Flash EEPROM Emulation (Fee)

Fee отображает логические блоки эмулированного EEPROM на флэш-память и обслуживает запросы, поступающие от NVRAM Manager через MemIf. Запросы на чтение, запись и стирание только принимаются, а затем асинхронно обрабатываются в Fee_MainFunction [SWS_Fee_00097]. Прогресс и результат отображают Fee_GetStatus и Fee_GetJobResult. После Fee_Init модуль сначала может быть занят внутренним управлением (MEMIF_BUSY_INTERNAL), однако уже принимает запросы SWS Fee с. 42. Запросы на запись всегда затрагивают блок целиком.

больше ›

Fee отображает логические блоки эмулированного EEPROM на флэш-память. При этом BlockNumber одновременно обозначает начальный адрес блока [SWS_Fee_00087]. Вызовы поступают от NVRAM Manager через Memory Abstraction Interface, который выбирает подходящую службу с помощью DeviceIndex SWS MemIf с. 18. Ниже работает драйвер флэш-памяти Fls. Ответные уведомления Fee отправляет через NvM_JobEndNotification и NvM_JobErrorNotification напрямую в NVRAM Manager [SWS_Fee_00098], [SWS_Fee_00099].

Контекстная диаграмма: Fee между MemIf и Fls, инициализируемый EcuM, циклически запускаемый SchM, с передачей подтверждений напрямую в NvM. Источники: [SWS_Fee_00085], [SWS_Fee_00097], [SWS_Fee_00105].

EcuM вызывает Fee_Init с выбранным набором конфигурации; R20-11 определяет эту службу как асинхронную [SWS_Fee_00085]. После этого статус устанавливается в MEMIF_BUSY_INTERNAL, однако запросы уже принимаются. Лишь повторные вызовы Fee_MainFunction завершают внутреннее управление и приводят к MEMIF_IDLE SWS Fee с. 42. Fee_GetStatus показывает состояние модуля, Fee_GetJobResult — результат последнего принятого запроса [SWS_Fee_00090], [SWS_Fee_00091].

Диаграмма состояний: статус модуля от MEMIF_UNINIT через MEMIF_BUSY_INTERNAL к MEMIF_IDLE и MEMIF_BUSY; возврат после штатного завершения запроса является предположением. Источники: [SWS_Fee_00090], SWS Fee с. 28.

Запросы на чтение, запись, аннулирование и стирание сообщают с помощью E_OK только о своем принятии; их обработка выполняется асинхронно в Fee_MainFunction [SWS_Fee_00097]. Fee_Read считывает произвольные фрагменты блока, Fee_Write — всегда весь блок со смещением ноль SWS Fee с. 28. Во время записи блок внутренне считается «corrupted». Эту отметку следует отличать от признания недействительным с помощью Fee_InvalidateBlock SWS Fee с. 21.

Fee_Cancel в R20-11 является синхронной и отменяет незавершенный запрос через драйвер флэш-памяти [SWS_Fee_00089]. При отсутствии незавершенного запроса она возвращает FEE_E_INVALID_CANCEL [SWS_Fee_91002]. Ошибки флэш-памяти распознаются драйвером. Fee сообщает о них в зависимости от конфигурации двумя путями: как MEMIF_JOB_FAILED для опроса или через NvM_JobErrorNotification. Восстановление берет на себя NVRAM Manager ErrorDescription с. 40. Некорректные действия, такие как отсутствие инициализации или недопустимые номера блоков, Fee регистрирует как ошибки разработки [SWS_Fee_00010].

больше ›

Роль в стеке энергонезависимой памяти: флэш-память как эмулированный EEPROM

Flash EEPROM Emulation (Fee) предоставляет верхнему уровню логические блоки и отображает их на флэш-память. При этом BlockNumber одновременно обозначает начальный адрес блока в памяти [SWS_Fee_00087], [SWS_Fee_00088]. NVRAM Manager вызывает Fee не напрямую, а через Memory Abstraction Interface. MemIf_Read и MemIf_Write вызывают функцию модуля абстракции, выбранного с помощью DeviceIndex, и передают ее возвращаемое значение SWS MemIf с. 18, SWS MemIf с. 19. На нижнем уровне Fee опирается на драйвер флэш-памяти Fls. Оттуда он импортирует Fls_AddressType и Fls_LengthType, а из MemIf — типы статуса, результата и режима [SWS_Fee_00084].

Ответные уведомления передаются в обход MemIf. Сам MemIf не предоставляет функций обратного вызова; процедуры обратного вызова для нижележащих модулей абстракции предоставляет NVRAM Manager SWS MemIf с. 24. Для этого Fee вызывает NvM_JobEndNotification и NvM_JobErrorNotification [SWS_Fee_00098], [SWS_Fee_00099]. И наоборот, драйвер сообщает об окончании выполнения своих запросов через Fee_JobEndNotification и Fee_JobErrorNotification в Fee [SWS_Fee_00095], [SWS_Fee_00096]. Инициализацию Fee выполняет EcuM, а циклический запуск — Basic Software Scheduler SWS Fee с. 42.

Контекстная диаграмма: Fee расположен между MemIf и Fls. Он инициализируется EcuM, циклически запускается SchM и передает отчеты о завершении запросов напрямую в NvM. Источники: [SWS_Fee_00085], [SWS_Fee_00097], [SWS_Fee_00098], [SWS_Fee_00104], [SWS_Fee_00105], SWS MemIf с. 18.

В качестве требуемых служб драйвера R20-11 называет, в частности, следующие функции [SWS_Fee_00105]:

• Fls_Read, Fls_Write, Fls_Erase и Fls_Compare,
• Fls_Cancel, Fls_GetStatus, Fls_GetJobResult и Fls_SetMode,
• Det_ReportRuntimeError.

Опционально добавляются Det_ReportError и Fls_BlankCheck [SWS_Fee_00104]. Более поздняя редакция того же требования вместо этого указывает MemAcc_BlankCheck SWS Fee с. 40. Нормативным для R20-11 остается вариант с Fls.

Запуск: от Fee_Init до готовности к приему запросов

EcuM вызывает Fee_Init с указателем на выбранный набор конфигурации [SWS_Fee_00085]. Тип Fee_ConfigType представляет собой структуру с элементами, зависящими от реализации [SWS_Fee_00188]. Примечательно, что R20-11 определяет Fee_Init как асинхронную [SWS_Fee_00085]. Согласно истории изменений, инициализация не обязана завершаться в пределах Fee_Init, и конечный автомат был соответствующим образом адаптирован SWS Fee с. 4.

Диаграмма последовательности из спецификации демонстрирует этот процесс SWS Fee с. 42:

1. После Fee_Init статус модуля находится в MEMIF_BUSY_INTERNAL.
2. Запросы могут приниматься уже в этом состоянии.
3. Планировщик вызывает Fee_MainFunction до тех пор, пока не завершится внутреннее управление.

Более поздняя редакция определяет, что Fee_MainFunction затем переводит статус из MEMIF_BUSY_INTERNAL в MEMIF_IDLE. При этом управление может потребовать более одного вызова SWS Fee с. 38. Более старая редакция диаграммы показывает только синхронный вызов со стороны EcuM SWS Fee с. 38.

Диаграмма последовательности: Fee_Init переводит модуль в MEMIF_BUSY_INTERNAL. Только повторные вызовы Fee_MainFunction завершают внутреннее управление и приводят к MEMIF_IDLE. Источники: [SWS_Fee_00085], [SWS_Fee_00097], SWS Fee с. 42.

Fee_MainFunction обрабатывает запрошенные операции чтения, записи и стирания, а также внутренние операции управления [SWS_Fee_00097]. Являясь запланированной функцией, она вызывается напрямую из Basic Software Scheduler. Она не имеет ни параметров, ни возвращаемого значения и не является реентерабельной SWS Fee с. 40.

Статус модуля и результат запроса как управляющие величины

Верхний уровень управляет своими вызовами с помощью двух синхронных запросов. Fee_GetStatus возвращает одно из четырех значений [SWS_Fee_00090]:

• MEMIF_UNINIT: модуль не инициализирован.
• MEMIF_IDLE: модуль неактивен.
• MEMIF_BUSY: запрос верхнего уровня находится в обработке.
• MEMIF_BUSY_INTERNAL: выполняется внутренняя операция управления.

В качестве примера внутренней операции управления спецификация называет реорганизацию используемой флэш-памяти (сборку мусора) SWS Fee с. 30. Новые запросы принимаются как в MEMIF_IDLE, так и в MEMIF_BUSY_INTERNAL, и приводят к MEMIF_BUSY SWS Fee с. 28. После штатного завершения запроса статус, предположительно, снова снижается до MEMIF_IDLE. Вопрос Q-beae785a1ba1cbec (открытый) Явное подтверждение возврата к MEMIF_IDLE здесь приведено только для отмены SWS Fee с. 29.

Диаграмма состояний: жизненный цикл статуса модуля от MEMIF_UNINIT через MEMIF_BUSY_INTERNAL к MEMIF_IDLE и MEMIF_BUSY. Переход при штатном завершении запроса помечен как предположение. Источники: [SWS_Fee_00090], SWS Fee с. 42, SWS Fee с. 28, SWS Fee с. 29.

Fee_GetJobResult относится к последнему принятому запросу [SWS_Fee_00091], SWS Fee с. 31. Она различает шесть результатов:

• MEMIF_JOB_OK: запрос успешно завершен.
• MEMIF_JOB_PENDING: запрос ожидает или еще выполняется.
• MEMIF_JOB_CANCELED: задание было отменено.
• MEMIF_JOB_FAILED: произошел сбой запроса.
• MEMIF_BLOCK_INCONSISTENT: блок, возможно, содержит поврежденные данные.
• MEMIF_BLOCK_INVALID: блок был помечен как недействительный; чтение невозможно.

Таким образом, статус описывает модуль, а результат — отдельный запрос; оба запрашиваются раздельно [SWS_Fee_00090].

Запросы на чтение, запись и управление блоками

Службы обработки запросов работают асинхронно: E_OK означает лишь то, что запрос был принят [SWS_Fee_00087], [SWS_Fee_00088]. Fee_Read вычисляет адрес чтения из начального адреса блока и BlockOffset. Смещение и длина могут принимать любое значение из своего диапазона типов. Таким образом можно считывать произвольное количество байтов, начиная с произвольного места блока SWS Fee с. 26. Если в драйвере флэш-памяти сконфигурирована Fls_BlankCheck, Fee_Read предварительно проверяет с ее помощью возможность чтения области. Это позволяет, например, избежать ситуации, когда стертые, но не запрограммированные ячейки вызывают ошибки ECC [SWS_Fee_00187].

Fee_Write, напротив, всегда записывает весь блок; смещение зафиксировано на нуле SWS Fee с. 28. Это следует из вышестоящего требования о том, что запросы на стирание и запись всегда начинаются на виртуальной границе 64K: блок записывается либо полностью, либо не записывается вовсе RS MemHwAb с. 24. При принятии Fee устанавливает статус в MEMIF_BUSY, а результат — в MEMIF_JOB_PENDING и возвращает E_OK. Для Fee_Read действует то же условие принятия SWS Fee с. 26.

Чтобы прерванные операции записи оставались распознаваемыми, Fee ведет внутреннюю информацию о целостности для каждого блока SWS Fee с. 21. В начале операции записи блок помечается как «corrupted», а после успешного завершения — снова как «not corrupted». Эту информацию следует строго отделять от статуса действительности, который верхний уровень устанавливает с помощью Fee_InvalidateBlock.

Диаграмма последовательности: запрос на запись принимается синхронно, но завершается асинхронно через Fee_MainFunction и ответное уведомление драйвера. При этом блок сначала помечается как «corrupted», а в конце — снова как «not corrupted». Источники: [SWS_Fee_00088], [SWS_Fee_00095], [SWS_Fee_00098], SWS Fee с. 28, SWS Fee с. 21, SWS Fee с. 37.

Fee_InvalidateBlock объявляет логический блок недействительным [SWS_Fee_00092]. Для этого она вызывает функцию стирания драйвера и/или изменяет внутреннюю управляющую информацию, которая сама должна храниться энергонезависимо SWS Fee с. 32. Если верхний уровень позже считывает такой блок, Fee_MainFunction устанавливает результат в MEMIF_BLOCK_INVALID. Если сконфигурировано, она также вызывает уведомление об ошибке верхнего уровня SWS Fee с. 38.

Fee_EraseImmediateBlock [SWS_Fee_00094] предназначена для диагностических или аналогичных системных служб. С ее помощью при необходимости предварительно стирают область для Immediate-данных. Выполняется ли при этом физическое стирание, определяется реализацией SWS Fee с. 35. Для Fee_InvalidateBlock и Fee_EraseImmediateBlock в R20-11 возврат E_NOT_OK предусмотрен исключительно при включенном DET [SWS_Fee_00092], [SWS_Fee_00094].

Обратные вызовы, отмена и смена режима

Флеш-драйвер сообщает об успешном завершении задания драйвера через Fee_JobEndNotification [SWS_Fee_00095]. После этого Fee выполняет необходимое управление блоками и затем, если это сконфигурировано, вызывает уведомление о завершении задания вышележащего уровня. Результат, все еще находящийся в состоянии MEMIF_JOB_PENDING, модуль переводит в MEMIF_JOB_OK SWS Fee с. 37. В зависимости от структуры стека памяти функции обратного вызова могут выполняться на уровне прерываний и распространяться вверх через несколько уровней. Поэтому время их выполнения должно оставаться коротким; допустимы ли вызовы на уровне прерываний, определяется архитектурой системы SWS Fee с. 36.

Fee_Cancel вызывает функцию отмены флеш-драйвера [SWS_Fee_00089]. Вышележащий уровень обращается к сервису через MemIf_Cancel SWS MemIf с. 20. Отмена вступает в силу только в состоянии MEMIF_BUSY: Fee вызывает отмену в драйвере, сбрасывает свои внутренние переменные и возвращается в MEMIF_IDLE. Если DET активирован, Fee предварительно проверяет, инициализирован ли модуль SWS Fee с. 29.

В Fee_Cancel релизы отличаются друг от друга. Указанная более поздняя редакция определяет сервис как асинхронный, тогда как R20-11 — как синхронный [SWS_Fee_00089]. Для R20-11 определяющей является синхронная классификация.

Диаграмма деятельности: Fee_Cancel ветвится после проверки DET и состояния модуля. Отменяется только ожидающее задание; в противном случае сообщается о FEE_E_INVALID_CANCEL. Источники: [SWS_Fee_00089], [SWS_Fee_91002], [SWS_Fee_00010], SWS Fee с. 29.

Fee_SetMode переключает рабочий режим нижележащего флеш-драйвера [SWS_Fee_00086]. Соответствующая диаграмма показывает цепочку вызовов NvM → MemIf_SetMode → Fee_SetMode → Fls_SetMode SWS Fee с. 39. Fee_GetVersionInfo является единственным реентерабельным сервисом Fee [SWS_Fee_00093]. При активированном DET он проверяет переданный указатель на NULL SWS Fee с. 34.

Конфигурация и интеграция

Конфигурацию Fee получает через Fee_ConfigType, который передается в Fee_Init [SWS_Fee_00085], [SWS_Fee_00188]. Структура включений (include) более ранней редакции спецификации демонстрирует следующее разделение SWS Fee с. 11:

• Fee_Cfg.h подключает MemIf_Types.h и Fls.h, а также опционально NvM_Cbk.h.
• Fee_Lcfg.c и Fee_PBcfg.c содержат конфигурационные данные.
• Планировщик подключен через SchM_Fee.h, DET — опционально через Det.h.

Для R20-11 эта схема служит только для ориентировки. Если Fee реализован как специфичная для производителя библиотека, диаграммы последовательности являются обязательными только для связей с EcuM и MemIf, но не для вызовов драйвера SWS Fee с. 42.

Поведение при ошибке

В качестве ошибок разработки Fee определяет пять кодов [SWS_Fee_00010]:

• FEE_E_UNINIT (0x01): сервис вызван до инициализации.
• FEE_E_INVALID_BLOCK_NO (0x02): недействительный номер блока.
• FEE_E_INVALID_BLOCK_OFS (0x03): недействительное смещение блока.
• FEE_E_PARAM_POINTER (0x04): недействительный указатель на данные.
• FEE_E_INVALID_BLOCK_LEN (0x05): недействительное указание длины.

R20-11 добавляет еще два кода [SWS_Fee_91002]. FEE_E_BUSY (0x06) применяется для вызовов во время обработки пользовательского задания. FEE_E_INVALID_CANCEL (0x08) применяется для Fee_Cancel без ожидающего задания. Соответственно, новое задание, поданное в состоянии MEMIF_BUSY, должно быть отклонено с ответом E_NOT_OK. Вопрос Q-92062834653929da (открытый) Соответствующее правило представлено здесь лишь неполно SWS Fee с. 28.

Ошибки флеш-памяти обнаруживает флеш-драйвер; реакция Fee на них зависит от реализации ErrorDescription с. 40. В зависимости от конфигурации сообщение передается одним из двух способов. Либо MemIf опрашивает Fee_GetJobResult и получает MEMIF_JOB_FAILED, либо Fee активно вызывает NvM_JobErrorNotification. Восстановление берет на себя NVRAM Manager. Неинициализированный модуль распознается вышележащим уровнем по MEMIF_UNINIT в Fee_GetStatus ErrorDescription с. 53, [SWS_Fee_00090].

Диаграмма последовательности: ошибка драйвера достигает вышележащего уровня либо через обратный вызов в NvM, либо путем опроса Fee_GetJobResult. Источники: [SWS_Fee_00096], [SWS_Fee_00099], [SWS_Fee_00091], ErrorDescription с. 40.

Для целостности данных диаграмма из R22-11 описывает информационную цепочку ErrorDescription с. 64:

1. Fee проверяет целостность прочитанных данных и передает ошибку в NVRAM Manager.
2. NVRAM Manager сообщает NVM_E_INTEGRITY_FAILED в DEM.
3. Он инициирует сконфигурированные процедуры восстановления: повторное чтение, избыточный блок или блок ROM.
4. Если они завершаются неудачей, он устанавливает результат NVM_REQ_INTEGRITY_FAILED.

На стороне Fee этому, предположительно, соответствует результат MEMIF_BLOCK_INCONSISTENT [SWS_Fee_00091]. Вопрос Q-a1846c349d831e17 (открытый)

Диаграмма кооперации: ошибка целостности передается от Fee в NvM. NvM сообщает о ней в DEM, предпринимает попытку восстановления и в случае неудачи устанавливает результат NvM (по состоянию на R22-11). Источники: ErrorDescription с. 64.

Дальнейшие подробные доказательства

Подробные правила с условиями приема, поведением обратных вызовов и главной функцией частично взяты из более поздних редакций спецификации, например SWS Fee с. 38. Там, где они отличаются от R20-11, это отмечено выше. Основные подтверждающие источники:

• [SWS_Fee_00085], [SWS_Fee_00188]: инициализация и тип конфигурации, последовательность выполнения в SWS Fee с. 42.
• [SWS_Fee_00090], [SWS_Fee_00091]: состояние модуля и результат задания как основа управления выполнением.
• [SWS_Fee_00087], [SWS_Fee_00088], [SWS_Fee_00187]: задания на чтение и запись, вычисление адреса и проверка на незаполненность (blank check).
• [SWS_Fee_00092], [SWS_Fee_00094]: аннулирование и предварительное стирание блоков.
• [SWS_Fee_00095], [SWS_Fee_00096], [SWS_Fee_00098], [SWS_Fee_00099]: обратная связь от драйвера и в NVRAM Manager.
• [SWS_Fee_00089], [SWS_Fee_00086], [SWS_Fee_00097]: отмена, смена режима и главная функция.
• [SWS_Fee_00010], [SWS_Fee_91002]: коды ошибок; пути обработки ошибок в ErrorDescription с. 40.
• [SWS_Fee_00084], [SWS_Fee_00104], [SWS_Fee_00105]: импортированные типы, а также требуемые и опциональные интерфейсы.