Figure 6.84: Modeling of IEEE1722TpAvConnection

1. Diagrammtyp & Architektur-Kontext

• Metamodell-Klassendiagramm (M2-Ebene gemäß AUTOSAR_CP_TPS_SystemTemplate, Kapitel Ethernet / Transport Layer Modeling).
• Architektur-Kontext: Formalisierung der Konfigurationsstrukturen für das IEEE 1722 Transportprotokoll (AVTP – Audio Video Transport Protocol) über Ethernet (AVB/TSN). Definiert das Mapping zwischen AUTOSAR I-PDUs/SDUs und zeitkritischen IEEE 1722 Audio-, Video- und Taktsynchronisations-Streams.

2. Komponenten, Entitäten & Schnittstellen

Entitäten & Klassenhierarchie

• TpConfig / IEEE1722TpConfig:
  • Wurzelelement der TP-Konfiguration im System Template.
  • Aggregiert 0..* Verbindungen über die Rolle +tpConnection.
  • Stereotypen: «atpVariation, atpSplitable» (unterstützt formale System-Variabilität und Aufteilung über mehrere ARXML-Dateien).
• IEEE1722TpConnection (abstrakt, spezialisiert ARElement):
  • Basisklasse für IEEE 1722-Verbindungen.
  • Attribute:
    • destinationMacAddress: MacAddressString [0..1]: Layer-2-Zieladresse (typisch Multicast für AVB-Streams).
    • macAddressStreamId: MacAddressString [0..1]: 48-Bit-MAC-Basis der 64-Bit IEEE 1722 Stream-ID.
    • uniqueStreamId: PositiveInteger [0..1]: 16-Bit-Präfix/Suffix zur Vollendung der 64-Bit Stream-ID.
    • version: PositiveInteger [0..1]: AVTP-Protokollversion.
    • vlanPriority: PositiveInteger [0..1]: IEEE 802.1Q Priority Code Point (PCP) für QoS/AVB-Verkehrsklassen.
• IEEE1722TpAvConnection (abstrakt, generalisiert von IEEE1722TpConnection):
  • Spezialisierung für audiovisuelle Streams und Taktreferenzen.
  • Attribute:
    • maxTransitTime: TimeValue [0..1]: Maximal zulässige Netzwerklaufzeit zur Berechnung des AVTP Presentation Time Offsets relative zur PTP/gPTP-Zeitbasis.
• Konkrete Subklassen von IEEE1722TpAvConnection (AVTP-Payload-Formate):
  • IEEE1722TpAafConnection: AVTP Audio Format (PCM/AES3-Audioströme).
  • IEEE1722TpCrfConnection: Clock Reference Format (Taktübertragung zur netzwerkweiten Medien-Synchronisation).
  • IEEE1722TpIidcConnection: Kapselung von IIDC 1394 (FireWire) Stream-Formaten.
  • IEEE1722TpRvfConnection: Raw Video Format (unkomprimierte Videodaten).
• PduTriggering (spezialisiert Identifiable):
  • Repräsentiert die Instanziierung/Triggerung einer PDU auf einem physikalischen Kanal.

Assoziationen & Kardinalitäten

• IEEE1722TpConnection → PduTriggering (+pdu, Kardinalität 0..1):
  • Referenziert die resultierende Layer-2 Ethernet-PDU (Transport-Frame).
• IEEE1722TpAvConnection → PduTriggering (+sdu, Kardinalität 0..*):
  • Referenziert die Quell-/Payload-PDUs (SDUs), die in den IEEE 1722 AV-Payload gemultiplext bzw. gekapselt werden.

3. Dynamisches Verhalten & Sequenzablauf

Da es sich um eine statische Metamodell-Struktur handelt, gilt für das Laufzeit-Verhalten im BSW-Stack (Ieee1722Tp / Avtp):

1. Sende-Pfad (Talker):
   • Obere Schichten übergeben SDUs (+sdu) an das BSW-Modul Ieee1722Tp.
   • Modul kapselt SDUs im spezifizierten Unterformat (Aaf, Rvf, Crf, Iidc).
   • Generierung des 64-Bit Stream-ID-Headers (macAddressStreamId + uniqueStreamId).
   • Ermittlung des Sende-Zeitstempels via StbM (Synchronized Time-Base Manager) addiert um maxTransitTime (Presentation Time).
   • Weitergabe an PduR / EthIf (+pdu) unter Verwendung von vlanPriority und destinationMacAddress.
2. Empfangs-Pfad (Listener):
   • Filterung eingehender AVTP-Pakete anhand der 64-Bit Stream-ID.
   • Validierung von Protokollversion (version) und PTP-Präsentationszeit.
   • Depacketierung der Payload und Weiterleitung der SDUs via PduR_Ieee1722TpRxIndication an die Ziel-Komponenten.

4. Normative Relevanz & Entwickler-Hinweise

• Generatoreingang: Die Modellierung steuert direkt den BSW-Generator für das Ieee1722Tp-Modul sowie die PDU-Router-Routingtabellen (PduR).
• Stream-ID-Zusammensetzung: Die standardisierte 64-Bit Stream-ID nach IEEE 1722 erfordert zwingend die konsistente Konfiguration beider Parameter: macAddressStreamId (EUI-48/MAC) und uniqueStreamId (16 Bit).
• 1:N SDU-zu-PDU Multiplexing: Durch die 0..*-Kardinalität an +sdu gegenüber 0..1 an +pdu können mehrere I-PDUs in einen einzigen AVTP-Stream aggregiert werden; der Stack muss entsprechendes Packing/Unpacking unterstützen.
• Timing & Buffer Sizing: maxTransitTime ist normativ für die Buffer-Allokation im AVTP-Listener. Fehleinstellungen führen zu Pufferüberläufen oder Verwerfen von Frames wegen unzulässiger Presentation Time ("Late Frames").