AUTOSAR入门-Dcm模块

落叶纷飞

AUTOSAR入门-Dcm模块



    先复习下AS代码之前做过的试验：AUTOSAR入门-基于以太网诊断。我们通过网络发送DoIP报文，实现了对汽车EcuReset的功能，报文通过的模块依次为：网卡驱动-》网络接口-》LWIP网络协议栈-》SoAd模块-》DoIP模块-》PduR模块-》Dcm模块。

    我们倒着从功能角度入手，结合AUTOSAR规范从Dcm模块开始讲解下AS里面里面的处理过程，Dcm模块是我们第一个讲的AUTOSAR的模块，其他模块的所有套路在AUTOSAR框架里面都是相通的，这里我希望能做到抛砖引玉的效果。   

0. 准备工作

研究AUTOSAR规范，首先要知道官网：https://www.autosar.org



官网资料是其他资料的源头，最权威的内容， 通常工作中会像字典一样反复查阅。首先打开：

https://www.autosar.org/nc/document-search/

按下图下载规范：

AUTOSAR_SWS_DiagnosticCommunicationManager.pdf



或者直接输入如下网址查看：

https://www.autosar.org/fileadmin/user_upload/standards/classic/19-11/AUTOSAR_SWS_DiagnosticCommunicationManager.pdf

    首先说下这个文档该怎么看，从这文件的名字上有SWS，这个意思是软件规范，也是我们作为开发人员主要看的内容。其他的前缀解释如下：
EXP: 即Explaination"解释"，详细介绍论题MMOD: 即MetaModel"元模型",介绍 AUTOSAR元模型MOD: 即Model"建模",介绍建模的原理RS: 即RequirementSpecification"需求规范", 详细介绍需求SRS: 即SoftewareRequirement Specification"软件需求规范", 描述所有软件模块的规范SWS: 即SoftewareSpecification"软件规范", 介绍软件模块设计和实现的规范TPS: 即TemplateSpecification"模板规范", 详细介绍元模型TR: 即TechnicalSpecification"技术规范",详细介绍技术规范
然后SWS后面的

DiagnosticCommunicationManager就是功能模块的命名，首字母可以看出来就是DCM。



上图中红色标识出来的就是我们需要重点关注的，本文也是按照这个顺序进行展开，下面带着大家按这个文档来看一遍来，了解Dcm。

1. 简介和功能介绍



打开这个pdf文档，第一部分如下：



重点看下这个图，通过诊断工具连接到汽车上的板卡上，可以跟板卡里面的Dcm模块通信。那么通信干什么呢？接着往下看：



这段英语翻译过来为：

Dcm模块确保诊断数据流并管理诊断状态，特别是诊断会话和安全状态。此外，Dcm模块根据诊断状态检查是否支持诊断服务请求，以及服务是否可以在当前会话中执行。

那么提供什么服务呢？答案就是UDS和OBD服务，这是两种应用协议，这里我们以UDS为例说明，UDS（Unified Diagnostic Services）里面有什么服务呢？

查看ISO14229 手册（公众号回复ISO获取）：





从第9章开始，有这么多服务，用到哪个就去查这个手册。

下面这个图更加直观一点：





    诊断可以提供什么服务是不是一目了然，比如车坏了，要知道怎么坏的，可以去读数据。可以设置参数写数据，可以控制设备比如重启，总之跟车交互的功能基本都在里面。

下面继续以之前做的以太网诊断为例进行说明，我们发的DoIP报文如下：



报文里面的11 01就是包装的UDS报文的内容，通过查询上面的SID，我们知道11是复位，继续查01是硬件复位的意思：



    上面说了挺多的介绍，业务方面介绍差不多了，大家应该知道Dcm是干什么的了，就是实现UDS里面规定的服务。但是只讲概念是没有灵魂的，对于程序员来说：

Talk is cheap，show me the code！

打开AS代码，先找到Dcm代码的位置：



Dcm_Dsd.c中selectServiceFunction()函数里面就是对于UDS报文id的处理，

例如我们上面的0x11如下：



然后01按照ISO14229标准是硬重启，查看DspUdsEcuReset（）函数：



    处理完毕，也是按照ISO14229的标准对外部诊断程序进行报文回应。其他的服务执行逻辑根据switch自己查看代码。可以自己加log打印，做实验看看代码是不是跑到这里了，应该是挺有意思的事情。跟打游戏一样，体验下代码被你控制的感觉。

在1简介和功能介绍中，有一个Dcm在AUTOSAR位置的图：



可以参考：汽车电子构架演进（二）AUTOSAR的组成和演进，了解Dcm的位置。



2. 缩略词: 看看拓展下知识面就可以，这里不说明。

3. 相关文档: 可以了解下

4 假定和约束: 这里不研究了。

5. 依赖模块

    依赖模块这个列举出了，跟Dcm模块交互的其他模块，可以了解到Dcm在ATUOSAR中的位置：



Dcm和Dem的交互：

    DEM模块提供了检索与故障内存相关的所有信息的功能，以便Dcm模块能够通过从故障内存中读取数据重新响应测试人员的请求，通俗的讲就是Dcm能够读取Dem记录的DTC信息。



Dcm和PduR的交互：

    PduR模块接收和发送诊断数据。PduR为Dcm模块提供一个与具体通信协议无关的接口。

Dcm和ComM模块的交互：

    Dcm模块可以指示状态“活动”和“非活动”用于诊断通信。Dcm模块提供了处理通信需求“完全/静默/无通信”的功能。此外，Dcm模块提供了在ComM模块要求时启用和禁用诊断通信的功能。

SWC通过和RTE接口和Dcm交互：

    Dcm模块在完成诊断功能的时候需要通过RTE接口来读写/函数调用其他SWC的数据/服务。

BswM和Dcm模块的交互：

    如果Dcm的初始化是从引导加载程序跳转的结果，则Dcm通知BswM应用程序已更新。Dcm也向BswM指示通信模式的改变。

    上面的这些交互都是以函数为基础的，具体到代码里面，还是以：AUTOSAR入门-基于以太网诊断 为例子说明。

    当报文到达PduR模块的时候，PduR模块需要调用Dcm模块的代码，把报文传递给Dcm模块：PduR模块-》Dcm模块。

在AS代码上需要处理PduR模块调用过来的两个函数，在Dcm.c中：

Dcm_ProvideRxBuffer（）//开始传输报文

Dcm_RxIndication（）//传输报文完毕



6. 需求跟踪暂时不关注

7. 功能规格

功能规格规定了Dcm的软件组成，

这里先打个比方，比如到医院看病，首先有接待的部门，导医台。然后知道去哪个科室看不了就挂号。最后到你了就去科室找医生看病。Dcm主要由三部分组成：Dsl（导医台）、Dsd（挂号系统）、Dsp（科室看病），如下图所示：



查看官网文档解释如下：



翻译如下：

为了定义Dcm模块的功能，Dcm SWS将Dcm模块建模为以下子模块:

1）Diagnostic Session Layer诊断会话层(DSL)子模块:

DSL子模块负责保证与诊断请求和响应相关的数据流，监督和保证诊断协议定时，管理诊断状态(特别是诊断会话和安全)。

2）Diagnostic Service Dispatcher诊断服务调度程序(DSD) 子模块:

DSD子模块处理诊断数据流。子模块:

-通过网络接收新的诊断请求并将其转发给数据处理器。

-当数据处理器(如DSP子模块)触发时，通过网络传输诊断响应。

3）Diagnostic Service Processing诊断服务处理 (DSP)子模块:

DSP子模块处理实际的诊断服务请求(分别为子服务请求)。

下面还是以PduR发来的报文为例，进行说明

1）Dsl（导医台）负责接待

例如接收到PduR模块过来的消息后，如何处理，代码：

Dcm_ProvideRxBuffer函数
Dcm_ProvideRxBufferDslProvideRxBufferToPdur(dcmRxPduId, tpSduLength, (constPduInfoType**)pduI    nfoPtr);if (findRxPduIdParentConfigurationLeafs(dcmRxPduId,&protocolRx, &mainConnection, &conn     ection, &protocolRow, &runtime)) {if (externalRxBuffer->pduInfo.SduLength >=tpSduLength) { /** @req DCM443 */if ((runtime->externalRxBufferStatus == NOT_IN_USE)&& (externalRxBuffer->externalBufferRuntimeData->status ==BUFFER_AVAILABLE)) {           externalRxBuffer->externalBufferRuntimeData->status = BUFFER_BUSY;           runtime->diagnosticRequestFromTester.SduDataPtr =externalRxBuffer->pduInfo.SduDataPtr;           runtime->diagnosticRequestFromTester.SduLength = tpSduLength;           *pduInfoPtr = &(runtime->diagnosticRequestFromTester);           runtime->externalRxBufferStatus = PROVIDED_TO_PDUR;            ret= BUFREQ_OK;}
根据dcmRxPduId在Dcm的配置文件（scons studio生成，10中会说明）中找到对应的配置，如果externalRxBuffer没被使用，有空间，那么runtime就指向这个externalRxBuffer 最后返回OK。整个处理过程在DSL，会话层面就处理完毕了。

Dcm_RxIndication函数
Dcm_RxIndicationDslRxIndicationFromPduR(dcmRxPduId, result);  runtime->externalRxBufferStatus = PROVIDED_TO_DSD; /**@req DCM241 */if (runtime->externalTxBufferStatus == NOT_IN_USE) {          ASLOG( DCM, ("ExternalTx buffer available, we can pass it to DSD.\n"));      }      DsdDslDataIndication( // qqq: We are inside a critical section.          &(runtime->diagnosticRequestFromTester),          rotocolRow->DslProtocolSIDTable,   /** @req DCM035 */          protocolRx->DslProtocolAddrType,          mainConnection->DslProtocolTx->DcmDslProtocolTxPduId,          &(runtime->diagnosticResponseFromDsd),          dcmRxPduId);}

2）Dsd（挂号系统）负责排队分配医生

下面进入Dsd模块进行分发处理
DsdDslDataIndication  传入参数操作  dsdDslDataIndication = TRUE; //挂号成功，等待排队
把全局变量dsdDslDataIndication 置位了，在Dcm模块的轮询函数，Dcm_MainFunction(void)中
Dcm_MainFunction(void)if (dsdDslDataIndication) {       dsdDslDataIndication = FALSE;      DsdHandleRequest(); //排队到了}
进行任务分发，
DsdHandleRequestcurrentSid = msgData.pduRxData->SduDataPtr[0];if (lookupSid(currentSid, &sidConfPtr)) {  result =askApplicationForServicePermission(msgData.pduRxData->SduDataPtr,msgData.pduRxData->SduLength);if (result == E_OK) {  selectServiceFunction(currentSid);//看病}
SduDataPtr 就是UDS报文11 01：02 fd 80 01 00 00 00 06 0e 80 00 22 1101

currentSid 就是报文中的11
selectServiceFunction(uint8 sid)switch (sid){case SID_ECU_RESET:DspUdsEcuReset(msgData.pduRxData, msgData.txPduId, msgData.pduTxData);//给出治疗方案}
到这里DSD完成了分发，接下来由DSP模块进行处理

3）Dsd（科室医生）负责看病干活
DspUdsEcuResetreqResetType = pduRxData->SduDataPtr[1];switch (reqResetType)  {    caseDCM_HARD_RESET:    dspUdsEcuResetData.resetType = reqResetType;switch( DcmE_EcuReset(dspUdsEcuResetData.resetType) )        {case E_OK:            pduTxData->SduDataPtr[1] = reqResetType;           pduTxData->SduLength = 2;            DsdDspProcessingDone(DCM_E_POSITIVE_RESPONSE);break;}
reqResetType就是11 01中的01，对应DCM_HARD_RESET

DcmE_EcuReset为功能实现函数，实现Ecu的重置，如果执行成功，则填充pduTxData信息，有DsdDspProcessingDone函数，按照收报顺序的逆序再发给客户端。上面按照收诊断报文的逻辑对Dcm模块的框架进行了说明。

8. API说明

对代码的实现进行了规范，主要分为两部分：类型定义，函数定义。

类型定义，下面看一个例子：



这对代码的规范，简直到了限定死了的地步，命名，取值范围，在那个文件中定义都规定好了。可以自己在AS代码里面Dcm.h里面看看有这个定义没。

函数定义，看一个例子：



返回Dcm模块的版本号。对函数的写法，参数的写法，返回值，在那个文件中声明都规定的明明白白。

查看代码，在Dcm.c里面，实现的函数比较少（AS代码中的arccore代码比较旧实现的比较少，最新的基本都实现了，见

https://github.com/openAUTOSAR/classic-platform，可以进行移植到AS平台），我们可以对照着研究下。



下面说下AUTOSAR模块代码运行的套路：

1）首先就是初始化：Dcm_Init(void)

2）然后就是轮询执行一个函数：Dcm_MainFunction(void)

3）如果有其他模块进行交互，先接待，挂到队列上，2中轮询到了进行处理。

    例如医院看病挂号Dsl成功后，Dsd里面就是轮询一个一个的处理排队的病人，就靠的这个Dcm_MainFunction。

9. 时序图

规定了各个模块交互时候，函数按时间的调用情况，这里以收取PduR模块发来的包的情况说明：



各个模块间报文传递都需要调用三个函数

AAA_BBBTpStartOfReception：BBB发给AAA，准备接收报文

AAA_BBBTpCopyRxData：BBB发给AAA，拷贝报文

AAA_BBBTpRxIndication：BBB发给AAA，接收成功确认

10. 配置相关

    规定了配置工具也就是工具链如何实现，AS平台有自己的工具链。下面介绍下：首先看下代码里面配置相关的部分，在初始化的时候，需要用到配置DCM_Config



DCM_Config在build/posix/x86/ascore/config/Dcm_LCfg.c中定义，



这个文件里面有一个大的全局结构体变量，结构体的子项还是结构体，一时无法看懂，不急，这个变量可以通过工具配置和生成，参考：

AUTOSAR入门-AS平台工具命令和目录介绍

AS平台输入命令scons studio启动工具链，如下：



配置完毕，点击File-》Generate就可以生成c代码了。

AUTOSAR的方法论就是，工具链生成配置代码+固定的BSW代码一块参与编译，最后在板子上运行。

后记：

    再强调一遍，做下之前的实验：AUTOSAR入门-基于以太网诊断，然后自己动手打log调试，结合代码来看AUTOSAR的各个模块。另外多看几遍AUTOSAR官网文档 ，AUTOSAR的所有模块的文档都是按照这个格式写的，所以看完一个其他的模块就容易多了，后续就不吃力了。

    满满的干货，看到这里，想学AUTOSAR又不知道怎么学，或者没动力的朋友，可以抽点时间操作下了，师傅领进门，修行靠个人。

    Talk is cheap，show methe code！后续会继续更新，纯干货分享，无广告，不打赏，欢迎转载，欢迎评论交流！

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