Figure 5.1: CAN Transport Layer interactions

1. Diagrammtyp & Architektur-Kontext

• Klassifikation: Schichtenmodell und PDU-Transformationsdiagramm (OSI Layer 3/4 Transport-/Netzwerk-Interaktionsmodell gemäß ISO 15765-2 / AUTOSAR ComStack).
• Technischer Zweck: Visualisierung der horizontalen Peer-to-Peer-Kommunikation und vertikalen Dienstschnittstellen des CAN Transport Layers (CanTp). Dargestellt wird die Transformation und Kapselung von Service Data Units (SDUs) zu Protocol Data Units (PDUs) zwischen PDU Router (PduR), CanTp, L-SDU Router (L-SduR) und dem physikalischen CAN-Bus.
• Funktionale Einordnung: Kapselung oberer Schichten (DCM, COM) vor Frame-Größen-Limitierungen durch Segmentierung, Reassemblierung und Flusssteuerung. Durch den zwischengeschalteten L-SduR wird die Entkopplung und das Routing von Link-Layer-Dateneinheiten an unterlagerte Schnittstellenmodule ermöglicht.

2. Komponenten, Entitäten & Schnittstellen

• Module / Schichten:
  • PduR (PDU Router): Übergelagerte Routing-Instanz; Quelle (Tx) bzw. Senke (Rx) unsegmentierter Nachrichten.
  • CanTp (CAN Transport Layer): Transportprotokoll-Engine nach ISO 15765-2; zuständig für Segmentierung, Session-Handling, Flusssteuerung und Reassemblierung.
  • L-SduR (L-SDU Router): Unterlagerte Routing-Schicht für Link-Layer-Dienstdateneinheiten zur flexiblen Anbindung von Schnittstellen- und Hardwaremodulen.
• Dateneinheiten (SDUs & PDUs):
  • N-SDU (Network Service Data Unit): Vollständige, zusammenhängende Anwendungs- bzw. Diagnosenachricht (Payload zwischen PduR und CanTp).
  • N-PCI (Network Protocol Control Information): Protokollsteuerdaten des Transport-Layers (1 bis 3 Bytes Header für SF, FF, CF oder FC inkl. Längen- und Flusssteuerungsinformationen).
  • N-PDU (Network Protocol Data Unit): Horizontale PDU zwischen Sender- und Empfänger-CanTp. Entsteht durch Konkatenation von N-PCI und Daten-Payload (N-SDU-Fragment).
  • L-SDU (Data Link Layer Service Data Unit): Vertikale Dienstdateneinheit an der Schnittstelle CanTp ↔ L-SduR. Aus Sicht des L-SduR ist die übergebene L-SDU identisch mit der transportierten N-PDU.
• Schnittstellen-Beziehungen:
  • Vertikal: Dienstaufrufe und Callbacks zwischen PduR ↔ CanTp sowie CanTp ↔ L-SduR.
  • Horizontal: Logische Peer-to-Peer-Verbindung via N-PDU (symbolisiert durch die strichpunktierte Linie zwischen den CanTp-Instanzen).

3. Dynamisches Verhalten & Sequenzablauf

• Senderpfad (Tx / Downlink, links):
  1. PduR stößt die Übertragung einer N-SDU via CanTp_Transmit() an.
  2. CanTp analysiert die Gesamtlänge und generiert die entsprechende N-PCI (Single Frame SF oder First Frame FF).
  3. CanTp holt Datenfragmente über den PduR-Callback PduR_CanTpCopyTxData() ab und assembliert die N-PDU.
  4. Die N-PDU wird als L-SDU an den unterlagerten L-SduR übergeben (z. B. via LSduR_Transmit()).
  5. Quittierung von L-SduR via Tx-Confirmation an CanTp. Bei Multiframe folgt das Warten auf Flow Control (FC), danach zyklisches/getriggertes Senden von Consecutive Frames (CF). Nach vollständigem Versand erfolgt PduR_CanTpTxConfirmation().
• Empfängerpfad (Rx / Uplink, rechts):
  1. L-SduR empfängt Link-Layer-Daten und leitet die L-SDU via Rx-Indication an CanTp weiter.
  2. CanTp parst die N-PCI:
     • Bei FF oder SF fordert CanTp Puffer über PduR_CanTpStartOfReception() an.
     • Bei Multiframe generiert der Empfänger-CanTp selbstständig FC-Frames (N-PCI: Flow Status, Block Size BS, STmin) und übermittelt diese via L-SduR. Eingehende CF-Frames werden mittels PduR_CanTpCopyRxData() in den PduR-Puffer kopiert. Nach Empfang der letzten N-PDU schließt PduR_CanTpRxIndication() die Reassemblierung ab.

4. Normative Relevanz & Entwickler-Hinweise

• Normative Verbindlichkeit:
  • Architekturanpassung der Schichtgrenzen: Die unterlagerte Schnittstelle des CanTp bindet normativ an L-SduR anstelle des direkten CanIf an.
  • Die funktionale Kapselung (N-PDU als L-SDU) bleibt bestehen, wird jedoch auf die Dienstschnittstelle zum L-SDU-Router übertragen.
• Entwickler- & Integrationshinweise:
  • Schnittstellenanpassung: BSW-Integrationen ab R24-11 müssen die geänderte Aufrufhierarchie abbilden; Callbacks und Sendeanforderungen laufen über das Modul LSduR.
  • Konfiguration: PDU-Routen und Link-Layer-Beziehungen müssen im Modul LSduR konfiguriert werden, wodurch das direkte PDU-Mapping zwischen CanTp und CanIf durch Router-Zuordnungen erweitert wird.
  • Protokollstabilität: Das Verhalten von Flow Control, Segmentierung und Pufferabruf über PduR bleibt trotz des geänderten Unterbaus ISO 15765-2-konform.