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Autosar COM Stack系列介绍01_一文看懂各层PDU

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本文框架

  • 1. 概述
    • 1.1 缩写
  • 2. OSI模型在Autosar中应用
  • 3. 各层PDU介绍
    • 3.1 L-PDU
    • 3.2 N-PDU
      • 3.2.1 N_AI
      • 3.2.2 N_PCI
    • 3.3 I-PDU

1. 概述

在学习Autosar通信栈时中会遇到关于PDU的各种缩写,例如,L-PDU,N-PDU,I-PDU还有SDU等,它们分别是什么含义?相互之间有什么联系?与OSI的七层通信模型又是怎么对应的?
理清楚这部分内容对通信部分的学习非常重要,本篇就来跟大家一起学习下。
如下附上一张Autosar通信示意图,大家先有个宏观印象。
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1.1 缩写

PDU:Protocal Data Unit,协议数据单元;
L-PDU:Data Link Layer PDU,数据链路层PDU;
N-PDU:NetWork Layer PDU,网络层PDU;
I-PDU:Interaction Layer PDU,数据交互层PDU;
SDU:Service Data Unit,服务数据单元”的缩写,是由上层传递的数据,带有传输数据的请求。在由下层接收之后提取并传递到上层的数据也是如此;
PCI:Protocol Control Information,协议控制信息,如单帧,首帧,流控帧,连续帧等信息。

2. OSI模型在Autosar中应用

OSI通信模型包括七层,分别是:
物理层,数据链路层,网络层,传输层,会话层,表示层及应用层,各层对应的作用如下表:
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对比OSI模型,AUTOSAR规范未严格按照OSI模型并将其划分为:物理层数据链路层网络层交互层,各层与PDU之间的交互关系如下图:
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3. 各层PDU介绍

各层PDU对应的层级及关联的AUTOSAR模块如下:
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3.1 L-PDU

L-PDU即数据链路层PDU,由ID数据长度数据组成,在以CAN通信为例,在CAN Driver接收总线上传来的信号电平之后生成L-PDU,L-PDU传输至CANIf
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data Structure即需要发送的信息,用一个结构体表示,结构体里包括数据存储起始位置(指针)及数据长度。

typedef  P2VAR(uint8, TYPEDEF, AUTOSAR_COMSTACKDATA) SduDataPtrType;
typedef uint16 PduLengthType; typedef struct
{SduDataPtrType SduDataPtr;PduLengthType SduLength;
} PduInfoType;

PCI即协议控制信息,PCI由传输侧的协议层添加,并且在接收侧再次移除

3.2 N-PDU

N-PDU即网络层PDU,在TP层与If层之间传输,其组成:N_AI + N_PCI + N_Data
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根据N_PCI类型的不同可分为单帧/首帧/连续帧/流控帧。

3.2.1 N_AI

该参数指的是地址信息用于识别网络层的对等通信实体,总的来说,N_AI参数用于确定信息发送者和接收者的源地址(N_SA),目标地址(N_TA),也包含功能/物理寻址类型(N_TAtype)和可选择地址扩展(N_AE)的通信模式。

在N_SDU中接收到的N_AI信息——N_SA、N_TA、N_TAtype、N_AE)——应被复制并包含在N_PDU中。如果在N_SDU中接收的消息数据(<MessageData>和<Length>)太长,以至于网络层需要分段来传输完整的消息,N_AI应被复制并包括(重复)在传输的每个N_PDU中。

3.2.2 N_PCI

N_PCI即协议控制信息,包括PCItype(帧类型:单帧/首帧/连续帧/流控帧),PCI由传输侧的协议层添加,并且在接收侧再次移除。
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网络层对等实体间传输的示意:
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3.3 I-PDU

交互层PDU,一般而言对于应用信号类型的通信由xxxIf层与PduR直接交互,对于诊断大数据类型需要经过Tp层中转为N-PDU后再打包重组成I-PDU,即I-PDU = x*N-PDU,x>= 1。