Figure 9.5: Large N-SDU Reception

1. Diagrammtyp & Architektur-Kontext

• Diagrammtyp: UML-Sequenzdiagramm mit kombinierten Fragmenten (alt-Blöcke für die Ausführungskontexte alt CanTp task [interrupt / cyclic task] und die Indikationspfade alt Indication [normal case / Buffer full / Last CF received]).
• Funktionale Einordnung: AUTOSAR Classic Platform, Schicht der Kommunikationsdienste (Communication Services / Transport Layer), Spezifikation AUTOSAR_CP_SWS_CANTransportLayer (ISO 15765-2).
• Technischer Zweck: Spezifikation des standardisierten Ablaufs für den segmentierten Empfang einer großen N-SDU (Large N-SDU Reception) via First Frame (FF), Flow Control (FC) und Consecutive Frames (CF) im Zusammenspiel zwischen CAN Interface («module» CanIf), CAN Transport Layer («module» :CanTp) und oberer Schnittstelle («interface», de facto PDU Router / PduR).

2. Komponenten, Entitäten & Schnittstellen

• Akteure / Module:
  • «interface»: Schnittstelle der oberen Kommunikationsschicht (de facto PDU Router PduR) zur Pufferallokation, Datenübernahme und Statusquittierung.
  • «module» :CanTp: Instanz des CAN Transport Layers (CanTp), zuständig für Segmentierung, Reassembly, Timer-Überwachung (N_Ar, N_Br, N_Cr) und Flusssteuerung (Flow Control).
  • «module» CanIf: CAN Interface, untere Schicht zur Treiberabstraktion für L-PDU-Empfang und L-PDU-Versand auf CAN-Ebene.
• Schnittstellen & Callbacks (mit Parametern und Datentypen):
  • Rx-Pfad (Empfang & Reassembly):
    • CanTp_RxIndication(PduIdType, const PduInfoType*): Benachrichtigung über das Eintreffen einer L-PDU (FF oder CF) von CanIf an :CanTp.
    • PduR_CanTpStartOfReception(PduIdType, PduLengthType, PduLengthType*): Initiale Pufferanforderung bei First Frame von :CanTp an «interface» (Übergabe der PduId, Gesamtlänge TpSduLength und Zeiger auf verfügbare Puffergröße bufferSizePtr).
    • PduR_CanTpCopyRxData(BufReq_ReturnType, PduIdType, PduInfoType*, PduLengthType*): Synchroner Callback beim First-Frame-Empfang zur Übergabe der ersten Nutzdatenbytes in den Zielpuffer (im Diagramm mit vorangestelltem Rückgabetyp annotiert).
    • PduR_CanTpCopyRxData(PduIdType, PduInfoType*, PduLengthType*): Synchroner Callback beim Consecutive-Frame-Empfang zur sequentiellen Nutzdatenübernahme.
    • PduR_CanTpRxIndication(PduIdType, Std_ReturnType): Abschlussbenachrichtigung der N-SDU-Rezeption von :CanTp an «interface» mit Statusquittierung.
  • Tx-Pfad (Flusssteuerung / Flow Control):
    • CanIf_Transmit(PduIdType, const PduInfoType*): Sendeanforderung für Flow Control Frames (FC) von :CanTp an CanIf (im Zweig [Buffer full] oder im zyklischen Task).
    • CanTp_TxConfirmation(PduIdType, Std_ReturnType): Sende-Bestätigung von CanIf an :CanTp nach erfolgreicher Übertragung des FC-Frames auf dem Bus.

3. Dynamisches Verhalten & Sequenzablauf

Phase 1: Empfang First Frame (FF)

1. Trigger: CanIf meldet über den synchronen Callback CanTp_RxIndication(PduIdType, const PduInfoType*) das Eintreffen eines First Frame an :CanTp.
2. Pufferallokation: :CanTp fordert mit PduR_CanTpStartOfReception(PduIdType, PduLengthType, PduLengthType*) an «interface» einen Empfangspuffer unter Angabe der Gesamtlänge an.
3. Interne Zustandsprüfung: :CanTp evaluiert die Verbindungsannahme („Check connection acceptance and prepare FC.“) und aktiviert den Sende-Task („Activate Tx task.“).
4. Initialer Payload-Transfer: :CanTp ruft PduR_CanTpCopyRxData(BufReq_ReturnType, PduIdType, PduInfoType*, PduLengthType*) auf, um die ersten Nutzdaten (FF-Data) direkt in den oberen Puffer zu kopieren („Copy FF data.“).
5. Rückkehr: CanTp_RxIndication() kehrt synchron zu CanIf zurück.

Phase 2: Empfang Consecutive Frames (CF)

• Kombiniertes Fragment alt CanTp task:
  • Pfad [interrupt] (ISR-Kontext):
    1. CanIf signalisiert pro eingetroffenem CF CanTp_RxIndication(PduIdType, const PduInfoType*).
    2. :CanTp kopiert die CF-Nutzdaten synchron via PduR_CanTpCopyRxData(PduIdType, PduInfoType*, PduLengthType*) in den Zielpuffer („Copy CF data.“).
    3. Sub-Fragment alt Indication:
       • [normal case]: Reguläre Datenübernahme erfolgreich; der Reassembly-Vorgang läuft fort.
       • [Buffer full]: Bei Pufferengpass oder Erreichen der Block Size (BS) wird via CanIf_Transmit(PduIdType, const PduInfoType*) ein Wait Flow Control Frame abgesetzt („A Wait FC is sent if last CF on a block.“).
       • [Last CF received]: Nach Empfang des letzten Consecutive Frame schließt :CanTp die Rezeption ab und signalisiert dem PDU Router das vollständige Vorliegen der N-SDU via PduR_CanTpRxIndication(PduIdType, Std_ReturnType).
    4. Synchroner Rücksprung zu CanIf.
  • Pfad [cyclic task] (Periodischer Task / CanTp_MainFunction):
    1. Flusssteuerungs-Frames (FC) werden entkoppelt über CanIf_Transmit(PduIdType, const PduInfoType*) an das CAN Interface übergeben.
    2. Nach erfolgreicher Aussendung quittiert CanIf die Übertragung via CanTp_TxConfirmation(PduIdType, Std_ReturnType) an :CanTp.

4. Normative Relevanz & Entwickler-Hinweise

• Ausführungskontext & Echtzeitanforderungen:
  • CanTp_RxIndication() und die darin synchron aufgerufenen PduR-APIs (StartOfReception, CopyRxData) laufen im Interrupt-Kontext des CAN-Treibers bzw. CanIf. Entwickler müssen diese Callbacks strikt nicht-blockierend implementieren (keine Mutex-Locks, keine dynamischen Heap-Allokationen, minimale Rechenzeit).
• Puffer- und Flusssteuerungsverhalten:
  • Die Flow-Control-Logik wird direkt an CanIf_Transmit() übergeben. Bei Pufferengpässen ([Buffer full]) muss ein FC(WAIT) generiert werden; die Anzahl aufeinanderfolgender Wait-Frames ist durch CanTpMaxWaitCount limitiert, bevor Timeout N_Br bzw. N_Cr mit Verbindungsabbruch greift.
• Task-Entkopplung:
  • Das Diagramm trennt explizit zwischen ereignisgesteuertem Empfang ([interrupt]) und periodischer Verarbeitung ([cyclic task], CanTp_MainFunction). Dies ermöglicht es, das Senden von FC-Frames aus dem Interrupt- in den Task-Kontext zu verlagern.
• Spezifikationsunterschiede zu Folge-Releases:
  • Im Release R23-11 sind die Funktionsaufrufe noch mit konkreten AUTOSAR-Parametern (PduIdType, PduInfoType, PduLengthType, BufReq_ReturnType, Std_ReturnType) und die untere Schicht konkret als CanIf ausgewiesen. In nachfolgenden Releases wurde dies zu LSduR abstrahiert und die Parametersignaturen wurden aus der UML-Darstellung entfernt.