LIN Driver (Lin)

De LIN-driver kapselt de LIN-hardware van de microcontroller in en stelt kanaalgebonden diensten voor frames, slaaptoestand en wake-up beschikbaar aan het LIN Interface. Master-kanalen initiëren frames asynchroon met Lin_SendFrame en evalueren deze via Lin_GetStatus. Slave-kanalen reageren op elke ontvangen header met een indicatie aan het LIN Interface en verzenden, ontvangen of negeren vervolgens de response ([SWS_Lin_00280]). Welke diensten beschikbaar zijn, hangt af van het geconfigureerde knooppunttype; de master-diensten zijn er alleen bij minimaal één master-kanaal ([SWS_Lin_00287]).

meer ›

De LIN-driver Lin is de hardwaredriver van de LIN-stack. Hij kapselt LIN-controllers of SCI/UART's in (SWS LIN Driver p. 9) en biedt het LIN Interface kanaalgebonden diensten voor frames, slaaptoestand en wake-up. Vast vereist hij Dem_SetEventStatus, EcuM_SetWakeupEvent en LinIf_WakeupConfirmation ([SWS_Lin_00234]). Optioneel gebruikt hij DET, Icu en de slave-callbacks van de LinIf ([SWS_Lin_00235]).

Contextdiagram: Lin staat tussen LinIf en de LIN-hardware en meldt wake-ups en fouten aan EcuM, LinIf, DEM en DET. Bronnen: [SWS_Lin_00234], [SWS_Lin_00235]

Lin_Init brengt de module over van LIN_UNINIT naar LIN_INIT ([SWS_Lin_00006], SWS LIN Driver p. 24). Daarna wisselt elk kanaal tussen LIN_CH_OPERATIONAL, LIN_CH_SLEEP_PENDING (alleen master) en LIN_CH_SLEEP. Hiervoor staan Lin_GoToSleep, Lin_GoToSleepInternal, Lin_Wakeup en Lin_WakeupInternal ter beschikking ([SWS_Lin_00166], [SWS_Lin_00167], [SWS_Lin_00169], [SWS_Lin_00256]).

Toestandsdiagram: Moduletoestanden en kanaaltoestanden met hun overgangen. Dat Lin_GetStatus de stap naar LIN_CH_SLEEP voltooit, is een interpretatie van het diagram. Bronnen: SWS LIN Driver p. 24, [SWS_Lin_00166]

Master- en slave-kanalen werken fundamenteel verschillend. Een master initieert frames asynchroon met Lin_SendFrame en vraagt het resultaat later met Lin_GetStatus op ([SWS_Lin_00191], [SWS_Lin_00168]). Deze diensten zijn er alleen wanneer ten minste één kanaal als master is geconfigureerd ([SWS_Lin_00287]). Een slave meldt elke header via LinIf_HeaderIndication ([SWS_Lin_00280]). Afhankelijk van Drc verzendt, ontvangt of negeert hij vervolgens de response en sluit deze af met LinIf_TxConfirmation of LinIf_RxIndication ([SWS_Lin_00282], [SWS_Lin_00274], [SWS_Lin_00275]).

Wake-ups vanaf de bus controleert Lin_CheckWakeup en meldt deze aan EcuM en LinIf ([SWS_Lin_00160]). In geval van fouten gaan onjuiste aanroepen naar de DET, zoals LIN_E_UNINIT ([SWS_Lin_00258]). Een hardware-timeout wordt als LIN_E_TIMEOUT aan de DEM gemeld ([SWS_Lin_00290]). Busfouten levert een master-kanaal als status terug; een slave-kanaal meldt deze via LinIf_LinErrorIndication ([SWS_Lin_00233], [SWS_Lin_00277]).

meer ›

Rol, systeemgrens en instantierelatie van de LIN-driver

De LIN-driver Lin kapselt de LIN-hardware van de microcontroller in. Aan het LIN Interface (LinIf) stelt hij kanaalgebonden diensten beschikbaar: frames verzenden en ontvangen, kanalen in slaapstand brengen en wekken, evenals wake-ups controleren. Alle diensten zijn via Lin.h beschikbaar ([SWS_Lin_00191], [SWS_Lin_00160]). Als hardware noemt de specificatie drie soorten LIN-hardware-units: volwaardige LIN-controllers, eenvoudige SCI/UART's en uitgebreide SCI/UART's. Ze zijn telkens via transceiver-IC's op een LIN-cluster aangesloten (SWS LIN Driver p. 9). De driver stelt zelf geen callback-functies beschikbaar (SWS LIN Driver p. 49). Hij roept in plaats daarvan functies van zijn omgeving aan.

Verplichte interfaces naar buiten zijn Dem_SetEventStatus, EcuM_SetWakeupEvent en LinIf_WakeupConfirmation ([SWS_Lin_00234]). Optioneel gebruikt de driver onder meer:

• Det_ReportError en EcuM_CheckWakeup,
• Icu_EnableNotification en Icu_DisableNotification,
• voor slave-kanalen de callbacks LinIf_HeaderIndication, LinIf_RxIndication en LinIf_LinErrorIndication ([SWS_Lin_00235]).

De geïmporteerde typen zoals NetworkHandleType, EcuM_WakeupSourceType of Std_ReturnType worden vermeld door [SWS_Lin_00226].

Contextdiagram: Lin bevindt zich tussen LinIf en de LIN-hardware-unit. Wake-ups meldt de driver aan EcuM en LinIf, fouten aan DEM en DET. Bronnen: [SWS_Lin_00234], [SWS_Lin_00235], SWS LIN Driver p. 9

De driver is partitioneerbaar. Hij werkt in elke partitie als onafhankelijke instantie, en een API-aanroep heeft alleen effect op de partitie waarin deze plaatsvindt ([SWS_Lin_CONSTR_00270]). Verwijst LinEcucPartitionRef naar partities, dan moet LinChannelEcucPartitionRef naar precies één daarvan verwijzen ([SWS_Lin_CONSTR_00291]). LinChannel en LinTrcvChannel van een communicatiekanaal moeten naar dezelfde partitie verwijzen ([SWS_Lin_CONSTR_00279]). Partitietoewijzingen die de implementatie niet ondersteunt, wijst de module af ([SWS_Lin_00269]). Per kanaal worden onder meer baudrate, kanaal-ID, LinChannelWakeupSupport en het knooppunttype LinNodeType geconfigureerd. Deze containerbeschrijving is afkomstig uit een latere release (SWS LIN Driver p. 60).

Module- en kanaaltoestanden van Lin_Init tot aan de slaaptoestand

Na de reset bevindt de module zich in de toestand LIN_UNINIT en is hij niet bruikbaar. Lin_Init brengt hem naar LIN_INIT; daar is elk beschikbaar kanaal operationeel (SWS LIN Driver p. 24). Lin_Init ontvangt een pointer naar een Lin_ConfigType-structuur. De inhoud ervan is hardwarespecifiek; deze bevat de initialisatiedata voor driver, hardware-unit en kanalen ([SWS_Lin_00006], [SWS_Lin_00227]). De omgeving dient Lin_Init tijdens runtime slechts eenmaal aan te roepen (SWS LIN Driver p. 24).

Binnen LIN_INIT heeft elk kanaal een eigen toestand:

• LIN_CH_OPERATIONAL: Het kanaal neemt deel aan het cluster.
• LIN_CH_SLEEP: De wake-up-detectie is actief, de hardware bevindt zich eventueel in de low-power-modus.
• LIN_CH_SLEEP_PENDING: alleen bij master-kanalen, na Lin_GoToSleep.

Bewijzen: SWS LIN Driver p. 24, [SWS_Lin_00166]. Lin_GoToSleepInternal zet het kanaal direct op LIN_CH_SLEEP ([SWS_Lin_00167]). Lin_Wakeup leidt met een wake-up-puls terug naar LIN_CH_OPERATIONAL, Lin_WakeupInternal zonder puls ([SWS_Lin_00169], [SWS_Lin_00256]).

Interpretatie: De overgang van LIN_CH_SLEEP_PENDING naar LIN_CH_SLEEP wordt vermoedelijk door Lin_GetStatus voltooid. Vraag Q-bb592e1d2ab668f0 (open) Het diagram toont Lin_GetStatus als overgang in het master-gedeelte, en het LIN Interface verwacht bij controle van het go-to-sleep-commando de retourwaarde LIN_CH_SLEEP (SWS LIN Interface p. 56).

Toestandsdiagram: Lin_Init verheft de module van LIN_UNINIT naar LIN_INIT. Daarin wisselt elk kanaal via sleep- en wake-up-diensten tussen bedrijf en slaapstand; de overgang via Lin_GetStatus is interpretatie. Bronnen: SWS LIN Driver p. 24, [SWS_Lin_00166], [SWS_Lin_00167], [SWS_Lin_00169], [SWS_Lin_00256]

Frame-beschrijving via Lin_PduType en datamapping

Tussen LinIf en driver beschrijft Lin_PduType een frame. De structuur bevat Pid, het controlesommenmodel Cs, de response-richting Drc, de datalengte Dl en de datapointer SduPtr ([SWS_Lin_00232]). De elementtypen:

• Lin_FramePidType: Identifier 0…0x3F met twee pariteitsbits, waardebereik 0…0xFE ([SWS_Lin_00228]).
• Lin_FrameDlType: 1…8 databytes ([SWS_Lin_00231]).
• Lin_FrameCsModelType: LIN_ENHANCED_CS of LIN_CLASSIC_CS ([SWS_Lin_00229]). De driver moet beide controlesommen kunnen berekenen ([SWS_Lin_00019]).

Lin_FrameResponseType bepaalt hoe het knooppunt omgaat met de response ([SWS_Lin_00230]): hij verzendt deze zelf (LIN_FRAMERESPONSE_TX), ontvangt een relevante externe response (LIN_FRAMERESPONSE_RX) of negeert deze (LIN_FRAMERESPONSE_IGNORE). In het geheugen staat de eerst overgedragen byte in element 0, de laatst overgedragen in element n-1 (SWS LIN Driver p. 30). Indien de hardware bytes niet kan bufferen, zoals bij een eenvoudige UART, stelt de driver een tijdelijke buffer ter beschikking. Verzenden met terugleescontrole en ontvangen verlopen niet-blokkerend (SWS LIN Driver p. 28).

Master-kanalen: Lin_SendFrame en statusopvraging

Op masterkanalen initieert LinIf elk frame met het asynchrone Lin_SendFrame. De service verzendt de LIN-header en eventueel de response ([SWS_Lin_00191]). Dit geldt voor ontvangst-, zend- en slave-to-slave-items van het schedule (SWS LIN Interface p. 34, SWS LIN Interface p. 37, SWS LIN Interface p. 40).

Het resultaat vraagt LinIf op met het synchrone Lin_GetStatus: op zijn vroegst na de maximale framelengte, op zijn laatst bij het volgende vervallen schedule-item (SWS LIN Interface p. 35, [SWS_Lin_00168]). De service levert een Lin_StatusType op, zoals LIN_TX_OK, LIN_TX_BUSY, LIN_RX_OK, LIN_RX_BUSY of LIN_RX_NO_RESPONSE. Via Lin_SduPtr geeft deze daarnaast een pointer naar de schaduw- of hardware-ontvangstbuffer terug ([SWS_Lin_00233]).

Ontvangen gegevens blijven consistent totdat het volgende frame succesvol is ontvangen of de kanaalstatus verandert. De volledige ontvangstverwerking mag in Lin_GetStatus plaatsvinden (SWS LIN Driver p. 30). Bij event-triggered frames geldt (SWS LIN Interface p. 127, SWS LIN Interface p. 129):

• LIN_RX_NO_RESPONSE beschouwt LinIf niet als een fout.
• LIN_RX_ERROR geldt als een botsing en leidt tot een overschakeling naar het botsingsoplossings-schedule.

Lin_SendFrame, Lin_GoToSleep en Lin_GetStatus zijn alleen beschikbaar als minimaal één kanaal via LinNodeType als master is geconfigureerd ([SWS_Lin_00287], [SWS_Lin_00288], [SWS_Lin_00289]). In R20-11 zijn deze services gespecificeerd als niet-re-entrant ([SWS_Lin_00168]). Latere versies staan re-entrantie toe voor verschillende kanalen (SWS LIN Driver p. 48); voor R20-11 geldt het requirement.

Sequentiediagram: De master initieert een frame asynchroon met Lin_SendFrame en evalueert het resultaat in latere MainFunction-aanroepen via Lin_GetStatus. Bronnen: [SWS_Lin_00191], [SWS_Lin_00168], SWS LIN Interface p. 128, SWS LIN Interface p. 129, SWS LIN Interface p. 40

Slave-kanalen: header-gestuurde responseverwerking

Een slave-kanaal moet in LIN_CH_OPERATIONAL te allen tijde een header kunnen ontvangen ([SWS_Lin_00272]). Voor elke header roept de driver LinIf_HeaderIndication aan. Hierbij bevat PduPtr->Pid de ontvangen PID, en PduPtr->SduPtr wijst naar zijn hardware- of schaduwbuffer ([SWS_Lin_00280]). Als de hardware ongeldige PID's niet herkent, geeft de driver de PID ongecontroleerd door ([SWS_Lin_00271]). Na de returnwaarde E_OK evalueert deze PduPtr->Drc ([SWS_Lin_00282]):

• Bij LIN_FRAMERESPONSE_TX gebruikt hij Cs, Dl en SduPtr om de response te verzenden ([SWS_Lin_00283]).
• Bij LIN_FRAMERESPONSE_RX configureert hij met Cs en Dl de ontvangst ([SWS_Lin_00284]).

Als LinIf_HeaderIndication E_NOT_OK oplevert of Drc gelijk is aan LIN_FRAMERESPONSE_IGNORE, negeert de driver de response ([SWS_Lin_00286]). Tot aan de volgende header meldt deze dan niets ([SWS_Lin_00276]). Een succesvol ontvangen response geeft hij direct door via LinIf_RxIndication, een verzonden response bevestigt hij via LinIf_TxConfirmation ([SWS_Lin_00274], [SWS_Lin_00275]). Elke relevante response moet met een van deze callbacks of met LinIf_LinErrorIndication zijn afgerond voordat de volgende header wordt gemeld ([SWS_Lin_00285]). Het ontvangstschema onderscheidt twee hardwarevarianten: hardware-LIN-controllers en eenvoudige UART, waarbij de driver elke byte via interrupt naar een buffer kopieert (SWS LIN Driver p. 57).

Sequentiediagram: Op een slave-kanaal triggert elke header een indicatie aan LinIf. Afhankelijk van Drc verzendt, ontvangt of negeert de driver de response. Bronnen: [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

Slapen, ontwaken en wake-up-detectie

Alleen een master kan het go-to-sleep-commando verzenden. Lin_GoToSleep verstuurt dit asynchroon conform LIN 2.1 en zet het kanaal ook bij een foutieve overdracht op LIN_CH_SLEEP_PENDING. Als LinChannelWakeupSupport is geconfigureerd, activeert de service bovendien de busbewaking ([SWS_Lin_00166], SWS LIN Driver p. 43). Voor slaves is Lin_GoToSleep niet van toepassing; zij gebruiken Lin_GoToSleepInternal (SWS LIN Driver p. 31). Deze service stelt synchroon LIN_CH_SLEEP in, activeert de wake-up-detectie en brengt de hardware optioneel in een energiebesparende modus ([SWS_Lin_00167], SWS LIN Driver p. 44). Elk kanaal accepteert sleep-verzoeken onafhankelijk van de overige kanalen (SWS LIN Driver p. 31).

Voor het ontwaken staan twee services ter beschikking. Lin_Wakeup verzendt een wake-up-puls op de bus, Lin_WakeupInternal stelt het kanaal zonder puls in bedrijf ([SWS_Lin_00169], [SWS_Lin_00262]). Een wake-up vanaf de bus controleert Lin_CheckWakeup. Detecteert de service een gebeurtenis, zoals een permanent laag RxD-niveau, dan meldt hij dit direct via EcuM_SetWakeupEvent aan de EcuM en via LinIf_WakeupConfirmation aan LinIf ([SWS_Lin_00160], SWS LIN Driver p. 42). LinIf_CheckWakeup beslist aan de hand van de wake-up-bron of Lin_CheckWakeup dan wel LinTrcv_CheckWakeup wordt aangeroepen (SWS LIN Interface p. 112). LIN heeft geen wake-up-validatie nodig (SWS EcuM p. 173).

Sequentiediagram: Een wake-up vanaf de bus wordt via EcuM en LinIf_CheckWakeup doorgegeven aan Lin_CheckWakeup. De driver meldt een gedetecteerde gebeurtenis aan EcuM en LinIf. Bronnen: [SWS_Lin_00160], [SWS_Lin_00234], SWS LIN Driver p. 42, SWS LIN Interface p. 112, SWS EcuM p. 147

Gedrag in het foutgeval

Bij geactiveerde detectie van ontwikkelingsfouten melden de services onjuist gebruik aan de DET ([SWS_Lin_00258], [SWS_Lin_00259], [SWS_Lin_00260]; voor Lin_Wakeup analoog SWS LIN Driver p. 45):

• LIN_E_UNINIT bij aanroep vóór de initialisatie,
• LIN_E_INVALID_CHANNEL bij een ongeldig of inactief kanaal,
• LIN_E_STATE_TRANSITION bij een wake-up buiten LIN_CH_SLEEP.

Lin_GetVersionInfo meldt een NULL-pointer met LIN_E_PARAM_POINTER ([SWS_Lin_00161], SWS LIN Driver p. 41). Bij uitgeschakelde DET levert Lin_CheckWakeup voor een ongeldig kanaal E_NOT_OK op (SWS LIN Driver p. 42). In het algemeen geven E_NOT_OK en LIN_NOT_OK aan dat er een ontwikkelings- of productiefout is opgetreden ([SWS_Lin_00191], [SWS_Lin_00233]).

Als productiefout is LIN_E_TIMEOUT gespecificeerd. Wanneer na een wijziging in hardware-stuurregisters op een statusovergang moet worden gewacht, beveiligt een configureerbare time-out dit wachten. Loopt deze af, dan wordt de fout gemeld ([SWS_Lin_00290]). De melding gaat via Dem_SetEventStatus ([SWS_Lin_00234]) naar het in LinDemEventParameterRefs gerefereerde event (SWS LIN Driver p. 65).

Communicatiefouten meldt de driver afhankelijk van het knooppunttype verschillend. Masterkanalen leveren deze op als status van Lin_GetStatus ([SWS_Lin_00233]):

• LIN_TX_HEADER_ERROR bij teruglees-, pariteits- of busfouten in de header,
• LIN_TX_ERROR bij foutieve response-overdracht,
• LIN_RX_ERROR bij framing-, overrun- of controlesomfouten en bij een te korte response.

Slave-kanalen breken de frameverwerking af en roepen LinIf_LinErrorIndication aan met een Lin_SlaveErrorType ([SWS_Lin_00277], [SWS_Lin_91140]). Ongeldige busgebeurtenissen tijdens het wachten op een header melden zij als LIN_ERR_HEADER ([SWS_Lin_00281]).

Activiteitendiagram: Ontwikkelingsfouten gaan naar de DET, de hardware-time-out naar de DEM. Buscommunicatiefouten meldt een masterkanaal als status, een slave-kanaal als foutindicatie. Bronnen: [SWS_Lin_00258], [SWS_Lin_00290], [SWS_Lin_00233], [SWS_Lin_00277], [SWS_Lin_00281], [SWS_Lin_00235]

Verdere gedetailleerde bewijzen

• Master-services: Verzenden met [SWS_Lin_00191], status met [SWS_Lin_00168], statuswaarden in [SWS_Lin_00233].
• Slave-verloop van de header-indicatie tot de afronding: [SWS_Lin_00280] tot [SWS_Lin_00286], aangevuld met [SWS_Lin_00272] tot [SWS_Lin_00277].
• Sleep en wake-up: [SWS_Lin_00166], [SWS_Lin_00167], [SWS_Lin_00169], [SWS_Lin_00256], [SWS_Lin_00262]. De wake-up-detectie beschrijft [SWS_Lin_00160].
• Framebeschrijving: [SWS_Lin_00232] met de elementtypen [SWS_Lin_00228] tot [SWS_Lin_00231].
• Knooppunttype-afhankelijkheid: [SWS_Lin_00287] tot [SWS_Lin_00289]. Partitionering: [SWS_Lin_CONSTR_00270], [SWS_Lin_CONSTR_00279], [SWS_Lin_CONSTR_00291].
• Toestandsautomaat en kanaalstatussen: SWS LIN Driver p. 24.
• Wijzigingshistorie: Lin_SendFrame is ontstaan uit Lin_SendHeader en Lin_SendResponse, LIN_E_TIMEOUT is vastgelegd als productiefout (SWS LIN Driver p. 4).