AUTOSAR入门-Dcm模块
原创 thatway 那路谈OS与SoC嵌入式软件 2022-04-13 18:03
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：
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_ProvideRxBuffer
DslProvideRxBufferToPdur(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_RxIndication
DslRxIndicationFromPduR(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，
DsdHandleRequest
currentSid = 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
DspUdsEcuReset
reqResetType = 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：
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](http://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzUzMDMwNTg2Nw==&mid=2247483815&idx=1&sn=8603d2994641cbbb02d48ac0313d074b&chksm=fa528783cd250e9524080071c93ed2d7db49a074824f264587bd317f3fda28e746657c7161de&scene=21#wechat_redirect)
，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
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