de paramètres.
• FrSM_GetCurrentComMode a pour ID de service 0x03 dans R20-11.

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

Comportement en cas d'erreur

Les codes suivants sont définis pour les erreurs de développement [SWS_FrSM_91001] :

• FRSM_E_PARAM_POINTER : pointeur non valide. Le service retourne immédiatement.
• FRSM_E_INV_HANDLE : handle de réseau non valide.
• FRSM_E_UNINIT : module non initialisé.
• FRSM_E_INV_MODE : mode de communication non valide.
• FRSM_INIT_FAILED : échec de l'initialisation.

Certains cas sont explicitement réglementés. En cas de handle non valide, FrSm_AllSlots signale FRSM_E_INV_HANDLE et renvoie E_NOT_OK (SWS FrSM p. 41). Avant l'initialisation, FrSm_SetEcuPassive signale une erreur de développement (SWS FrSM p. 40). Dans R20-11, sans initialisation préalable, FrSM_GetCurrentComMode renvoie E_NOT_OK [SWS_FrSM_00024].

Au niveau du bus, le FrSM réagit de la manière suivante :

• En cas d'erreurs de synchronisation d'horloge, le cluster bascule dans FRSM_ONLINE_PASSIVE (SWS FrSM p. 18).
• Si la synchronisation échoue, le FrSM appelle FrNm_StartupError [SWS_FrSM_00097].
• Le démarrage est répété après t2 (SWS FrSM p. 21). FrSMStartupRepetitions devrait limiter le nombre de répétitions. Question (ouverte)

Le FrSM signale l'état du démarrage sous forme d'événement DEM FRSM_E_CLUSTER_STARTUP, avec PASSED en cas de succès (SWS FrSM p. 52). Les ID d'événement figurent dans FrSMClusterDemEventParameterRefs (SWS FrSM p. 62). De manière optionnelle, <Cdd>_SyncLossErrorIndication informe d'une perte de synchronisation avec true. Avec false, la fonction indique que la synchronisation est rétablie ou que la demande FullCom a été retirée [SWS_FrSM_00190]. Sans nom de fonction configuré, ce message est omis (SystemTemplate p. 1528).

Preuves détaillées supplémentaires

• Cœur de l'API : initialisation, demande et interrogation de mode ([SWS_FrSM_00013], [SWS_FrSM_00020], [SWS_FrSM_00024]) ainsi que la fonction principale cyclique par cluster [SWS_FrSM_00118].
• Fonctionnement spécial : libération de tous les slots [SWS_FrSM_00172] et mode passif de l'ECU [SWS_FrSM_00174].
• Messages d'état au BswM [SWS_FrSM_00199] et type de configuration [SWS_FrSM_00198].
• Interfaces : requises [SWS_FrSM_00096], optionnelles [SWS_FrSM_00097] et configurables [SWS_FrSM_00190].
• Automate : états, variables, conditions, éléments fonctionnels et table de transition (SWS FrSM p. 18, SWS FrSM p. 20, SWS FrSM p. 22, SWS FrSM p. 27).
• Temporisateurs et codes d'erreur : [SWS_FrSM_00209], [SWS_FrSM_91001], SWS FrSM p. 21.
• Déroulements sous forme de séquences : réveil, démarrage passif, réveil à deux canaux avec et sans retransmission, key slots seuls et arrêt (SWS FrSM p. 50 à SWS FrSM p. 58).