Figure 24: Counter, timer and function call interaction [SWS_FrTp_01105] ⌈The FrTp module shall support the counters and

1. Diagrammtyp & Architektur-Kontext

• Klassifikation: UML-Sequenzdiagramm (Interaktionsdiagramm) mit TDMA-basierter FlexRay-Busabstraktion (Slots und Kommunikationszyklen Cycle n bis Cycle n+4).
• Funktionale Einordnung: AUTOSAR Classic Platform (CP), Kommunikationsstack. Spezifiziert das Zusammenspiel zwischen Transport- und Schnittstellenschicht gemäß ISO 10681-2 (FlexRay ISO Transport Layer, FrTp), PDU Router (PduR) und FlexRay Interface (FrIf).
• Zweck: Darstellung des Flusssteuerungs- und Puffermanagement-Mechanismus bei temporärem Pufferengpass (BUFREQ_E_BUSY bzw. No Buffer) auf Empfängerseite sowie des Zusammenspiels von Protokoll-Timern (Timeout_BS, Timeout_CR) und dem Flow-Control-Warteschleifenzähler (Counter MaxFcWait / WFTmax gemäß [SWS_FrTp_01105], [SWS_FrTp_01114]).

2. Komponenten, Entitäten & Schnittstellen

Beteiligte Schichten & Instanzen

• Sender-Knoten (Tx):
  • PduR: Übergibt I-PDUs über das Transport-Interface an FrTp.
  • FrTp: Führt Segmentierung durch, steuert Timeouts (Timeout_BS) und reagiert auf Flow-Control-Frames (FC).
  • FrIf: Vermittelt zwischen FrTp und FlexRay-Treiber (CC), handhabt Tx-Requests und Tx-Confirmations.
• Kommunikationsmedium:
  • FR: FlexRay-Cluster mit TDMA-Struktur (Slots innerhalb definierter Kommunikationszyklen Cycle n … Cycle n+4).
• Empfänger-Knoten (Rx):
  • FrIf: Reagiert auf empfangene FlexRay-Frames und meldet sie an FrTp weiter.
  • FrTp: Reassembliert Segmente, überwacht Counter MaxFcWait sowie Timeout_CR und generiert FC-Frames (FC.WAIT, FC.CTS).
  • PduR: Steuert das TP-Puffermanagement für die oberen Schichten (z. B. DCM / COM).

Signale, PDUs & API-Funktionen

• Transmit(): Aufrufe PduR_FrTpTransmit() bzw. FrIf_Transmit().
• RxInd(): FrIf_RxIndication().
• StartOfReception() / SOR(): PduR_FrTpStartOfReception() zur Pufferallokation beim Start einer segmentierten Übertragung.
• CRxD: PduR_FrTpCopyRxData() zum Kopieren der empfangenen Nutzdaten in den bereitgestellten PduR-Puffer.
• PDUs:
  • SF: Start Frame (Initialsegment der segmentierten Übertragung gemäß ISO 10681-2).
  • FC.WAIT: Flow Control Frame mit FlowStatus WT (Wait).
  • FC.CTS: Flow Control Frame mit FlowStatus CTS (Clear To Send).
  • CF: Consecutive Frame (Folgesegment).

3. Dynamisches Verhalten & Sequenzablauf

Chronologischer Ablauf

1. Initialisierung & SF-Übertragung:
   • Tx-PduR stößt per Transmit() die FrTp-Übertragung an; Tx-FrTp übergibt die Daten via Transmit() an Tx-FrIf.
   • Der Start Frame (SF) wird im statischen/dynamischen Slot in Cycle n über den Bus gesendet.
   • Mit dem Senden des SF startet Tx-FrTp den Überwachungstimer Timeout_BS (Warten auf Flow Control).
2. Pufferanforderung & Pufferengpass (Rx-Seite):
   • Rx-FrIf signalisiert den Empfang per RxInd() an Rx-FrTp.
   • Rx-FrTp ruft StartOfReception() an Rx-PduR auf; PduR liefert No Buffer (BUFREQ_E_BUSY).
   • Rx-FrTp fordert Tx von FC.WAIT über Rx-FrIf an und setzt Counter MaxFcWait = 1.
3. Erster FC.WAIT & Timer-Verhalten (Cycle n+1):
   • FC.WAIT wird in Cycle n+1 übertragen und per RxInd() an Tx-FrTp übergeben.
   • Tx-FrTp empfängt FC.WAIT und setzt Timeout_BS zurück (Timer wird neu gestartet).
   • Rx-FrTp pollt Rx-PduR erneut per SOR(); PduR meldet weiterhin No Buffer.
   • Rx-FrTp sendet erneut FC.WAIT via Transmit() und inkrementiert Counter MaxFcWait = 2.
4. Zweiter FC.WAIT & Pufferallokation (Cycle n+2):
   • FC.WAIT wird in Cycle n+2 übertragen; Tx-FrTp setzt Timeout_BS abermals zurück.
   • Rx-FrTp ruft erneut SOR() an PduR auf; PduR meldet nun Buffer (BUFREQ_OK).
   • Rx-FrTp übergibt die im SF zwischengespeicherten Daten per CRxD (PduR_FrTpCopyRxData()) an den nun allokierten PduR-Puffer.
   • Rx-FrTp sendet FC.CTS über Rx-FrIf und startet den Timer Timeout_CR (Warten auf Folgesegment CF).
5. Freigabe & CF-Übertragung (Cycle n+3 bis Cycle n+4):
   • In Cycle n+3 wird FC.CTS übertragen; Tx-FrTp stoppt Timeout_BS.
   • Tx-FrTp übermittelt den CF via Transmit() an Tx-FrIf.
   • In Cycle n+4 wird der CF übertragen; Rx-FrIf meldet ihn per RxInd() an Rx-FrTp, wodurch Timeout_CR gestoppt/zurückgesetzt wird.

Abbruchbedingungen & Fehlerpfade

• MaxFcWait-Exzedierung: Erreicht Counter MaxFcWait den konfigurierten Schwellenwert (FrTpMaxWft), ohne dass PduR Puffer bereitstellt, bricht Rx-FrTp die Reassemblierung ab und signalisiert den Fehler.
• Timeout_BS-Ablauf: Geht ein FC.WAIT oder FC.CTS verloren oder verzögert sich über das Timeout hinaus, bricht Tx-FrTp die Übertragung ab.
• Timeout_CR-Ablauf: Bleibt der CF nach dem Absenden von FC.CTS länger als Timeout_CR aus, bricht Rx-FrTp die Sitzung ab und gibt den allokierten Puffer frei.

4. Normative Relevanz & Entwickler-Hinweise

• FrTp-Pufferung: Rx-FrTp muss die Nutzdaten des Start Frames intern vorhalten, wenn PduR_FrTpStartOfReception() zunächst BUFREQ_E_BUSY meldet. Erst nach erfolgreicher Pufferzuteilung (BUFREQ_OK) werden diese Daten per PduR_FrTpCopyRxData() (CRxD) nachgereicht.
• Konfigurationsparameter:
  • FrTpMaxWft: Bestimmt die Obergrenze für Counter MaxFcWait. Muss anhand der Pufferfreigabe-Latenzen der Applikation (z. B. DCM Diagnosesitzungen) dimensioniert werden.
  • FrTpTimeoutBs: Muss mindestens die TDMA-Roundtrip-Zeit (FlexRay-Slot- und Cycle-Verzögerung für Tx des SF plus Rx des FC) sowie Jitter abdecken.
  • FrTpTimeoutCr: Muss an die Tx-Schedule-Planung des Senders angepasst sein (Zeitpunkt des nächsten verfügbaren CF-Slots nach Empfang von FC.CTS).
• TDMA-Asynchronität: FrIf-Aufrufe (Transmit()) laufen asynchron zur tatsächlichen Übertragung auf dem Bus. Die zeitliche Granularität der Timer und Counter ist strikt an das FlexRay-Kommunikationsraster (Cycle Time, Slot Allocation) gekoppelt.