简单学下汽车电子（刚入门四小时）

 

前导学习

AUTOSAR笔记：AUTOSAR基础（一） - 明明1109 - 博客园

• 统一标准：为给各厂商提供一个开放的、通用的平台；
• 分散实现：要求软件系统高度的层次化和模块化，同时降低应用软件与硬件平台间的耦合；
• 集中配置：不同模块可由不同公司完成，但想要完成最终系统集成，必须将所有模块的配置信息以统一格式集中整合并管理，从而配置生成一个完整的系统。

 

上下层无关，每层只能使用下一层所提供的接口，并向上一层提供相应的接口：

应用软件层包含若干软件组件（Software Component，SWC），软件组件间通过端口（Port）进行交互。每个软件组件可包含一个或多个运行实体（Runnable Entity，RE），运行实体中封装了相关控制算法，可由RTE事件触发。

ASW : SWC : RE = 1 : n : n * m

简单来说就是

应用层生成了系统描述，依赖运行时环境的下层基础软件层所提供的功能（应用层只能通过运行时环境提供的接口）

  BSW只有功能，没有映射到ECU或者其他东西

 

 软件组件之间：

数据和端口

内部

 这个初学最重要，标识自己要中间要干的事情，具体如何干，可以问人，可以看书，可以看视频

 

案例：非常重要

AUTOSAR笔记：AUTOSAR系统解决方案示例（二） - 明明1109 - 博客园

案例-->生成系统描述和软件的（matlab similink） -->Embedded Coder（之前学习欧拉电子的foc，虽然也没认真学，生成代码也用到这个工具）

法二：自上而下，然后swc再用matlab导，再到导，导就完了，开导，一天十导

AUTOSAR笔记：AUTOSAR软件组件级设计与开发（三） - 明明1109 - 博客园

之后就是配置其他的代码（看情况，没做过）

AUTOSAR系统描述

 

• Signals And Signal Groups: 信号和信号组

  •  Interaction Signals: 交互信号。这是通信的最小原子单位，代表了有业务含义的数据，比如 VehicleSpeed (车速), EngineRPM (引擎转速)。这里会定义每个信号的名字、数据类型（如 uint16）、长度（如 12 bits）等。

  • System Signals: 系统信号，与 Isignals 类似，有时用于区分系统级和 ECU 内部的信号。

  • Signal Groups: 信号组。可以将多个逻辑上相关的信号组合在一起，作为一个整体进行处理，可以保证这些信号的原子性（要么都更新，要么都不更新）。

•  Protocol Data Units: 协议数据单元。

  • I-PDUs (Interaction PDUs): 交互层 PDU。你可以把它想象成一个**“集装箱”。这个配置项定义了有哪些集装箱，以及每个集装箱里装了哪些信号 (Signal)。比如，一个名为 信号打包 (Signal Packing)** 的过程。

  • N-PDUs (Network PDUs): 网络层 PDU。它直接对应一个网络帧的数据部分，比如一个 CAN 帧的 8 字节数据区。

• Frames: 帧。

  • 这里定义了物理总线上的具体报文帧。比如，一个 CAN Frame 会定义它的 CAN ID (报文ID)、周期、数据长度等。

  • 最关键的配置是：一个 Frame 包含哪一个 N-PDU。

• Ecus: 电子控制单元。

  • 这里会列出网络中的所有 ECU，比如 EngineControlUnit, BodyControlModule。

• Networks: 网络。

• 这里定义了车内有哪些物理网络总线，比如 CAN_BUS_1, LIN_BUS_2, Ethernet_Backbone。

创建系统描述的方法：

略

BSW

有了系统描述如何生成BSW配置   DBC啥？

 

 

 建立了复杂的引用，但是更具体的描述没生成，需要我们去配置

 

Lin：

参考博文与视频，本文只是提取 精炼，个人喜好，如深入探索请看此下博文，讲的非常详细

【LIN总线】LIN总线传输协议 - Emma1111 - 博客园

chapter8-LIN网络通信_哔哩哔哩_bilibili（不清晰啊）

数据帧：

 

 同步间隔段：

同步段：

同步段用于同步的基准时钟为主机节点的时钟。

从机调整

位速率：(t7 - t0)/8 ,然后可得基准时钟

pid场：

 除去起始位和停止位校验位就是帧id

根据帧ID的不同，将报文分为信号携带帧、诊断帧、保留帧

数据场：

根据id来分有两种数据类型信号和诊断。总线上的数据以广播形式发出，任何节点都可收到，只有一个发布点。

校验段：

 

调度表

规定了总线上帧的传输次序以及传输时间。调度表位于主机节点

单个情况：

获取调度表入口位置后循环执行

多个情况：

依次序执行，特殊情况如事件帧，某个调度表时发生中断，跳到另一个调度表后再返回 问题，如何在一个一个调度表结束，获取下一个调度表的位置呢？为啥不做成一个大的调度表呢？？？

 

主机状态机：

 

从机状态机

 从机任务负责发布或者接听帧的应答状态，包括连两个状态机：同步间隔段与同步段检查器、帧处理器

同步间隔段与同步检查器:

从空闲:

等待接收同步间隔/同步段序列 --> 活动状态（成功与否都汇报给空闲状态）

从活动状态:

接收受保护ID根据保护id来判断情况：

错误ID-->exit

接收应答：

接收数据

 

发送应答

发送数据

统一校验和

 

如果数据发送和接收没一次接受完（看ecu处理）则状态机不会变化，成功就跳转空闲状态

lin通信 在autosar 所经历的模块

发送：

RTE层-->com模块(打包)-->pdu roUter --> com（解析pdu的信号）-->RTE-->SWC

（这个图不是很直观锕）

SWC 通过 RTE 发送信号 -->

RTE 调用 AUTOSAR COM 模块进行打包 -->

PDU Router 进行路由 --> 

CAN TP (可选) 和 CAN Interface (CAN IF) 处理-->

硬件发送

 

实际操作：

视频看不清

 

Debug：

如果我入行经历项目再说

其余的一些帮助理解的图

 

 

 

CAN:

https://blog.csdn.net/sishuihuahua/article/details/88239465

信号表示：

差分信号，有一个can 收发器 把逻辑信号转化为差分信号

(主要数据帧)

数据帧：

只介绍仲裁段：Client id

仲裁段的内容主要为本数据帧的ID信息。数据帧分为标准格式和扩展格式两种，区别就在于ID信息的长度：标准格式的ID为11位；扩展格式为29位。在CAN协议中，ID决定着数据帧发送的优先级，也决定着其他设备是否会接收这个数据帧。

在stm32中中can有过滤器这个结构，列表和掩码

在设置过滤器结构体的，id需要移位对应寄存器（这个看这个文章CAN通信知识梳理及在Stm32上的应用（HAL库） - xiondun - 博客园）暂时看这个，没讲设置，但是给了参考代码

 硬件和软件结构

物理框图

 CAN收发器的方案有两种，一是使用CAN收发IC（需要加电源隔离和电气隔离），另一种是使用CAN隔离收发模块。推荐使用第二种

 CAN控制器是CAN的核心元件，它实现了CAN协议中数据链路层的全部功能，能够自动完成CAN协议的解析。CAN控制器一般有两种，一种是控制器IC（SJA1000），另一种是集成CAN控制器的MCU（LPC11C00）

控制器内部图：

CAN应用层协议有： CANOpen、DeviceNet、J1939、iCAN等

 

在autosar 中

signal --> signal被pdu收纳 --> pdu被com贴标签 -->pdu router --> can interface can if--> can driver

总线 --> mailbox --> pdu router --> outside com模块(解包) 

 

以太网

STM32之LWIP网络协议栈移植_stm32 lwip-CSDN博客 

基于STM32F407MAC与DP83848实现以太网通讯一（STM32以太网（ETH）外设） - fyxs - 博客园

如何配置以太网：

RMI/MI ：

 

SMI（MDC / MDIO）：

 phy：

 phy

模式配置

 这里有寄存器，通过SMI接口配置，有地址 6.6.1.1有说明（太复杂了），只需要掌握看包就行。

MAC配置

库

STM32F4x7_ETH驱动库文件在我们下载的STSW-STM32070的STM32F4x7_ETH_LwIP_V1.1.0-Libraries-STM32F4x7_ETH_Driver。

stm32f4x7_eth_conf_template.h：修改phy地址寄存器，ETH外设需要用到延时函数

mac控制器引脚配置（有参考代码）

配置ETH_MACDMA以太网接口（dp83848.c

配置ETH中断和中断处理函数（这里有点复杂，没看代码，难看）

接收回调函数与发送函数

DMA配置（描述符链表有些没看懂，好累）

DMA描述符

DMA描述符链表

LWIP移植:

cubemx内置LWIP

 

应用层：

传输层：

网络层：

数据链路层：

物理层

汽车内的设备：

一文入门车载以太网， 不看可惜！

域控制器 （MCU或者arm高性能芯片（跑安卓））：

智能座舱域控制器:负责处理仪表盘、中控娱乐屏、空调控制等。它会大量使用 SOME/IP 来提供服务，并使用 AVB/TSN 来接收摄像头的视频流并显示

智能驾驶域控制器:负责处理来自摄像头、雷达、激光雷达的传感器数据，并执行融合、规划、控制算法。它既是 AVB/TSN 数据的消费者，也可能通过 SOME/IP 发布车辆控制指令

车身域控制器:控制车门、车窗、车灯等。可能会使用 SOME/IP 或更传统的 CAN/LIN

传感器:

车载摄像头 : 越来越多的摄像头（特别是环视、前视摄像头）直接通过以太网输出视频流，它们是 AVB/TSN 协议的主要使用者。

雷达 (Radars) 和 激光雷达 (LiDARs): 高分辨率的 4D 雷达和激光雷达产生的数据量巨大，也越来越多地采用以太网进行传输。

网关与交换机 

中央网关 

作用: 这是整车网络的核心交通枢纽。它连接了车内所有的通信总线（多路以太网、多路 CAN、LIN、FlexRay 等）。

功能:

路由: 在不同的 IP 子网（不同域）之间路由 IP 包。

协议转换: 在以太网和 CAN/LIN 总线之间转换报文。例如，将一个来自以太网的 SOME/IP 服务调用，转换成一条 CAN 报文发送给车身控制器。

车载以太网交换机

作用: 就像办公室里的交换机一样，它负责在同一个以太网子网内转发以太网帧。

特点: 车载交换机是专用的，需要支持 AVB/TSN 的时间同步和流量调度功能，并且要满足车规级的温度和振动要求。它们通常被集成在域控制器或中央网关内部。

设备接入交换机和网关，在这定义了三层结构，依赖了于MAC 和IP地址

 

应用层

SOME/IP

代车载网络的核心应用协议。它让 ECU 之间的通信从发送原始的 CAN/以太网报文，升级为调用远程服务  和发布/订阅事件

DoIP

基于 IP 的诊断。它定义了如何将 UDS (统一诊断服务) 协议封装在 TCP 包里，从而实现通过以太网对车辆进行高速诊断。

UDP-NM

UDP 网络管理。负责协调网络上各个 ECU 的睡眠和唤醒，以降低整车功耗

Service Discovery

服务发现。通常是 SOME/IP 的一部分。它允许 ECU 在启动时动态地广播自己能提供哪些服务，并发现网络中其他 ECU 提供了哪些服务。

 

DHCP：自带获取IP地址,

ICMP：ping网络的

ARP：通过ip地址获取目标MAC地址，先看本地有没有

 

AVB (IEEE 1722 / IEEE 802.1AS) 音视频桥接，是 TSN (时间敏感网络) 的一部分。这是一套特殊的协议，用于在以太网上保证低延迟、高同步的音视频流传输（如摄像头、麦克风）

 

IEEE Ethernet 这一层负责在同一个局域网 (子网) 内的通信。它将上层（IP层）传下来的数据包，打包成一个以太网帧 (Ethernet Frame)。这个“帧”就像一个快递包裹，上面贴着目的 MAC 地址和源 MAC 地址。

依赖谁被：以太网 PHY 以太网 MAC 网络变压器 

 

网络管理

理由：功耗管理

唤醒源

本地唤醒，网络唤醒和RTC唤醒

 

 autosar nm can nm udp nm lin nm

我们所要做的：转换关系和转化参数配置的

以CAN网络报文：可以系统定义阶段，把一帧报文定义为网络报文

 

 

 

 

J19939

引入：signal 8字节，发送17字节如何处理？？？  引入网络传输，对数据重组和发送无感。

 

AUTOSAR ECU 休眠与启动

 

 

Flexible 模型: 是一个高度概括的、简化的状态机模型。它描述了 ECU 从上电、运行、休眠到下电的宏观生命周期。

 

Fixed 模型: 是一个非常详细的、符合 AUTOSAR NM 规范的状态机模型。它精确地定义了网络管理中睡眠和唤醒的每一个子步骤，包括唤醒验证、多级睡眠等，更贴近真实的实现细节。

分析代码(略)

学了四个多小时

还有十二个