命名空间 apext::diag::uds_transport

命名空间 apext::diag::uds_transport 提供了 C++ 传输接口，用于将通用诊断管理与特定的 UDS 传输协议解耦 AUTOSAR_AP_SWS_Diagnostics §7.1 “UDS Transport Layer”。协议插件派生自基类 UdsTransportProtocolHandler，并经历由构造、初始化、启动和有序停止组成的严格生命周期 [SWS_DM_00329]。传入消息通过 IndicateMessage 进行通知，并在有空闲容量时获得一个内存托管的 UdsMessagePtr 以接收有效负载。一个核心约束条件是：在停止后，除确认消息外，不得向诊断管理发出其他调用。

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命名空间 apext::diag::uds_transport 为 AUTOSAR Adaptive Platform 中的诊断管理（DM）定义了标准化 C++ 传输接口（Transport Protocol API）AUTOSAR_AP_SWS_Diagnostics §7.1 “UDS Transport Layer”。该架构在功能上将诊断管理的通用核心与具体的网络层和传输层分离开来。通过这种方式，标准化的协议（如 DoIP）以及未来或特定制造商的传输协议（例如用于 CAN、CAN-FD 或 FlexRay）均可作为模块化插件进行集成 AUTOSAR_AP_SWS_Diagnostics §7.1 “UDS Transport Layer”。

核心中介实例由类 UdsTransportProtocolMgr 构成，它协调 Diagnostic Server 实例与所连接传输协议之间的交互。具体的协议插件派生自抽象基类 UdsTransportProtocolHandler AUTOSAR_AP_SWS_Diagnostics §7.1.1 “Support of UDS Transport Layer” [SWS_DM_00315]。各个处理器实例通过 UdsTransportProtocolHandlerID 寻址 [SWS_DM_00336]，而通信通道通过类型 ChannelID 标识 [SWS_DM_00337]。为了支持符合 ISO 服务 0x2A 的周期性数据查询，该接口还引入了类 UdsTransportProtocolPeriodicHandler。

生命周期

诊断管理按照固定指定的顺序控制每个 UdsTransportProtocolHandler 实例的生命周期 [SWS_DM_00329]：

1. 创建：DM 通过构造函数 UdsTransportProtocolHandler::UdsTransportProtocolHandler 实例化协议插件 [SWS_DM_00329]。
2. 初始化：DM 调用 UdsTransportProtocolHandler::Initialize [SWS_DM_00329]。除了查询 GetPeriodicHandler 之外，在成功返回 kInitializeOk 之前，DM 不得在处理器上调用其他方法 [SWS_DM_01746]。
3. 启动与运行：成功初始化后，使用 UdsTransportProtocolHandler::Start 激活处理器。只有在此调用之后，DM 才会通过 UdsTransportProtocolMgr::ChannelReestablished 处理有关重新激活通道的消息 [SWS_DM_01744]。
4. 终止：当 DM 切换到状态 ApplicationState.kTerminating 时，它会针对所有活动插件调用 UdsTransportProtocolHandler::Stop [SWS_DM_00333]。在此调用返回后，插件仅允许调用 UdsTransportProtocolMgr::HandlerStopped [SWS_DM_01741]。DM 会主动等待此确认 [SWS_DM_00340]。

状态图：传输协议处理器实现方案的生命周期阶段和转换条件。来源：[SWS_DM_00329]、[SWS_DM_00333]、[SWS_DM_00340]、[SWS_DM_01741]、[SWS_DM_01744]、[SWS_DM_01745]、[SWS_DM_01746]

使用路径

在运行过程中，传入诊断消息的转发通过处理器与管理器的协调交互来进行：

1. 消息指示：当处理器在通道（ChannelID [SWS_DM_00337]）上接收到数据时，它会调用 UdsTransportProtocolMgr::IndicateMessage。此时它可以在 payloadInfo 中传递预取有效负载；建议至少传递前两个字节，以便及早识别功能寻址请求 AUTOSAR_AP_SWS_Diagnostics §7.1 “UDS Transport Layer”。
2. 缓冲区分配：如果 DM 处于就绪接收状态，IndicateMessage 会以一个包含 IndicationResult::kIndicationOk 和有效智能指针 UdsMessagePtr 的 std::pair 进行响应 [SWS_DM_00309] [SWS_DM_00385]。所引用的 UdsMessage 对象具有至少一个字节的容量 [SWS_DM_00385]。该缓冲区作为带有 DM 核心特定删除器的 std::unique_ptr 进行管理，且不是线程安全的 [SWS_DM_00303]。对于读取访问，存在常量等效项 UdsMessageConstPtr [SWS_DM_00304]。
3. 数据传递：处理程序将接收到的诊断数据写入提供的缓冲区中，该缓冲区字节序列的类型由 ByteSpan（ara::core::Span<ara::core::Byte> [SWS_DM_00338] 的别名）定义。据推测，通过 GetPeriodicHandler 提供单独的类 UdsTransportProtocolPeriodicHandler 是为了将周期性传输服务 0x2A 与常规 UDS 报文路径解耦。 问题 Q-230ef0b7c384c594 (未决)

时序图：处理程序、管理器和 DM 核心之间的报文指示和缓冲区分配流程。来源：AUTOSAR_AP_SWS_Diagnostics §7.1 “UDS Transport Layer”、[SWS_DM_00303]、[SWS_DM_00309]、[SWS_DM_00385]、[SWS_DM_00386]

错误场景

规范定义了传输连接的具体错误状态和前提条件：

• 初始化失败：如果 UdsTransportProtocolHandler::Initialize 返回结果 kInitializeFailed，DM 将立即中止该处理程序的初始化过程，且不再调用其上的任何其他方法 [SWS_DM_01745]。
• 诊断核心占用时的拒绝：如果 DM 因同一 Tester-Present 会话正在进行的某项服务处理而处于阻塞状态，且该请求并非带有 payloadInfo 0x3E 0x80 的功能寻址 Tester-Present，则 IndicateMessage 返回结果 kIndicationOccupied 以及一个 nullptr，而不是报文缓冲区 [SWS_DM_00386]。
• 终止后不允许的调用：如果插件在 Stop 返回后调用 UdsTransportProtocolMgr 中除 HandlerStopped 以外的方法，则违反了协议规定 [SWS_DM_01741]。同样，如果信号（如 ChannelReestablished）在成功调用 Start 之前到达，DM 也会予以忽略 [SWS_DM_01744]。