LIN Driver (Lin)

Драйвер LIN инкапсулирует аппаратную часть LIN микроконтроллера и предоставляет LIN Interface привязанные к каналу службы для фреймов, состояния сна и пробуждения. Master-каналы инициируют фреймы асинхронно с помощью Lin_SendFrame и анализируют их через Lin_GetStatus. Slave-каналы реагируют на каждый принятый заголовок индикацией для LIN Interface и затем отправляют, принимают или игнорируют отклик ([SWS_Lin_00280]). Доступность служб зависит от сконфигурированного типа узла; Master-службы доступны только при наличии хотя бы одного Master-канала ([SWS_Lin_00287]).

больше ›

Драйвер LIN Lin является аппаратным драйвером стека LIN. Он инкапсулирует LIN-контроллеры или SCI/UART (SWS LIN Driver с. 9) и предоставляет LIN Interface привязанные к каналу службы для фреймов, состояния сна и пробуждения. В обязательном порядке ему требуются Dem_SetEventStatus, EcuM_SetWakeupEvent и LinIf_WakeupConfirmation ([SWS_Lin_00234]). Опционально он использует DET, Icu и Slave-колбэки LinIf ([SWS_Lin_00235]).

Контекстная диаграмма: Lin расположен между LinIf и аппаратной частью LIN и сообщает о пробуждениях и ошибках в EcuM, LinIf, DEM и DET. Источники: [SWS_Lin_00234], [SWS_Lin_00235]

Lin_Init переводит модуль из LIN_UNINIT в LIN_INIT ([SWS_Lin_00006], SWS LIN Driver с. 24). После этого каждый канал переключается между LIN_CH_OPERATIONAL, LIN_CH_SLEEP_PENDING (только Master) и LIN_CH_SLEEP. Для этого предусмотрены Lin_GoToSleep, Lin_GoToSleepInternal, Lin_Wakeup и Lin_WakeupInternal ([SWS_Lin_00166], [SWS_Lin_00167], [SWS_Lin_00169], [SWS_Lin_00256]).

Диаграмма состояний: состояния модуля и состояния каналов с их переходами. То, что Lin_GetStatus завершает переход в LIN_CH_SLEEP, является интерпретацией диаграммы. Источники: SWS LIN Driver с. 24, [SWS_Lin_00166]

Master- и Slave-каналы работают принципиально по-разному. Master асинхронно запускает фреймы с помощью Lin_SendFrame и позже опрашивает результат через Lin_GetStatus ([SWS_Lin_00191], [SWS_Lin_00168]). Эти службы доступны только в том случае, если хотя бы один канал сконфигурирован как Master ([SWS_Lin_00287]). Slave сообщает о каждом заголовке через LinIf_HeaderIndication ([SWS_Lin_00280]). В зависимости от Drc он затем отправляет, принимает или игнорирует отклик и завершает его с помощью LinIf_TxConfirmation или LinIf_RxIndication ([SWS_Lin_00282], [SWS_Lin_00274], [SWS_Lin_00275]).

Пробуждения со стороны шины проверяет Lin_CheckWakeup и сообщает о них в EcuM и LinIf ([SWS_Lin_00160]). В случае ошибки случаи некорректного использования передаются в DET, например LIN_E_UNINIT ([SWS_Lin_00258]). Аппаратный таймаут передается как LIN_E_TIMEOUT в DEM ([SWS_Lin_00290]). Ошибки шины Master-канал возвращает в виде статуса, а Slave-канал сообщает о них через LinIf_LinErrorIndication ([SWS_Lin_00233], [SWS_Lin_00277]).

больше ›

Роль, границы системы и привязка к экземпляру драйвера LIN

Драйвер LIN Lin инкапсулирует аппаратную часть LIN микроконтроллера. LIN Interface (LinIf) он предоставляет привязанные к каналу службы: отправку и прием фреймов, перевод каналов в спящий режим и пробуждение, а также проверку пробуждений. Все службы доступны через Lin.h ([SWS_Lin_00191], [SWS_Lin_00160]). В качестве аппаратной части спецификация называет три типа аппаратных блоков LIN (Hardware Units): полнофункциональные контроллеры LIN, простые SCI/UART и расширенные SCI/UART. Каждый из них подключен к кластеру LIN через микросхемы трансиверов (SWS LIN Driver с. 9). Сам драйвер не предоставляет функций обратного вызова (SWS LIN Driver с. 49). Вместо этого он вызывает функции своего окружения.

Обязательными внешними интерфейсами являются Dem_SetEventStatus, EcuM_SetWakeupEvent и LinIf_WakeupConfirmation ([SWS_Lin_00234]). Опционально драйвер использует, среди прочего:

• Det_ReportError и EcuM_CheckWakeup,
• Icu_EnableNotification и Icu_DisableNotification,
• для Slave-каналов — колбэки LinIf_HeaderIndication, LinIf_RxIndication и LinIf_LinErrorIndication ([SWS_Lin_00235]).

Импортируемые типы, такие как NetworkHandleType, EcuM_WakeupSourceType или Std_ReturnType, перечислены в [SWS_Lin_00226].

Контекстная диаграмма: Lin находится между LinIf и аппаратным блоком LIN. О пробуждениях драйвер сообщает в EcuM и LinIf, об ошибках — в DEM и DET. Источники: [SWS_Lin_00234], [SWS_Lin_00235], SWS LIN Driver с. 9

Драйвер поддерживает секционирование. Он работает в каждом разделе как независимый экземпляр, и вызов API влияет только на тот раздел, в котором он выполняется ([SWS_Lin_CONSTR_00270]). Если LinEcucPartitionRef ссылается на разделы, LinChannelEcucPartitionRef должен ссылаться ровно на один из них ([SWS_Lin_CONSTR_00291]). LinChannel и LinTrcvChannel коммуникационного канала должны ссылаться на один и тот же раздел ([SWS_Lin_CONSTR_00279]). Назначения разделов, которые реализация не поддерживает, отклоняются модулем ([SWS_Lin_00269]). Для каждого канала конфигурируются, в частности, скорость передачи данных (baud rate), ID канала, LinChannelWakeupSupport и тип узла LinNodeType. Это описание контейнера взято из более позднего релиза (SWS LIN Driver с. 60).

Состояния модуля и каналов от Lin_Init до состояния сна

После сброса модуль находится в состоянии LIN_UNINIT и не может использоваться. Lin_Init переводит его в LIN_INIT; там каждый доступный канал готов к работе (SWS LIN Driver с. 24). Lin_Init получает указатель на структуру Lin_ConfigType. Ее содержимое специфично для аппаратного обеспечения; она содержит данные инициализации для драйвера, аппаратного блока и каналов ([SWS_Lin_00006], [SWS_Lin_00227]). Окружение должно вызывать Lin_Init во время выполнения только один раз (SWS LIN Driver с. 24).

Внутри LIN_INIT каждый канал имеет собственное состояние:

• LIN_CH_OPERATIONAL: канал участвует в работе кластера.
• LIN_CH_SLEEP: распознавание пробуждения активно, аппаратная часть при необходимости находится в режиме низкого энергопотребления.
• LIN_CH_SLEEP_PENDING: только для Master-каналов, после Lin_GoToSleep.

Свидетельства: SWS LIN Driver с. 24, [SWS_Lin_00166]. Lin_GoToSleepInternal переводит канал напрямую в LIN_CH_SLEEP ([SWS_Lin_00167]). Lin_Wakeup возвращает с импульсом пробуждения обратно в LIN_CH_OPERATIONAL, Lin_WakeupInternal — без импульса ([SWS_Lin_00169], [SWS_Lin_00256]).

Интерпретация: переход из LIN_CH_SLEEP_PENDING в LIN_CH_SLEEP, вероятно, завершает Lin_GetStatus. Вопрос Q-bb592e1d2ab668f0 (открытый) На диаграмме Lin_GetStatus указан как переход в части Master, и LIN Interface при проверке команды перехода в спящий режим ожидает возвращаемое значение LIN_CH_SLEEP (SWS LIN Interface с. 56).

Диаграмма состояний: Lin_Init переводит модуль из LIN_UNINIT в LIN_INIT. В нем каждый канал переключается между рабочим состоянием и сном с помощью служб сна и пробуждения; переход через Lin_GetStatus является интерпретацией. Источники: SWS LIN Driver с. 24, [SWS_Lin_00166], [SWS_Lin_00167], [SWS_Lin_00169], [SWS_Lin_00256]

Описание фрейма через Lin_PduType и отображение данных

Между LinIf и драйвером Lin_PduType описывает фрейм. Структура содержит Pid, модель контрольной суммы Cs, направление отклика Drc, длину данных Dl и указатель на данные SduPtr ([SWS_Lin_00232]). Типы элементов:

• Lin_FramePidType: идентификатор 0…0x3F с двумя битами четности, диапазон значений 0…0xFE ([SWS_Lin_00228]).
• Lin_FrameDlType: 1…8 байтов данных ([SWS_Lin_00231]).
• Lin_FrameCsModelType: LIN_ENHANCED_CS или LIN_CLASSIC_CS ([SWS_Lin_00229]). Драйвер должен уметь рассчитывать обе контрольные суммы ([SWS_Lin_00019]).

Lin_FrameResponseType определяет, как узел обрабатывает отклик ([SWS_Lin_00230]): он отправляет его сам (LIN_FRAMERESPONSE_TX), принимает релевантный сторонний отклик (LIN_FRAMERESPONSE_RX) или игнорирует его (LIN_FRAMERESPONSE_IGNORE). В памяти байт, передаваемый первым, находится в элементе 0, а передаваемый последним — в элементе n-1 (SWS LIN Driver с. 30). Если аппаратное обеспечение не может буферизовать байты, например в случае простого UART, драйвер предоставляет временный буфер. Передача с проверкой обратного считывания и прием выполняются неблокирующим образом (SWS LIN Driver с. 28).

Master-каналы: Lin_SendFrame и опрос статуса

На Master-каналах LinIf инициирует каждый фрейм с помощью асинхронной Lin_SendFrame. Служба передает заголовок LIN и при необходимости отклик ([SWS_Lin_00191]). Это относится к записям расписания для приема, передачи и обмена Slave-to-Slave (SWS LIN Interface с. 34, SWS LIN Interface с. 37, SWS LIN Interface с. 40).

Результат LinIf опрашивает с помощью синхронной Lin_GetStatus: не ранее чем через максимальную длительность фрейма и не позднее следующей наступившей записи расписания (SWS LIN Interface с. 35, [SWS_Lin_00168]). Служба возвращает Lin_StatusType, например LIN_TX_OK, LIN_TX_BUSY, LIN_RX_OK, LIN_RX_BUSY или LIN_RX_NO_RESPONSE. Через Lin_SduPtr она дополнительно возвращает указатель на теневой или аппаратный буфер приема ([SWS_Lin_00233]).

Принятые данные остаются консистентными до тех пор, пока следующий фрейм не будет успешно принят или пока не изменится состояние канала. Вся обработка приема может находиться в Lin_GetStatus (SWS LIN Driver с. 30). Для фреймов, инициируемых событиями (event-triggered), действует следующее (SWS LIN Interface с. 127, SWS LIN Interface с. 129):

• LIN_RX_NO_RESPONSE не рассматривает LinIf как ошибку.
• LIN_RX_ERROR считается коллизией и приводит к переходу на расписание разрешения коллизий.

Lin_SendFrame, Lin_GoToSleep и Lin_GetStatus существуют только тогда, когда хотя бы один канал сконфигурирован через LinNodeType как Master ([SWS_Lin_00287], [SWS_Lin_00288], [SWS_Lin_00289]). В R20-11 эти службы специфицированы как non-reentrant ([SWS_Lin_00168]). Более поздние версии допускают реэнтрантность для различных каналов (SWS LIN Driver с. 48); для R20-11 действует данное требование.

Диаграмма последовательности: Master асинхронно инициирует фрейм с помощью Lin_SendFrame и анализирует результат в последующих вызовах MainFunction через Lin_GetStatus. Источники: [SWS_Lin_00191], [SWS_Lin_00168], SWS LIN Interface с. 128, SWS LIN Interface с. 129, SWS LIN Interface с. 40

Slave-каналы: обработка отклика, управляемая заголовком

Slave-канал должен иметь возможность принять заголовок в LIN_CH_OPERATIONAL в любое время ([SWS_Lin_00272]). Для каждого заголовка драйвер вызывает LinIf_HeaderIndication. При этом PduPtr->Pid содержит принятый PID, а PduPtr->SduPtr указывает на его аппаратный или теневой буфер ([SWS_Lin_00280]). Если аппаратное обеспечение не распознает недопустимые PID, драйвер передает PID дальше без проверки ([SWS_Lin_00271]). После возврата E_OK он анализирует PduPtr->Drc ([SWS_Lin_00282]):

• При LIN_FRAMERESPONSE_TX он использует Cs, Dl и SduPtr для отправки отклика ([SWS_Lin_00283]).
• При LIN_FRAMERESPONSE_RX он конфигурирует прием с помощью Cs и Dl ([SWS_Lin_00284]).

Если LinIf_HeaderIndication возвращает E_NOT_OK или Drc равно LIN_FRAMERESPONSE_IGNORE, драйвер игнорирует отклик ([SWS_Lin_00286]). До следующего заголовка он ничего не сообщает ([SWS_Lin_00276]). Успешно принятый отклик он передает напрямую через LinIf_RxIndication, а отправленный подтверждает через LinIf_TxConfirmation ([SWS_Lin_00274], [SWS_Lin_00275]). Каждый релевантный отклик должен быть завершен одним из этих колбэков или с помощью LinIf_LinErrorIndication до того, как будет сообщено о следующем заголовке ([SWS_Lin_00285]). Диаграмма приема различает два аппаратных варианта: аппаратный LIN-контроллер и простой UART, при котором драйвер копирует каждый байт в буфер по прерыванию (SWS LIN Driver с. 57).

Диаграмма последовательности: на Slave-канале каждый заголовок вызывает индикацию в LinIf. В зависимости от Drc драйвер отправляет, принимает или игнорирует отклик. Источники: [SWS_Lin_00280], [SWS_Lin_00282], [SWS_Lin_00283], [SWS_Lin_00284], [SWS_Lin_00286], [SWS_Lin_00274], [SWS_Lin_00275], SWS LIN Interface с. 121, SWS LIN Interface с. 132

Переход в спящий режим, пробуждение и распознавание пробуждения

Только Master может отправлять команду перехода в спящий режим (Go-to-sleep). Lin_GoToSleep передает ее асинхронно в соответствии с LIN 2.1 и переводит канал в LIN_CH_SLEEP_PENDING даже при ошибочной передаче. Если сконфигурирован LinChannelWakeupSupport, служба также активирует мониторинг шины ([SWS_Lin_00166], SWS LIN Driver с. 43). Для Slave-узлов Lin_GoToSleep неприменима; они используют Lin_GoToSleepInternal (SWS LIN Driver с. 31). Эта служба синхронно устанавливает LIN_CH_SLEEP, активирует распознавание пробуждения и опционально переводит аппаратную часть в режим пониженного энергопотребления ([SWS_Lin_00167], SWS LIN Driver с. 44). Каждый канал принимает запросы на переход в спящий режим независимо от остальных (SWS LIN Driver с. 31).

Для пробуждения предусмотрены две службы. Lin_Wakeup отправляет импульс пробуждения на шину, а Lin_WakeupInternal вводит канал в эксплуатацию без импульса ([SWS_Lin_00169], [SWS_Lin_00262]). Пробуждение от шины проверяет Lin_CheckWakeup. Если служба обнаруживает событие, например постоянный низкий уровень RxD, она немедленно сообщает о нем через EcuM_SetWakeupEvent в EcuM и через LinIf_WakeupConfirmation в LinIf ([SWS_Lin_00160], SWS LIN Driver с. 42). LinIf_CheckWakeup на основе источника пробуждения определяет, вызывается ли Lin_CheckWakeup или LinTrcv_CheckWakeup (SWS LIN Interface с. 112). Валидация пробуждения для LIN не требуется (SWS EcuM с. 173).

Диаграмма последовательности: пробуждение от шины передается через EcuM и LinIf_CheckWakeup в Lin_CheckWakeup. Драйвер сообщает об обнаруженном событии в EcuM и LinIf. Источники: [SWS_Lin_00160], [SWS_Lin_00234], SWS LIN Driver с. 42, SWS LIN Interface с. 112, SWS EcuM с. 147

Поведение при ошибке

При активном обнаружении ошибок разработки службы сообщают о некорректном использовании в DET ([SWS_Lin_00258], [SWS_Lin_00259], [SWS_Lin_00260]; для Lin_Wakeup аналогично SWS LIN Driver с. 45):

• LIN_E_UNINIT при вызове до инициализации,
• LIN_E_INVALID_CHANNEL при недопустимом или неактивном канале,
• LIN_E_STATE_TRANSITION при пробуждении вне LIN_CH_SLEEP.

Lin_GetVersionInfo сообщает об указателе NULL с LIN_E_PARAM_POINTER ([SWS_Lin_00161], SWS LIN Driver с. 41). При отключенном DET Lin_CheckWakeup возвращает для недопустимого канала E_NOT_OK (SWS LIN Driver с. 42). В общем случае E_NOT_OK и LIN_NOT_OK указывают на возникновение ошибки разработки или производственной ошибки ([SWS_Lin_00191], [SWS_Lin_00233]).

В качестве производственной ошибки специфицирован LIN_E_TIMEOUT. Если после изменения аппаратных регистров управления необходимо ожидать смены состояния, это ожидание страхуется конфигурируемым таймаутом. Если он истекает, регистрируется ошибка ([SWS_Lin_00290]). Сообщение передается через Dem_SetEventStatus ([SWS_Lin_00234]) событию, на которое ссылается LinDemEventParameterRefs (SWS LIN Driver с. 65).

Ошибки коммуникации драйвер сообщает по-разному в зависимости от типа узла. Master-каналы возвращают их в виде статуса Lin_GetStatus ([SWS_Lin_00233]):

• LIN_TX_HEADER_ERROR при ошибках обратного считывания, четности или шины в заголовке,
• LIN_TX_ERROR при ошибочной передаче ответа,
• LIN_RX_ERROR при ошибках кадрирования, переполнения или контрольной суммы, а также при слишком коротком ответе.

Slave-каналы прерывают обработку кадра и вызывают LinIf_LinErrorIndication с Lin_SlaveErrorType ([SWS_Lin_00277], [SWS_Lin_91140]). О недопустимых событиях шины во время ожидания заголовка они сообщают как LIN_ERR_HEADER ([SWS_Lin_00281]).

Диаграмма деятельности: ошибки разработки направляются в DET, аппаратный таймаут — в DEM. Ошибки коммуникации по шине Master-канал сообщает в виде статуса, а Slave-канал — в виде индикации ошибки. Источники: [SWS_Lin_00258], [SWS_Lin_00290], [SWS_Lin_00233], [SWS_Lin_00277], [SWS_Lin_00281], [SWS_Lin_00235]

Дальнейшие подробные доказательства

• Службы Master: отправка с [SWS_Lin_00191], статус с [SWS_Lin_00168], значения статуса в [SWS_Lin_00233].
• Последовательность Slave от индикации заголовка до завершения: от [SWS_Lin_00280] до [SWS_Lin_00286], дополнено от [SWS_Lin_00272] до [SWS_Lin_00277].
• Sleep и пробуждение: [SWS_Lin_00166], [SWS_Lin_00167], [SWS_Lin_00169], [SWS_Lin_00256], [SWS_Lin_00262]. Обнаружение пробуждения описывает [SWS_Lin_00160].
• Описание кадра: [SWS_Lin_00232] с типами элементов от [SWS_Lin_00228] до [SWS_Lin_00231].
• Зависимость от типа узла: от [SWS_Lin_00287] до [SWS_Lin_00289]. Секционирование: [SWS_Lin_CONSTR_00270], [SWS_Lin_CONSTR_00279], [SWS_Lin_CONSTR_00291].
• Конечный автомат и состояния канала: SWS LIN Driver с. 24.
• История изменений: Lin_SendFrame возник из Lin_SendHeader и Lin_SendResponse, LIN_E_TIMEOUT был определен как производственная ошибка (SWS LIN Driver с. 4).