【AutoSAR 十二 模式管理】

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1. 术语描述

每个不同的ECU要完成的功能都不太一样，所以我们的底层BSW需要根据我们的上层功能需求做出相应的实时调整。

• 这个调整的动作我们称为Action；
• 什么时候调整、怎么触发这个调整的机制我们称为Rules。

在BSW层中，当满足一些规则（Rules）的时候，执行相应的动作（Action），这就是模式管理

• Mechanisms for notification: 通知机制
• Service requests for mode changes：模式切换
• Mode arbitration： 模式仲裁。
• Mode control： 模式控制。

2. BswM

BswM就是一个基于Rules的服务模块，主要工作根据制定的Rules，执行相应的Action。

对Rules的评估是可以有两种形式的：立即 和 延迟

• 立即：当然就是被call了之后立马开始了
• 延迟：在被call之后，需要执行到BswM_MainFunction()这个函数的时候，才开始，所以会有一定的延迟

2.1 ESH （ECU State Handing）

2.2 Module Initialization

• Module Initialization： 这个是在OS启动之后，在BswM初始化各BSW模块的时候，使用的初始化流程。也就是OS启动之后，进入了Init Task，然后在这个Taks中会初始化BswM和BSW各模块
• Initialization： 这是在OS启动之前，初始化一些运行OS必要的初始化配置，一般是初始化一堆Memory。其实，MCU模块、DIO模块和PORT模块这些驱动的初始化也是可以放在这里的.

3. EcuM

EcuM就是管理Ecu状态的

EcuM其实有两种定义：Flexible（灵活的）和Fixed（固定的），一般来说我们使用的都是Flexible的方式，Fixed一般会用在AutoSAR 3.x上。

3.1 Ecu上下电流程

上电流程

1. 上电： 首先是由cstart.c这样的引导代码，引导CPU跳入main()函数。然后在main()函数中做OS的初始化准备
2. 预启动OS： 在预启动的阶段，会进入EcuM_Init，在这里面会做一些Error的判断，最后就是启动OS了
3. 启动OS之后： 启动OS之后，会进入到一个Task中，被称为Init Task，这里会调用EcuM_StartupTwo()函数，在这个函数中主要做了SchM和BswM的初始化，并且在这里就通过BswM可以将ADC、PORT等这些底层的驱动模块都初始化了
4. 启动BswM之后： 启动BswM之后就算是完成了Startup的阶段，然后会进行Rte_Start()，之后就进入了UP的阶段了，算是可以正常运行了

下电流程

1. BswM通知EcuM下电： 最关键的就是EcuM_GoDown()这个函数，当调用之后，就进入到EcuM的下电流程了
2. 预关闭OS： 这里面就是做一些Deinit的操作，然后设置一下下电的设置，最后关闭OS
3. 关闭OS： 这里会调用一个ShutDownHook()，来让用户处理关闭OS的一些定制工作
4. 关闭OS之后： 这里会依据不同的下电需求（直接关机还是重启），进入到不同的动作中去

睡眠（Sleep）

因为睡眠模式一般是为了节能。进入睡眠会有两种模式：Poll或Halt，就是不断循环或停止的模式。

1. 准备睡眠： 就是GoSleep阶段，先使能唤醒源，然后指定唤醒源当前的状态，最后GetResource，这之后将由EcuM接管。详细可见下面的图片：
   
2. 进入睡眠： 睡眠有两种状态：
   • 进入Poll的话：先设置MCU状态Mcu_SetMode(ECUM_SLEEP…)，然后执行EcuM_Mainfunction，进入后就是激活唤醒源，然后不断的检查是否被唤醒了
   • 进入Halt的话：先设置Global Suspend，然后生成Ram Hash，接着设置MCU状态Mcu_SetMode(ECUM_HALT…)，然后Global Restore使得全局恢复。如果在Halt下想要唤醒，需要检查Ram Hash
3. 唤醒： 首先设置MCU状态Mcu_SetMode(ECUM_NORMAL…)，然后禁止唤醒源，接着重启各类底层驱动，最后就是RelsaseResource，唤醒之后由BswM接管。详细可见下面的图片：

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4. 网络管理

AutoSAR的网络管理（Network）是通过网络管理报文（NM Message）实现的，主要分为三大模式：
• 网络模式（Network Mode）
• 预睡眠模式（Prepare Sleep Mode）
• 睡眠模式（Bus-Sleep Mode）

5.1 Network Mode

5.1.1 Repeat Message State（帧重复状态）

当ECU上电后通信网络会自动进入Bus-Sleep状态，然后通过唤醒源唤醒后进入Network Mode的Repeat Message State中。
当进入Repeat Message State后，会根据设定按照一定的周期重复的发送一系列的NM Message，目的是告诉其他的节点，我当前的节点被唤醒了。
• 主动进入就是我的节点因为有报文要发送，需要激活我的通信网络来发送报文，就要主动进入Repeat Message State。
• 被动进入就是因为其他节点进入后发送了一系列重复的NM Message，而收到这些NM Message的节点就被动进入了。

• 当进入Repeat Message State后，会开启一个计时器T_NM_TIMEROUT，这个计时器在发送或收到一帧NM Message的时候会自动清零。
• 当计时器处在Normal State或Ready Sleep State下的时候如果超时就会进入到Prepare Sleep Mode，也就是触发进入Prepare Sleep Mode的条件

5.1.2 Normal State（正常运行状态）

在正常模式下，NM Message也会周期性的发送，防止T_NM_TIMEROUT超时。
每次发送NM Message就会更新T_NM_TIMEROUT。当这时ECU不再准备发送和接收数据后，就可以进入到Ready Sleep State。
Ready Sleep State不再发送NM Message。

5.1.3 Ready Sleep State（准备睡眠状态）

在Ready Sleep State下，还有其他节点会发网络管理帧保持网络唤醒，此时ECU处于等待进入Prepare Sleep Mode，T_NM_TIMEROUT仍然会因为NM Message而清零。所以这样的结果就是，当网络上所有的ECU发出了最后一帧NM Message（之后没有ECU再发送NM Message），大家都同步清零T_NM_TIMEROUT，如果设置的T_NM_TIMEROUT相同，会同步进入Prepare Sleep Mode阶段。

5.2 Prepare Sleep Mode

到这个阶段的时候，就是等待，让所有的节点有时间结束网络活动，所有的总线静默。然后在等待T_WAIT_BUS_SLEEP时间后，所有节点进入Bus-Sleep Mode

5.3 Bus-Sleep Mode

当ECU上电后会默认进入Bus-Sleep Mode，而且网络其实是在不断的试图进入到Bus-Sleep Mode中，但是由于有NM Message在总线上的传输，所以才能保留网络模式不进入Bus-Sleep Mode中。

大家可以想象成看门狗，NM Message就是不断的喂狗，一旦没有NM Message，就进Bus-Sleep Mode

5. ComM 通信管理模块

ComM就像一个通信的总开关，它可以管住CAN、LIN和以太网等相关的通信网络。

三种状态：

•	Full Communication（全通信）
•	Silent（静默状态）
•	No Comunication（不通信）

ComM可以通过NM（Network Manager）去保持network的唤醒，同时也可以通过SM（State Manager）去激活通信，总而言之就像一个通信的总管。

唤醒源：

- 内部唤醒
- 外部唤醒

5.1 内部唤醒

5.2 外部唤醒

如果被外部唤醒，NM会进入被动状态（Passive）。然后当ComM进入Full Communication后也会默认往Ready Sleep状态里面去跑，不会去保持Network的唤醒状态

6. CanSM

CanSM主要是管理ECU内部的CAN节点的状态。

CanSM就是针对ECU的CAN功能的状态管理（覆盖到CanIf层），也就是可以控制芯片内置的CAN外设或者芯片外置的CAN收发器的状态

7.状态关联

1. 只有当EcuM处于UP状态下才能保持ComM的Full Communication状态和Slient状态
2. ComM能全权负责本ECU的通信状态，也就是管理SM模块，但是Network的状态不光是本ECU有关，还和其他的ECU有关，所以ComM 对NM是有一定的协调作用，并非全权管理 。