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AUTOSAR_AP_SWS_TimeSynchronization FIG-2cd17d7ede17abec 841 × 484 px 1 Release(s)

Figure 7.3: Time Validation mechanism

SHA-256 Inhalts-Fingerabdruck: 2cd17d7ede17abec7d7c918ba15ceb43c1aab04a33f6cbcaee0d80da19e0b714
✦ KI-generierte Bildanalyse & technische Beschreibung Modell: gemini-3.8-flash (via agy) · Rezept figure-series@1 · erstellt am 2026-10-08

1. Diagrammtyp & Architektur-Kontext

  • Klassifikation: UML-Sequenzdiagramm (Interaktionsdiagramm zur Darstellung des Nachrichtenaustauschs und der Kontrollflüsse über der Zeitachse).
  • Technischer Zweck & funktionale Einordnung: Veranschaulicht den standardisierten Time Validation Mechanismus der AUTOSAR Adaptive Platform (Time Synchronization Functional Cluster gemäß RS_TS_00034). Dient der Erkennung von Übertragungsfehlern, Clock-Drifts, Timestamping-Ungenauigkeiten und böswilligen Manipulationen (z. B. Delay-Attacks, Man-in-the-Middle) bei gPTP-/PTP-basierten Zeitbasen (IEEE 802.1AS). Durch den Abgleich von Sende-/Empfangszeitstempeln und Korrekturwerten auf Master- und Slave-Ebene wird die Integrität der synchronisierten Zeitbasis für funktionale Sicherheit (ISO 26262) und Security (ISO/SAE 21434) verifiziert.

2. Komponenten, Entitäten & Schnittstellen

  • Beteiligte Akteure & Lifelines:
    • Master Application / Valdiator (im Diagramm mit Tippfehler „Valdiator“): Validierungsinstanz (typischerweise Safety-/Monitoring-Applikation), die Timing-Rohdaten von Master und Slave korreliert, plausibilisiert und bewertet.
    • Responder/Master: Grandmaster- bzw. Master-Port des AUTOSAR AP Time Synchronization Stacks (Time Base Provider für Sync- und Pdelay-Responder).
    • Initiator/Slave: Slave-Port des AUTOSAR AP Time Synchronization Stacks (Time Base Consumer für Sync- und Pdelay-Initiator).
    • Slave Application: Lokale Applikationsinstanz auf dem Slave-Knoten zur Entgegennahme der lokalen Messwerte und Weiterleitung an den Validator.
  • Schnittstellen & Interaktionskanäle:
    • Netzwerk-Protokollnachrichten (schwarz, IEEE 802.1AS / gPTP):
      • Sync message & Follow_Up message: Zweistufige Synchronisationsnachrichten (Master → Slave).
      • pDelayRequest, pDelayResponse, Pdelay_Resp_Follow_Up: Peer-Delay-Mechanismus zur Bestimmung der Leitungs- und Verarbeitungsverzögerung.
    • Stack-interne Validierungsschnittstellen (rot dargestellt, normative AUTOSAR SWS-Hooks):
      • SetMasterTimingData (SWS_TS_00424): Lokaler Transfer der Master-Sync-Messdaten (t_1, Sequenz-ID) an den Validator.
      • SetSlaveTimingData (SWS_TS_00425): Lokaler Transfer der Slave-Sync-Messdaten (t_1, t_2, CorrectionField, Sequenz-ID) an die Slave Application.
      • SetPdelayResponderData (SWS_TS_00426): Lokaler Transfer der Responder-Pdelay-Daten (t_2, t_3, Sequenz-ID) an den Validator.
      • SetPdelayInitiatorData (SWS_TS_00427): Lokaler Transfer der Initiator-Pdelay-Daten (t_1, t_4, Sequenz-ID) an die Slave Application.
    • Anwendungsspezifischer Rückkanal (blau):
      • User defined Feedback Message: Protokoll-agnostischer E2E-Kommunikationskanal (z. B. via ara::com / SOME/IP Event oder Method) vom Slave zum Validator.

3. Dynamisches Verhalten & Sequenzablauf

  1. Synchronisationsphase:
    • Responder/Master sendet Sync message an Initiator/Slave und erfasst den Hardware-Egress-Timestamp t_1.
    • Der Master-Stack übergibt über SetMasterTimingData (SWS_TS_00424) diesen Zeitstempel und Kontextdaten an Master Application / Valdiator.
    • Responder/Master sendet Follow_Up message (enthält den präzisen Ursprungszeitstempel t_1 und akkumulierte Korrekturfelder).
    • Nach Empfang der Follow-Up-Nachricht und Erfassung des Ingress-Timestamps t_2 übergibt der Slave-Stack die gesammelten Messwerte via SetSlaveTimingData (SWS_TS_00425) an die Slave Application.
  2. Propagation-Delay-Messphase (Peer-to-Peer):
    • Initiator/Slave triggert die Messung mit pDelayRequest (Sendezeitpunkt t_1,pdelay).
    • Responder/Master empfängt den Request (t_2,pdelay) und antwortet mit pDelayResponse (Sendezeitpunkt t_3,pdelay).
    • Responder/Master sendet Pdelay_Resp_Follow_Up (Übertragung von t_3,pdelay bzw. der Differenz t_3,pdelay - t_2,pdelay).
    • Der Master-Stack meldet die Responder-Timings via SetPdelayResponderData (SWS_TS_00426) an den Validator.
    • Nach Empfang der Pdelay-Antworten und Erfassung des Empfangszeitstempels t_4,pdelay übergibt der Slave-Stack die Initiator-Timings via SetPdelayInitiatorData (SWS_TS_00427) an die Slave Application.
  3. Validierung & Konsistenzprüfung:
    • Die Slave Application aggregiert die lokalen Zeitstempeldaten (SetSlaveTimingData und SetPdelayInitiatorData) und überträgt diese asynchron über die User defined Feedback Message an den Master Application / Valdiator.
    • Der Validator korreliert die Master-Daten mit den empfangenen Slave-Daten anhand der Sequenz-IDs, berechnet Drift, Jitter sowie Laufzeitabweichungen und verifiziert, ob die Abweichung innerhalb konfigurierter Schwellwerte liegt.

4. Normative Relevanz & Entwickler-Hinweise

  • Stack- & Schnittstellen-Konfiguration (SWS_TS_00424 bis SWS_TS_00427):
    • Entwickler des Adaptive Time Synchronization Stacks müssen Callback- bzw. Observer-Mechanismen bereitstellen, die Timing-Informationen unmittelbar nach Paketabschluss deterministisch an die Applikationsschicht übergeben.
    • Datenstrukturen umfassen mindestens: Sequenz-Identifikator, Domain-ID, Hardware-Zeitstempel (t_1 bis t_4) und Korrekturfelder (CorrectionField in ns/sub-ns).
  • Hardware-Timestamping (PHY/MAC):
    • Die Integrität des Validierungsmechanismus setzt zwingend Hardware-Timestamping (IEEE 802.1AS MII/GMII) voraus. Software-generierte Timestamps verfälschen die Delay- und Driftberechnungen und führen zu Fehlalarmen im Validator.
  • Applikationsdesign des Feedback-Pfads:
    • Der Feedback-Kanal (User defined Feedback Message) ist normativ bewusst anwendungsdefiniert. Für ASIL-Relevanz muss dieser Pfad zwingend gegen Ausfall, Verfälschung und Vertauschung abgesichert werden (E2E-Protection nach AUTOSAR E2E-Profile bzw. SecOC/TLS).
  • Fehlerreaktion & Degradation:
    • Schlägt die Validierung im Validator fehl (z. B. berechnete Abweichung überschreitet Grenzwerte oder Sequenz-IDs driften auseinander), muss die Applikation die Zeitbasis als ungültig markieren (TimeBaseStatus verliert Synchronization-Flag) und das Gesamtsystem in den definierten Safe State überführen.

Versionsvergleich KI-generiert · gemini-3.8-flash (via agy)

R23-11 → R24-11 keine inhaltliche Änderung Vorgänger: FIG-aa5d5e3378a89815

Keine inhaltlichen Änderungen erkennbar.

R24-11 → R25-11 keine inhaltliche Änderung Nachfolger: FIG-56c3b55e8c7dba29

Keine inhaltlichen Änderungen erkennbar.

Zugeordnete Anforderungen

Diese Angaben zeigt der Versions-Explorer.

Aus dem Dokument extrahierter Text & Kontext

Beschriftungen im Schaubild:

Responder/Master Initiator/Slave Slave Application | Follow_Up message SetSlaveTimingData | Sync message | Pdelay_Resp_Follow_Up SetPdelayInitiatorData SetPdelayResponderData | Master Application | / Valdiator | SetMasterTimingData | pDelayRequest | pDelayResponse | User defined Feedback Message

Begleitender Spezifikationstext:

Specification of Time Synchronization AUTOSAR AP R24-11 7.2.9 Global Time Validation Measurement Support Figure 7.3 outlines the basic concept of the Time Validation feature. A Time Slave collects information on the time synchronization process, to predict e.g. the Sync Ingress based on its local instance of Global Time and check whether Master and Slave agree upon the current time. The prediction itself will be locally analyzed by a separate Adaptive Application to detect any existing impairments. Furthermore, information on the time synchronization process from Time Masters and Slaves is also shared with a Validator Adaptive Application which may run anywhere in the network, e.g. on the owner of Global Time. The Validator uses the information on the time synchronization process received from the Time Master and Time Slave Entities via a user defined feedback channel to reconstruct the whole synchronization process and check that a coherent time base is established among all peers. The Time Validation feature only provides API to the Adaptive Application. The feedback channel and the actual validation performed by the respective Adaptive Application is not standardized in AUTOSAR. It is done in a user defined way on application level. Responder/Master Initiator/Slave Slave Application Follow_Up message SetSlaveTimingData Sync message Pdelay_Resp_Follow_Up SetPdelayInitiatorData SetPdelayResponderData Master Application / Valdiator SetMasterTimingData pDelayRequest pDelayResp

Vorkommen in AUTOSAR-Releases (1)

Release Dokument Seite Nr. Bildunterschrift im Dokument
R24-11 AUTOSAR_AP_SWS_TimeSynchronization S. 35 7.3 Figure 7.3: Time Validation mechanism