Figure 7.1: FlexRay Transceiver operation modes

1. Diagrammtyp & Architektur-Kontext

• Klassifikation: Hierarchischer UML-Zustandsautomat (UML State Machine Diagram / Statechart) mit geschachtelten Composite States (POWER_ON, ACTIVE).
• Funktionale Einordnung: Definiert die normativen Betriebsmodi (Operation Modes) und Modusübergänge des FlexRay-Transceiver-Treibers (FrTrcv) im Communication Hardware Abstraction Layer der AUTOSAR Classic Platform (SWS FrTrcv).
• Architektonischer Zweck: Steuerung der physikalischen Busankopplung, Signalpegel-Treiberstufen sowie des Leistungsaufnahme- und Wake-up-Verhaltens der FlexRay-Transceiver-Hardware durch überlagerte BSW-Module (primär FrSM bzw. FrIf).

2. Komponenten, Entitäten & Schnittstellen

• Zustandsentitäten:
  • POWER_ON (Composite State): Umfasst den gesamten operativen Spannungsversorgungsbereich des Transceiver-ICs.
  • NOT_ACTIVE (Substate): Zustand unmittelbar nach Power-On; Treiber ist uninitialisiert, Register/Pins sind im Default-/Reset-Status.
  • ACTIVE (Composite State): Initialisierter, betriebsbereiter Zustand des Treibers.
  • Operative Modi innerhalb von ACTIVE (Wertebereich des Typs FrTrcv_TrcvModeType):
    • NORMAL: Vollständiger bidirektionaler Kommunikationsbetrieb (Senden und Empfangen aktiv, TxEN freigegeben).
    • RECEIVEONLY: Empfänger aktiv, Sendestufe hardwareseitig oder softwareseitig deaktiviert (Listen-Only/Bus-Monitoring, Diagnose).
    • STANDBY: Low-Power-Modus mit schneller Reaktivierungszeit; Sender/Empfänger inaktiv, Wake-up-Erkennung (WUP/WUS) aktiv.
    • SLEEP: Tiefster Energiesparmodus mit minimaler Stromaufnahme; Spannungsversorgung für Peripherie oft abgeschaltet (Inhibit), Wake-up-Pfad aktiv.
• Schnittstellen & Trigger:
  • Power On / Power Off: Physikalische Versorgungszustände (Initial- und Final-Pseudostates).
  • FrTrcv_Init(): Initialisierungs-API zum Überführen aus NOT_ACTIVE in ACTIVE.
  • FrTrcv_SetTransceiverMode(): Synchroner API-Dienst zur Umschaltung zwischen den vier operativen Modi mittels Parameter FrTrcv_TrcvModeType:
    • FRTRCV_TRCVMODE_NORMAL
    • FRTRCV_TRCVMODE_RECEIVEONLY
    • FRTRCV_TRCVMODE_STANDBY
    • FRTRCV_TRCVMODE_SLEEP

3. Dynamisches Verhalten & Sequenzablauf

• Initialisierungsphase:
  1. Eintritt in POWER_ON → Zielzustand NOT_ACTIVE.
  2. Aufruf von FrTrcv_Init() bewirkt den initialen Übergang in den Verbundzustand ACTIVE.
  3. Der initiale Ziel-Unterzustand innerhalb von ACTIVE ist nicht starr vorgegeben, sondern konfigurationsabhängig ("Jump to configured mode: SLEEP or STANDBY" via Konfigurationsparameter FrTrcvInitState).
• Modus-Umschaltung (Laufzeit):
  • Innerhalb von ACTIVE bilden die vier Zustände (NORMAL, RECEIVEONLY, STANDBY, SLEEP) eine vollständig vermaschte Topologie (12 gerichtete Transitionen). Jeder Zustand kann direkt in jeden anderen überführt werden.
  • Alle internen Moduswechsel erfolgen strikt durch den expliziten Aufruf von FrTrcv_SetTransceiverMode(FrTrcv_TrcvIdx, <TargetMode>).
  • Es existieren im gezeigten Kernautomaten keine spontanen Autotransitionen (z. B. automatischer Moduswechsel bei Bus-Wake-up); ein Wake-up-Event generiert typischerweise einen Interrupt/Notification an EcuM/FrSM, woraufhin der Mode Manager den Wechsel via FrTrcv_SetTransceiverMode() anfordert.
• Terminierung:
  • Wegfall der Versorgungsspannung (Power Off) erzwingt das Verlassen des Verbundzustands POWER_ON in den Final State.

4. Normative Relevanz & Entwickler-Hinweise

• Konfigurationsaspekte (FrTrcv.epc / BSWMD):
  • Der Initialzustand nach Aufruf von FrTrcv_Init() muss im Modul-Parameter FrTrcvInitState zwingend auf FRTRCV_TRCVMODE_STANDBY oder FRTRCV_TRCVMODE_SLEEP parametriert sein.
  • Multi-Transceiver-Fähigkeit: Bei mehreren Kanälen (z. B. Kanal A/B) oder mehreren Transceivern wird jede Instanz über FrTrcv_TrcvIdx unabhängig nach diesem Automaten geführt.
• API-Vertrag & Fehlerbehandlung:
  • Aufrufe von FrTrcv_SetTransceiverMode() vor erfolgreichem FrTrcv_Init() müssen abgewiesen werden (Det-Fehler FRTRCV_E_UNINIT).
  • Wird ein nicht unterstützter Modus angefordert (z. B. Hardware unterstützt keinen dedizierten SLEEP-Pin/Modus), muss die API mit E_NOT_OK bzw. FRTRCV_E_PARAM_TRCV_MODE reagieren.
• Hardware-Timing & Transceiver-Eigenschaften:
  • Transitionen in oder aus Low-Power-Modi (SLEEP, STANDBY) erfordern oft Hardware-Stabilisierungszeiten (t_mode / t_wake des Transceiver-ICs wie TJA1080/TJA1082 o. ä.). Treiber-Implementierungen müssen Blockierungszeiten beachten oder asynchrone Bestätigungen/Polling-Mechanismen vorsehen, um Buskonflikte oder verfrühte Übertragungen im FlexRay-Cluster zu verhindern.