[CP_AUTOSAR]_通信服务_CanTp模块（一）

1、简介及功能概述

  CanTp模块位于PDU Router和CAN Interface模块之间（详见下图），其主要目的是为了分割和重组CAN I-PDUs（CAN I-PDU，CAN 表示协议数据单元基于CAN网络，I 表示Interaction，来自于上层模块，如COM，DCM，PDU router，PDU multiplexer，对应于OSI分层模型中的Layer6 - 展示层Presentation。），这些CAN I-PDUs的消息在标准CAN模式下超出了8字节，在CANFD模式下，超出了64字节，及一帧CAN报文承载不了所有的消息。
  PDU Router会将来自于AUTOSAR COM 和 DCM模块的 I-PDUs 基于通信协议进行分发。分发路线穿过的网络系统类型（如CAN/LIN/FlexRay）则取决于I-PDU的标识符。PDU Router也能够决定传输协议是够需要使用，最终，该模块携带有网关的作用。
  CAN Interface (CanIf)模块，可以直接访问CAN总线通道，其根据ECU的硬件布置以及CAN驱动数量抽象出来。由于CanTp只能处理传输层的报文帧（比如SF，FF，CF 和 流控帧），这取决于N - PDU的ID，CanIf模块必须提交一个 I - PDU给到PDU R 或者是 CanTp。

  根据AUTOSAR基础软件架构来看，CanTp提供了如下服务：
    1、在发送方向（即应用层的数据往CAN总线上发送）可以分割数据；
    2、在接收方向（CAN总线数据往应用层发送）可以重组数据；
    3、控制数据流；
    4、对消息分割过程中，可以检测数据的错误性；
    5、发送消息的取消；
    6、接收消息的取消；

  AUTOSAR 基础软件模块规范是建立在现有规范上的，而 ISO 15765 - 2（ 更多规范细则可以参考这篇文档，点击可跳转）在汽车领域中被广泛使用，因此本文介绍的CanTp规范就是基于这篇国际规范。

2、与其它模块之间的依赖关系

2.1、CanTp 连接

  在AUTOSAR架构中，CanTp需要传输诊断（基于UDS协议，点击可跳转）和 AUTOSAR COM的 I - PDUs。因此，要求CanTp能够同时处理来自于多个模块的请求（比如，并行地对消息流的分割处理）。
  最大的同时连接数是可以被静态配置的，这无疑影响着代码生成的资源消耗和复杂程度（如CPU、ROM 和 RAM），因为这些资源（Rx 和 Tx状态机，N - PCI数据的变量等等）同时都需要被保存下来。
  为了允许用户能够在同一时间内，去选择接收或者发送的 I - PDUs，每个N - PDU的ID会根据CanTp “connection channel”内部分配完成。由于 “connection channel” 无法从外部访问，所有在传送N - PDU的重要信息（比如，“connection channel” 数量，超时，地址格式等等）都会被链接到 N - PDU 的ID中。

2.2、CanTp 交互

  下图展示了CanTp模块与PduR、CanIf 模块之间的交互关系。
  PduR模块通过CanTp模块提供的接口来进行数据的发送和传输。CAN N-SDU 的 ID 是一种固定的数据结构，其描述了 CAN N-SDU 一些属性信息，比如发送还是接收的报文、地址格式或者是一些其它的属性。
  在《[CP_AUTOSAR]_分层软件架构_接口之通信模块交互介绍》一文中，介绍了PDU在不同通信层中的发送和接收过程，结合下图再具体展开：
  被上层传输的数据是属于当前层的SDU，PDU由上层传递到下层，并且PDU也作为了下层的SDU。
  在传输数据的方向上：PduR准备好要发送的数据（可能来源于DCM或者COM模块），传递给下层 CanTp 模块，该协议数据单元对于 CanTp 来说是N - SDU（N表示网络层）， CanTp 模块加上协议控制信息（N - PCI）之后，变为 N - PDU；CanTp 继续往下发送给 CanIf 模块，该协议数据单元对于 CanIf 来说是L - SDU（L 表示逻辑链路控制层），CanIf 模块是ECU的硬件抽象，可以调用Can Drivers的接口直接发送到CAN总线上，此时，完成数据的发送。
  在接收数据的方向上：CanIf 模块是ECU的硬件抽象，可以调用Can Drivers的接口直接接收到CAN总线上的数据，CanIf 将此 L - PDU 接收传递给 CanTp ，CanTp 去除报文中包含的N - PCI信息，转为 N - PDU，并发送给 PduR。此时，完成数据的接收。

2.3、处理模式

  AUTOSAR 通信栈支持 polling 和 事件触发两种模式，因此每个通信层基于不同的机制，可以接收来自于底层的消息并且传递给上层不同的消息。

2.4、数据一致性

  为了优化通信栈，AUTOSAR限制了CAN Transport Layer的缓存容量，因此，CanTp将N-SDU的数据载荷直接从上层（DCM、COM、PduR）复制到CAN驱动程序，反之亦然。为了保证数据传输过程的一致性，上层需要遵守以下规则：
  1、在发送时，从请求发送到发送确认时，N-SDU 数据载荷需要保持不变；
  2、在接收时，从请求接收到接收显示时，N-SDU 数据访问会被上锁；

2.5、静态配置

  在运行时，CanTp 模块必须具备有管理传输连接的所有信息，因此在静态配置的时候，以下的属性参数必须有：
  1、CAN N-SDU 的数量；
  2、每个 CAN N-SDU 的ID；
  3、每个 CAN N-SDU 的传输方向（Tx or Rx）；
  4、每个 连接的地址格式（普通、扩展、混合的11bit 或者是混合的29 bit）依赖于：

2.6、PDU Router服务

  CAN Transport Layer使用 PDU Router 的回调函数来拷贝传输数据，并且去确认传输。去初始化接收，拷贝接收的数据，显示消息的接收。以下是 PDU Router模块的接口函数：

  更多关于 PDU Router 模块规范的接口函数的信息可以参考《AUTOSAR_SWS_PDURouter》文档。

2.7、CAN Interface服务

  CAN Transport Layer使用如下 CAN Interface 模块的服务来发送 CAN N-PDUs：
    CanIf_Transmit
  更多关于CAN Interface 模块规范的接口函数的信息可以参考《AUTOSAR_SWS_CANInterface》文档。

   更多内容可参考 CP_AUTOSAR_总目录，点击可跳转