Autosar通信栈基础：如何理解和使用Updatebit-电子工程专辑

Autosar通信栈基础：如何理解和使用Updatebit

点击上方蓝字谈思实验室

获取更多汽车网络安全资讯

随着汽车智能化发展，整车通信矩阵越来越复杂，即：不同电控单元之间需要交互的信息越来越多，这些信息通过报文（Message）传输。Message中携带的信号（Signal）最终要传递给软件的上层模块，参与算法处理，之后再将处理后的信息形成Signal发送出去。Autosar通信栈，简化示意如下：

不管车辆通信变得如何复杂，均需要确保车辆运行的安全性，而车辆是否能按照预期状态工作，离不开控制器对Signal的及时响应，所以，及时的获取Signal状态尤为重要。为了满足此需求，在Autosar的架构中，对于发送端（Sender）和接收端（Receiver）设计了不同的信号状态处理策略。其中，超时机制（Timeout）与信号更新机制（UB，Update bit）最为典型。本文，着重讨论UB相关的几点内容：

1、UB概念

2、UB在发送端的处理

3、UB在接收端的处理

4、UB对应的工程问题

除了本文，UB（Update Bits）在之前的文章已经聊过，可以参考前文《Autosar Com基于Update Bit路由功能浅谈》、《Autosar通信模块COM:Update-Bits详解》。

提示：由于Signal Group UB与Signal UB实现类似，本文侧重Signal UB的讨论。

1、UB概念

UB：表示发送端（Sender）所发送信号（Signal）/信号组（Signal Groups）数据是否有更新，如果发送端发送的Signal/Signal Groups有更新，由COM层自动置位对应的UB（=1），反之，复位UB（=0）。

为什么需要用UB位表示Signal/Signal Groups的数据有没有更新呢？假设如下场景，报文Message_A包含信号Signal_A、Signal_B等，Message_A的发送周期为10ms，而Signal_A的更新周期为30ms，示意如下：

面对如上的场景，接收端（Receiver）应当检测Sender是否更新过Signal_A的值，以便于Receiver更好的进行算法处理。因此，为了表示Signal/Signal Groups数据是否有更新，设计了UB，UB需要消耗Message中的资源。举例：设计Signal_A_UB信号用于表示Signal_A数据是否更新过。

由于UB需要消耗Message资源，因此，可以根据工程场景，对重要信号进行UB配置，对非重要信号，不配置UB，即：UB是一个选配项。同时，UB本身也是一个Signal。在如上的表述中，Sender和Receiver如何理解呢？

（一）同一网段Signal传输

如果Sender、Receiver在同一个局域网内，两者之间的信号传输如下所示：

（二）跨网段Signal传输

如果Sender、Receiver在不同局域网内，两者之间的信号传输如下所示：

2、UB在发送端的处理

如果为某个信号配置UB时，需要思考两个问题：

1、何时置位发送端的UB位？

2、何时复位发送端的UB位？

（一）何时置位发送端的UB位？

当上层软件模块（Upper Layer）需要发送Signal时，会通过RTE（Run-Time Environment）调用COM层的发送接口Com_SendSignal()/Com_SendSignaGroup()更新Signal或者Signal Group值，与此同时，COM模块自动将Signal/Signal Group对应的UB置位，示意如下：

（二）何时复位发送端的UB位？

在Autosar的架构设计中，何时复位发送端的UB信号，有三种模式供开发者选择：Transmit、Confirmation、TriggerTransmit。而这三种模式的选择，通过参数ComTxIPduClearUpdateBit配置。如何理解这三种模式呢？

1、Transmit模式复位UB

配置参数ComTxIPduClearUpdateBit = Transmit，当COM模块请求PduR模块发送接口PduR_ComTransmit()发送数据，当该接口返回E_OK时，COM模块复位UB，具体流程如下：

2、Confirmation模式复位UB

配置参数ComTxIPduClearUpdateBit = Confirmation，当Message成功发送到总线以后，从驱动层通过Callback层层向上通知，直到COM模块收到Message成功发送到总线的确认信息，COM模块复位UB，具体流程如下：

3、TriggerTransmit模式复位UB

此种模式在工程中，不多见，本文不做过多讨论。

3、UB在接收端的处理

Receiver成功从总线接收到目标Message以后，驱动层通过Callback层层向上通知，直到COM模块收到Message，PduR模块通Com_RxIndication()接口将数据通知COM某块，示意如下：

其中，接收到的UB信息在Com_RxIndication()接口中进行处理，具体的处理如下所示：

接收处理解读：

1、当Message信息层层向上传递到COM模块时，Com_RxIndication()处理UB相关操作，如果在Receiver中配置了I-PDU Callout，则程序进行Callout处理，Callout主要进行用户自定义处理。如果Receiver中未配置I-PDU Callout，则进行后续处理；

2、进行UB检查，如果UB = 0，COM丢弃UB对应的信号。如果UB = 1，程序进行后续的字节序转化（针对跨字节信号），Signal路由等操作。

提示：Autosar架构中，COM层处理Signal级别路由，PduR处理PDU（可以看作帧）的路由。

（一）Receiver何时复位UB

Receiver处理收到的UB，需要与reception deadline monitor逻辑配合处理，即：如果信号deadline超时，则对应信号的UB位需要复位（=0）。reception deadline monitor属于选配项，如果信号没有配置reception deadline monitor，则接收端接收到的UB信号值会一直保持上次的接收值。

4、UB对应的工程问题

UB看起来似乎不难，但是，当其成为通信栈的一部分时，可能会因系统工程的复杂性，而引发各种各样的问题。