PDU Router (PduR)

O PDU Router encaminha I-PDUs entre módulos superiores, como Com e DCM, Communication Interfaces e protocolos de transporte. Ao fazer isso, ele apenas converte os IDs de I-PDU ao longo de caminhos de roteamento configurados e não altera o conteúdo [SWS_PduR_00160]. Suas tarefas incluem transmissão, recepção, TriggerTransmit, transmissões TP segmentadas e gateways com buffer FIFO opcional. O roteamento ocorre exclusivamente no estado PDUR_ONLINE após PduR_Init bem-sucedido [SWS_PduR_00328]. Em tempo de execução, grupos de caminhos de roteamento podem ser comutados via PduR_EnableRouting e PduR_DisableRouting.

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O PDU Router encaminha I-PDUs entre módulos superiores, como Com e DCM, Communication Interfaces, como CanIf, FrIf e LinIf, bem como protocolos de transporte. Ao fazer isso, ele não altera as I-PDUs [SWS_PduR_00160] e roteia apenas ao longo de caminhos de roteamento configurados [SWS_PduR_00162]. Sua função essencial é a conversão dos IDs de I-PDU no caminho de envio, bem como no caminho de confirmação e indicação [SWS_PduR_00766]. As interfaces são genéricas; os placeholders <Up>, <Lo> e <LoTp> resultam da configuração PduRBswModules [SWS_PduR_00504].

Diagrama de contexto: o PduR fica situado entre módulos superiores e módulos IF ou TP; BswM comuta grupos de caminhos, erros vão para o DET. Fontes: [SWS_PduR_00504], SWS PDU Router p. 16

O PduR reconhece apenas os estados PDUR_UNINIT e PDUR_ONLINE [SWS_PduR_00324]. O roteamento ocorre exclusivamente em PDUR_ONLINE [SWS_PduR_00328]. Ele chega até lá através de PduR_Init(ConfigPtr) [SWS_PduR_00334]. Antes disso, todas as funções, exceto PduR_Init e PduR_GetVersionInfo, reportam o erro PDUR_E_UNINIT, desde que a detecção de erros esteja ativa [SWS_PduR_00119].

Diagrama de estados: a energização leva a PDUR_UNINIT; apenas um PduR_Init sem erros leva a PDUR_ONLINE. Fontes: [SWS_PduR_00325], [SWS_PduR_00326], SWS PDU Router Fig. 7.2 p. 53

Em operação, o PduR assume os seguintes processos:

• Ele repassa solicitações de envio para cada destino de interface [SWS_PduR_00625].
• Ele encaminha solicitações de TriggerTransmit para a camada superior [SWS_PduR_00430].
• No caso de multicast TP, ele consulta os mesmos dados por destino com TP_CONFPENDING ou TP_DATARETRY [SWS_PduR_00631] [SWS_PduR_00632] e reporta uma confirmação consolidada [SWS_PduR_00765].
• Como gateway, ele armazena em buffer em uma FIFO sob demanda [SWS_PduR_00785]. Ele pode retransmitir I-PDUs de TP on-the-fly a partir de um limiar para exatamente um destino [SWS_PduR_00317] [SWS_PduR_00708].

Em tempo de execução, PduR_EnableRouting e PduR_DisableRouting comutam grupos inteiros de caminhos de roteamento [SWS_PduR_00615] [SWS_PduR_00617], tipicamente controlados pelo BswM. Chamadas em um caminho desativado terminam com E_NOT_OK [SWS_PduR_00717]. Erros de desenvolvimento como PDUR_E_PDU_ID_INVALID são reportados pelo PduR ao DET [SWS_PduR_00100]. Perdas na FIFO são reportadas como PDUR_E_PDU_INSTANCES_LOST [SWS_PduR_00670]. Não há tratamento de erros próprio em caminhos de interface; valores de retorno vão para a origem SWS PDU Router p. 46.

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Papel e fronteira do sistema: encaminhamento de I-PDUs entre módulos superiores, interfaces e protocolos de transporte

O PDU Router (PduR) é o nó central de encaminhamento da pilha de comunicação clássica. Ele recebe I-PDUs de um módulo de origem e as transfere de forma inalterada e consistente para um ou mais módulos de destino [SWS_PduR_00160]. O roteamento é realizado exclusivamente ao longo dos caminhos de roteamento configurados [SWS_PduR_00162]. Um caminho é definido de forma unívoca por duas informações: o ID de I-PDU de origem da configuração do PduR e os IDs de I-PDU de destino das configurações dos módulos de destino chamados [SWS_PduR_00161]. A função essencial do PduR é, portanto, a conversão de IDs de I-PDU. Ela se aplica tanto ao caminho de envio quanto ao caminho de confirmação e indicação [SWS_PduR_00766]. Cada módulo escolhe seus Handle-IDs por conta própria; a configuração os vincula através da Pdu «global» ECU Configuration Fig. 3.13 p. 192.

Acima do PduR situam-se módulos como Com e DCM. Abaixo situam-se Communication Interfaces como CanIf, FrIf e LinIf, bem como protocolos de transporte como CanTp, FrTp e LinTp SWS PDU Router p. 24. As interfaces são definidas de forma genérica. Os marcadores de posição <Up>, <Lo> e <LoTp> são substituídos por meio da configuração de módulo referenciada em PduRBswModules, e em CDDs por meio de seu apiServicePrefix [SWS_PduR_00504] SWS PDU Router Fig. 10.2 p. 95. Se um módulo inferior suportar tanto TP quanto IF, são adicionados os infixos Tp e If [SWS_PduR_00800].

Diagrama de contexto: O PduR situa-se entre módulos superiores e módulos IF ou TP inferiores; o BswM comuta grupos de rotas de roteamento, erros vão para o DET. Fontes: [SWS_PduR_00504], [SWS_PduR_00615], [SWS_PduR_00119], SWS PDU Router p. 16

Se PduRZeroCostOperation estiver definido e todas as rotas de roteamento forem pré-compilação, os módulos vizinhos podem chamar um ao outro diretamente [SWS_PduR_00287]. Se pelo menos uma rota não for de pré-compilação, o gerador deve reportar um erro [SWS_PduR_00619] SWS PDU Router p. 56. O gerador deve otimizar recursos não utilizados, ou seja, TP, IF, gateway e FIFO [SWS_PduR_00764].

Ciclo de vida: de PDUR_UNINIT via PduR_Init para PDUR_ONLINE

O PduR possui exatamente uma máquina de estados [SWS_PduR_00644]. Ela possui os estados PDUR_UNINIT e PDUR_ONLINE de PduR_StateType [SWS_PduR_00324] [SWS_PduR_00742]. Após a ligação, o módulo está em PDUR_UNINIT [SWS_PduR_00325]. Após PduR_Init bem-sucedido, ele muda para PDUR_ONLINE [SWS_PduR_00326]. O roteamento ocorre apenas em PDUR_ONLINE [SWS_PduR_00328]; em PDUR_UNINIT nada é roteado [SWS_PduR_00330] SWS PDU Router Fig. 7.2 p. 53. Um diagrama mais antigo mostra adicionalmente um estado PDUR_REDUCED após inicialização com falha SWS PDU Router (alt) p. 30. Para o R20-11, esse estado não se aplica, pois aqui existem apenas dois estados.

Diagrama de estados: Após o power-up, o PduR está em PDUR_UNINIT e não roteia; apenas após PduR_Init livre de erros ele roteia em PDUR_ONLINE. Fontes: [SWS_PduR_00325], [SWS_PduR_00326], [SWS_PduR_00119], [SWS_PduR_00100], SWS PDU Router Fig. 7.2 p. 53

PduR_Init(ConfigPtr) é síncrona e não reentrante [SWS_PduR_00334]. A função realiza três ações:

• Libera todos os buffers [SWS_PduR_00645].
• Define os valores padrão configurados dos buffers de transmissão [SWS_PduR_00308].
• Ativa os grupos de rotas de roteamento de acordo com o parâmetro enable-at-start [SWS_PduR_00709]. Versões posteriores denominam este parâmetro PduRIsEnabledAtInit SWS PDU Router p. 131.

Antes da inicialização, todas as funções, exceto PduR_Init e PduR_GetVersionInfo, reportam o erro PDUR_E_UNINIT, desde que PduRDevErrorDetect esteja ativo [SWS_PduR_00119]. PduR_GetVersionInfo [SWS_PduR_00338] é habilitado via PduRVersionInfoApi System Template p. 656.

Os dados de post-build localizam-se em PduR_PBConfigType e são implementados em PduR_PBcfg.c [SWS_PduR_00241] [SWS_PduR_00743]. Eles são identificados exclusivamente através de PduRConfigurationId [SWS_PduR_00281]. Este identificador é fornecido por PduR_GetConfigurationId [SWS_PduR_00341] [SWS_PduR_00280] como um PduR_PBConfigIdType baseado em uint16; uma ECU pode conter várias configurações selecionáveis [SWS_PduR_00771]. Tabelas de roteamento podem ser atualizadas no momento do post-build [SWS_PduR_00295], contudo apenas no estado não inicializado [SWS_PduR_00296]. A necessidade de memória pode crescer com uma nova configuração e deve, portanto, ser planejada no momento do projeto SWS PDU Router p. 160.

Rotas de Communication Interface: Transmit, TriggerTransmit e confirmações

Se um módulo superior chamar PduR_<User:Up>Transmit [SWS_PduR_00406], o PduR chama <Lo>_Transmit para cada destino [SWS_PduR_00625]. Ao fazer isso, ele não armazena em buffer [SWS_PduR_00629]. Para o valor de retorno aplica-se:

• Em singlecast, o valor de retorno é repassado inalterado [SWS_PduR_00432] [SWS_PduR_00626].
• Em multicast, basta um destino bem-sucedido para E_OK [SWS_PduR_00218].

Os destinos de um multicast são ou todos interfaces ou todos protocolos de transporte, nunca misturados [SWS_PduR_00633].

O CanIf copia os dados diretamente no transmit SWS PDU Router Fig. 9.5 p. 100. O FrIf e o LinIf, por outro lado, buscam-nos mais tarde através de PduR_<User:Lo>TriggerTransmit [SWS_PduR_00369]. O PduR encaminha essa chamada para <Up>_TriggerTransmit [SWS_PduR_00430] e retorna o seu valor de retorno [SWS_PduR_00661] SWS PDU Router Fig. 9.6 p. 101. PduR_<User:Lo>TxConfirmation [SWS_PduR_00365] é repassado juntamente com o resultado para <Up>_TxConfirmation [SWS_PduR_00627]. No multicast, isso ocorre somente após a última confirmação [SWS_PduR_00589].

Diagrama de sequência: Envio a partir de Com com disponibilização direta de dados (CanIf) ou com busca de dados retardada via TriggerTransmit (FrIf), respectivamente com confirmação subsequente. Fontes: [SWS_PduR_00625], [SWS_PduR_00430], [SWS_PduR_00627], SWS PDU Router Fig. 9.5 p. 100, SWS PDU Router Fig. 9.6 p. 101

Na recepção, PduR_<User:Lo>RxIndication [SWS_PduR_00362] leva a uma chamada de <Up>_RxIndication para cada destino superior [SWS_PduR_00621]; 1:n é suportado [SWS_PduR_00164] SWS PDU Router Fig. 9.1 p. 97. O PduR não verifica o comprimento nem na recepção local [SWS_PduR_00744] nem no envio local [SWS_PduR_00745].

Rotas de protocolo de transporte: I-PDUs segmentadas entre DCM e módulos TP

No envio por TP, o PduR chama <LoTp>_Transmit para cada destino [SWS_PduR_00634]. O módulo TP busca os dados em seções através de PduR_<User:LoTp>CopyTxData [SWS_PduR_00518]. O PduR encaminha cada solicitação para <Up>_CopyTxData [SWS_PduR_00299] e repassa o retorno [SWS_PduR_00676] SWS PDU Router Fig. 9.9 p. 104.

No multicast, a camada superior deve fornecer os mesmos dados várias vezes. A solicitação do primeiro destino vai para a camada superior com TP_CONFPENDING [SWS_PduR_00631], todas as demais com TP_DATARETRY [SWS_PduR_00632]. A camada superior recebe uma única <Up>_TpTxConfirmation após a última confirmação. Esta reporta E_OK se pelo menos um destino tiver reportado E_OK [SWS_PduR_00765] SWS PDU Router Fig. 9.10 p. 83.

Diagrama de sequência: No TP-Multicast a partir do DCM, o PduR consulta os mesmos dados por destino com TP_CONFPENDING ou TP_DATARETRY e consolida as confirmações. Fontes: [SWS_PduR_00634], [SWS_PduR_00631], [SWS_PduR_00632], [SWS_PduR_00765], SWS PDU Router Fig. 9.10 p. 83

A recepção TP inicia com PduR_<User:LoTp>StartOfReception [SWS_PduR_00507]. O PduR o encaminha para <Up>_StartOfReception [SWS_PduR_00549] e retorna o seu retorno inalterado [SWS_PduR_00623]. Depois seguem dois encaminhamentos:

• CopyRxData [SWS_PduR_00512] vai para <Up>_CopyRxData [SWS_PduR_00428].
• RxIndication [SWS_PduR_00375] vai para <Up>_TpRxIndication [SWS_PduR_00429].

Uma chamada com SduLength 0 consulta o buffer disponível ou os dados disponíveis [SWS_PduR_00740] SWS PDU Router Fig. 9.4 p. 99. O PduR repassa cancelamentos para cada destino. PduR_<User:Up>CancelTransmit leva a <Lo>_CancelTransmit ou <LoTp>_CancelTransmit [SWS_PduR_00769] [SWS_PduR_00723] [SWS_PduR_00724]. PduR_<User:Up>CancelReceive leva a <LoTp>_CancelReceive [SWS_PduR_00727].

Diagrama de sequência: Na recepção TP de CanTp para DCM, o PduR repassa StartOfReception, o loop CopyRxData e RxIndication 1:1. Fontes: [SWS_PduR_00549], [SWS_PduR_00428], [SWS_PduR_00429], SWS PDU Router Fig. 9.4 p. 99

Operação de gateway: encaminhamento imediato, buffer FIFO e TP on-the-fly

Entre Communication Interfaces, o PduR roteia 1:n [SWS_PduR_00436] e com encaminhamento imediato, ou seja, sem formação de taxa própria [SWS_PduR_00437]. O roteamento por gateway ocorre apenas IF↔IF ou TP↔TP [SWS_PduR_00638]. Para o comprimento repassado aplica-se:

• Sem armazenamento em buffer, o PduR repassa o mínimo entre o comprimento recebido e o comprimento de destino configurado [SWS_PduR_00783].
• Com armazenamento em buffer, ele copia no máximo PduRPduMaxLength e descarta o restante [SWS_PduR_00746].

Uma I-PDU pode ir simultaneamente de forma local para Com e ser encaminhada para um segundo CAN SWS PDU Router Fig. 9.14 p. 114.

A forma como o destino obtém os dados é definida por PduRDestPduDataProvision:

• Com PDUR_DIRECT, o próprio destino copia os dados no transmit [SWS_PduR_00303].
• Com PDUR_TRIGGERTRANSMIT, o PduR armazena em buffer e aguarda por TriggerTransmit [SWS_PduR_00306] SWS PDU Router Fig. 9.13 p. 108.

Pode ser configurado um FIFO por I-PDU de destino [SWS_PduR_00307]. O comportamento de FIFO aplica-se a partir de PduRQueueDepth maior que 1 [SWS_PduR_00785]. O diagrama de atividades resume as regras de entrada e saída [SWS_PduR_00665] [SWS_PduR_00666].

Diagrama de atividades: Dependendo da disponibilização de dados e do nível de preenchimento do FIFO, uma I-PDU roteada por gateway é enviada imediatamente, enfileirada ou reiniciada após um overflow; TriggerTransmit e TxConfirmation esvaziam o FIFO. Fontes: [SWS_PduR_00665], [SWS_PduR_00793], [SWS_PduR_00786], [SWS_PduR_00787], [SWS_PduR_00255], [SWS_PduR_00669], [SWS_PduR_00666], [SWS_PduR_00667], [SWS_PduR_00662]

Para gateways TP existem dois métodos. No Direct Gatewaying, <DstLoTp>_Transmit inicia na RxIndication com E_OK [SWS_PduR_00551]. No On-the-fly-Gatewaying, o reenvio já inicia assim que PduRTpThreshold for atingido [SWS_PduR_00317]. Nesse caso, apenas um destino é permitido [SWS_PduR_00708], e dados já enviados não são repetidos [SWS_PduR_00707] SWS PDU Router p. 58. O PduR seleciona o buffer de acordo com o tamanho:

• Se a mensagem couber em PduRPduMaxLength, ele utiliza o buffer dedicado [SWS_PduR_00797].
• Caso contrário, ele obtém dinamicamente um buffer a partir de PduRTxBuffer [SWS_PduR_00798].

Com a TxConfirmation, ele libera o buffer [SWS_PduR_00637]. Se a I-PDU também tiver de ser recebida localmente, o PduR chama <UpTp>_StartOfReception, <UpTp>_CopyRxData e <UpTp>_RxIndication nesta ordem [SWS_PduR_00789]. Para isso, ele precisa armazenar em buffer, pois o DCM nada sabe sobre o gateway SWS PDU Router p. 112.

Diagrama de sequência: No gateway on-the-fly entre duas redes CAN, o reenvio começa logo ao atingir o limiar; recepção e envio são executados de forma intercalada. Fontes: [SWS_PduR_00317], [SWS_PduR_00708], [SWS_PduR_00797], [SWS_PduR_00799], [SWS_PduR_00637], SWS PDU Router Fig. 9.15 p. 110

Grupos de rotas de roteamento: comutar o roteamento em tempo de execução

Grupos de rotas de roteamento agrupam rotas por rede ou tipo de PDU. Eles são comutados tipicamente pelo BswM SWS PDU Router p. 69. Para isso servem PduR_EnableRouting(id) [SWS_PduR_00615] e PduR_DisableRouting(id, initialize) [SWS_PduR_00617]; o identificador é do tipo uint16 [SWS_PduR_00654]. A ativação tem efeito imediato [SWS_PduR_00715]. Ao desativar, aplicam-se as seguintes regras:

• initialize decide se buffers individuais são redefinidos para o valor padrão [SWS_PduR_00617].
• FIFOs das rotas interrompidas são esvaziados, e o PduR reporta PDUR_E_PDU_INSTANCES_LOST [SWS_PduR_00663].
• APIs chamadas com o ID de I-PDU de uma rota desativada retornam E_NOT_OK sem ação adicional [SWS_PduR_00717] [SWS_PduR_00710] [SWS_PduR_00726].

Versões posteriores listam explicitamente as funções afetadas SWS PDU Router p. 69.

Diagrama de atividades: Em caso de ID de grupo desconhecido, a chamada retorna sem ação (eventualmente com notificação ao DET); caso contrário, o grupo é imediatamente ativado ou desativado, com esvaziamento de FIFO e tratamento de buffer. Fontes: [SWS_PduR_00647], [SWS_PduR_00648], [SWS_PduR_00716], [SWS_PduR_00649], [SWS_PduR_00715], [SWS_PduR_00663], [SWS_PduR_00717]

O Mode Management Guide recomenda os grupos de rotas para I-PDUs sem grupo de I-PDU de Com, como por exemplo para LdCom. A comutação ocorre através de regras do BswM, por exemplo dependendo do estado de partial network Mode Management Guide p. 50. Para isso, a ação do BswM BswMPduRouterControl chama PduR_EnableRouting ou PduR_DisableRouting SWS BSW Mode Manager p. 145. No roteamento n:1 para um módulo local, no máximo uma rota pode estar ativa em tempo de execução System Template p. 736 [SWS_PduR_00615].

Comportamento em caso de erro

Os erros de desenvolvimento são definidos por [SWS_PduR_00100]. Eles são reportados apenas se PduRDevErrorDetect estiver ativo [SWS_PduR_00119] [SWS_PduR_00221]. O PduR não reporta erros de produção SWS PDU Router p. 60.

Código de erro	Valor	Gatilho
PDUR_E_INIT_FAILED	0x00	ponteiro de configuração inválido
PDUR_E_UNINIT	0x01	API antes da inicialização ou PduR_Init fora de PDUR_UNINIT
PDUR_E_PDU_ID_INVALID	0x02	identificador de PDU inválido
PDUR_E_ROUTING_PATH_GROUP_ID_INVALID	0x08	grupo desconhecido em Enable/Disable [SWS_PduR_00648] [SWS_PduR_00649]
PDUR_E_PARAM_POINTER	0x09	ponteiro nulo como argumento

O erro de tempo de execução PDUR_E_PDU_INSTANCES_LOST ocorre em três casos:

• Um FIFO cheio é esvaziado na próxima recepção [SWS_PduR_00255] [SWS_PduR_00670].
• <DstLo>_Transmit retorna E_NOT_OK em uma rota FIFO. Em seguida, a entrada é removida e a próxima é enviada [SWS_PduR_00788] [SWS_PduR_00807].
• Uma rota com FIFO é interrompida [SWS_PduR_00663].

Como interface obrigatória para isso, o PduR utiliza Det_ReportRuntimeError [SWS_PduR_91001].

Em rotas IF, o PduR não trata erros por si próprio. Ele repassa valores de retorno para a origem [SWS_PduR_00626] SWS PDU Router p. 46 e não repete transmissões [SWS_PduR_00256]. Também em rotas TP, os erros vão para a camada superior via valor de retorno [SWS_PduR_00700] SWS PDU Router p. 49. No caso de múltiplos destinos, E_OK aplica-se apenas se todos os destinos retornarem E_OK [SWS_PduR_00701]. Esta regra provavelmente se refere ao TP-Multicast, enquanto para o IF-Multicast aplica-se [SWS_PduR_00218]. Pergunta Q-4bd42fd8dc77ccf2 (aberta) O PduR apenas encaminha RxIndications de TP com falha [SWS_PduR_00207].

Em gateways TP aplicam-se regras próprias:

• Se a RxIndication não reportar E_OK, o PduR interrompe o processamento [SWS_PduR_00689].
• Se faltar espaço de buffer no gateway on-the-fly, ele retorna BUFREQ_E_NOT_OK e cancela [SWS_PduR_00687].
• Se não houver nenhum buffer disponível, ele retorna BUFREQ_E_OVFL [SWS_PduR_00799].
• Se um destino falhar, os restantes continuam [SWS_PduR_00803]. Se todos falharem, ele interrompe o lado de recepção [SWS_PduR_00804].
• Se a recepção local falhar, ele encerra a sessão com a camada superior [SWS_PduR_00790] ou reporta E_NOT_OK via RxIndication [SWS_PduR_00791] [SWS_PduR_00792].

Evidências mais detalhadas

Os seguintes trechos fundamentam as afirmações deste guia. As sequências no capítulo 9 da especificação as ilustram, como SWS PDU Router Fig. 9.5 p. 100.

• Modelo de estados e habilitação de roteamento: [SWS_PduR_00324], [SWS_PduR_00328].
• Inicialização: [SWS_PduR_00334], [SWS_PduR_00645], [SWS_PduR_00709].
• Identificação de rotas e conversão de ID: [SWS_PduR_00161], [SWS_PduR_00766].
• Rotas IF: [SWS_PduR_00625], [SWS_PduR_00627], [SWS_PduR_00430].
• TP-Multicast: [SWS_PduR_00631], [SWS_PduR_00632], [SWS_PduR_00765].
• Buffers de gateway e FIFO: [SWS_PduR_00306], [SWS_PduR_00785], [SWS_PduR_00665].
• Grupos de rotas de roteamento: [SWS_PduR_00615], [SWS_PduR_00617], [SWS_PduR_00717]; emprego com BswM: Mode Management Guide p. 50.
• Códigos de erro: [SWS_PduR_00100], SWS PDU Router p. 72.