读懂AUTOSAR规范，之CanIf 发送缓冲（带实例代码）

1. General behavior一般行为

在CanIf范围内，传输过程始于调用CanIf_Transmit()，并在调用上层模块的回调服务()时结束。在传输过程中，CanIf、CanDrv和CAN邮箱应共同将要传输的L-PDU仅存储一次在单个位置。根据传输方法，这些位置可以是：
• CAN硬件传输对象或
• 如果启用了传输缓冲，则为CanIf内的传输L-PDU缓冲区。

对于触发传输，CanIf只需存储给定L-PDU的传输请求，而不是其数据。当HTH再次空闲时，数据将通过触发传输函数及时获取。请求传输的单个Tx L-PDU永远不应存储两次。这种行为对应于CAN网络上定期通信的通常方式。
如果启用了传输缓冲，则如果CanDrv在传输请求时拒绝了Tx L-PDU，CanIf将在CanIf Transmit L-PDU缓冲区（CanIfBufferCfg）中存储它。

基本上，CanIf中用于缓冲Tx L-PDU的整个缓冲区由一个或多个CanIfBufferCfg（请参见CanIfBufferCfg）组成。每个CanIfBufferCfg分配给一个或多个专用的CanIfBufferHthRef（请参见CanIfBufferHthRef），并可配置为缓冲一个或多个Tx L-PDU。但是，如上所述，在CanIfBufferCfg的总数中，每个Tx L-PDU只能缓冲一个实例。

当对应的Tx L-PDU的配置设置中启用了传输缓冲时，CanIf在L-PDU传输期间的行为与未启用传输缓冲时不同。如果禁用传输缓冲并且向CanDrv发出的传输请求失败（CAN控制器邮箱正在使用，BasicCAN），则L-PDU不会复制到CAN控制器的邮箱中，CanIf_Transmit()返回值为E_NOT_OK。如果启用了传输缓冲并且传输请求发送失败，则根据CanIfTxBuffer配置，L-PDU可以存储在CanIfTxBuffer中。在这种情况下，尽管无法执行传输，API CanIf_Transmit()返回值为E_OK。在这种情况下，CanIf通过CanIf_TxConfirmation()回调处理L-PDU的未完成传输，上层模块无需重试传输请求。

可用的传输CanIf Tx L-PDU缓冲区的数量可以完全独立于在CAN网络描述文件中定义的用于该ECU的已使用传输L-PDU的数量进行配置。
根据[SWS_CANIF_00835]，Tx L-PDU通过CanIfBufferCfg配置容器（请参见CanIfBufferCfg）引用HTH。即使不需要传输缓冲，这也是有效的。在这种情况下，CanIfBufferCfg的缓冲区大小（请参见CanIfBufferSize）必须设置为0。然后，CanIfBufferCfg配置容器仅用于引用HTH。

2. Buffer characteristics缓冲区特性

CanIfTxPduBufferRef、CanIfBufferCfg、CanIfBufferHthRef和CanIfBufferSize描述了可能的CanIfBufferCfg配置。

2.1.将L-PDU存储在发送L-PDU缓冲区中

CanIf仅在CanDrv在调用Can_Write()时返回CAN_BUSY（参见[SWS_CANIF_00381]）时，尝试将新的发送L-PDU或其发送请求仅存储在发送L-PDU缓冲区中。（参考如下代码实例）

//CanIf_TxConfirmation函数
 
if((lCanRetVal == CAN_BUSY))
{
       /*如果启用了传输缓冲，当CanDrv在传输请求时拒绝了一个Tx L-PDU时，CanIf会将其存储在一个CanIf传输L-PDU缓冲区（CanIfTxBuffer）中。*/
    #if(CANIF_PUBLIC_TXBUFFERING == STD_ON)
    /*  CanIfTxBuffer的缓冲区大小配置为大于零。*/
    if((lTxPduConfig_pst->CanIf_TxBufferConfigPtr->CanIfBufferSize) > 0)
    {
        /* 进入临界区。 */
        SchM_Enter_CanIf_TxBufAccessNoNest();               /*RR*/
        lCanIf_TxPduId_temp = Pdu_temp.swPduHandle;
        /*[SWS_CANIF_00183]*/
        (void)CanIf_WriteTxBuffer(lCanIf_TxPduId_temp, Pdu_temp);
        /* 离开临界区。 */
        SchM_Exit_CanIf_TxBufAccessNoNest();
}
#endif

这段代码片段来自函数'CanIf_TxConfirmation'，它检查写CAN硬件对象（Can_Write()）的返回值`lCanRetVal`是否等于`CAN_BUSY`。如果是，它会检查是否启用了传输缓冲（`CANIF_PUBLIC_TXBUFFERING == STD_ON`）。如果启用了缓冲并且缓冲区大小大于零，则进入一个临界区（`SchM_Enter_CanIf_TxBufAccessNoNest()`）并使用`CanIf_Prv_WriteTxBuffer()`函数将传输PDU（`Pdu_temp`）写入传输缓冲区。然后退出临界区（`SchM_Exit_CanIf_TxBufAccessNoNest()`）。，

[SWS_CANIF_00063]  如果启用了参数CanIfPublicTxBuffering（参见CanIfPublicTxBuffering），CanIf应支持在CanIf中对BasicCAN传输的CAN L-PDU进行缓冲。

注意：在mcal中配置CanHardwareObject时要配置发送邮箱为Basic类型才可以启用CanIf的发送Buffer。

[SWS_CANIF_00849]  对于动态发送L-PDU，还必须将CanId存储在CanIfTxBuffer中。
[SWS_CANIF_00381]  如果启用了发送缓冲（参见[SWS_CANIF_00063]），并且对于配置为直接传输的PDU，调用Can_Write()返回CAN_BUSY，则CanIf应检查是否可以将通过Can_Write()请求传输的CanIf Tx L-PDU缓冲在CanIfTxBuffer中。
当调用Can_Write()返回CAN_BUSY时，表示CanDrv拒绝了L-PDU的请求传输（参见[1]），因为在传输请求（Tx请求）时没有可用的空闲硬件对象。
[SWS_CANIF_00895] d 如果被拒绝的数据长度超过配置的大小，CanIf应：
• 缓冲配置数量的数据并丢弃其余部分
• 并向DET的Det_ReportError服务报告开发错误代码CANIF_E_DATA_LENGTH_MISMATCH。
[SWS_CANIF_00881]  如果启用了发送缓冲（参见[SWS_CANIF_00063]），并且对于配置为触发传输的PDU，调用Can_Write()返回CAN_BUSY，则CanIf应检查是否可以将通过Can_Write()请求传输的发送请求缓冲在CanIfTxBuffer中。
[SWS_CANIF_00835]  当CanIf检查是否可以缓冲CanIf Tx L-PDU或发送请求（参见[SWS_CANIF_00381]、[SWS_CANIF_00881]）时，只有当CanIf Tx L-PDU分配给配置了大于零的缓冲区大小（参见CanIfBufferSize）的CanIfBufferCfg时，才能进行缓冲。
任何CanIfTxBuffer的缓冲区大小只有在启用发送缓冲时才可配置大于零。此外，只有当CanIfTxBuffer未分配给FullCAN HTH（参见CanIfBufferSize）时，单个CanIfTxBuffer的缓冲区大小才可配置大于零。（参考代码实例）

[SWS_CANIF_00836]  如果可以缓冲CanIf Tx L-PDU或发送请求，因为已分配的CanIfTxBuffer的缓冲区大小大于零（参见[SWS_CANIF_00835]），则如果CanIf Tx L-PDU或发送请求尚未在CanIfTxBuffer中缓冲，则CanIf应在已分配的CanIfTxBuffer的空闲缓冲元素中缓冲CanIf Tx L-PDU或发送请求。（参考代码实例）

/*[SWS_CANIF_00836]*/
/*在SDU缓冲区中搜索空闲位置。*/
CanIf_GetFreeTxBufferIndex(&lSduWriteIndex, lTxBufferConfig_pst);
/*获取CanId队列缓冲区的下一个索引。*/
CanIf_Prv_TxBufferRam_ast[lBufferId].last_index = (((CanIf_Prv_TxBufferRam_ast[lBufferId].last_index) + 1u)&(0xFFu));
 
lCanIdWriteIndex = CanIf_Prv_TxBufferRam_ast[lBufferId].last_index;
/*如果队列已满，则将缓冲区状态设置为CANIF_TXBUFFER_FULL。*/
if(lCanIdWriteIndex == ((lBufferSize - 1u)&0xFFu))
{
    CanIf_Prv_TxBufferRam_ast[lBufferId].bufferstatus = CANIF_TXBUFFER_FULL;
}
/*将要写入数据的SDU缓冲区索引存储起来。*/
(lCanIdBuf_p + lCanIdWriteIndex)->BufferIndex  = lSduWriteIndex;
/*设置已经被PDU占用的SDU缓冲区索引的标志。*/
*(lDataBuf_p + ((lSduWriteIndex)*(lDataMaxLen+1u)) + 0u)          = 0x00u;
/*设置此PDU已经被缓冲的标志。*/
CanIf_Prv_TxPduRam_ast[CanIfTxSduId].pdu_buffered_flag = TRUE;

这段代码片段来自函数'CanIf_TxConfirmation'，用于在SDU缓冲区中查找空闲位置，并将数据写入该位置。具体实现包括以下步骤：

调用CanIf_GetFreeTxBufferIndex函数，获取SDU缓冲区中下一个可用的位置。
更新CanId队列缓冲区的下一个索引。
如果队列已满，则将缓冲区状态设置为CANIF_TXBUFFER_FULL。
存储SDU缓冲区的索引，以便写入数据。
设置SDU缓冲区索引已被占用的标志。
设置PDU已被缓冲的标志。

[SWS_CANIF_00068]  如果可以缓冲CanIf Tx L-PDU或发送请求，因为已分配的CanIfTxBuffer的缓冲区大小大于零（参见[SWS_CANIF_00835]），则如果Can_Write()返回CAN_BUSY时CanIf Tx L-PDU已经在CanIfTxBuffer中缓冲，则CanIf应覆盖在已分配的CanIfTxBuffer中直接传输的CanIf Tx L-PDU。(SRS_Can_01011)
注意：对于已存储的发送请求（参见[SWS_CANIF_00068]），由于数据将由CanDrv直接捕获（使用CanIf_TriggerTransmit()），因此最新的数据将自动发送。
如果要保留不同L-PDU的各种传输请求的顺序，则必须将上层模块的传输请求连接到先前的传输确认通知。这意味着仅当CanIf通知了先前一个L-PDU的传输确认时，上层模块才会请求后续L-PDU进行传输。
注意：另外，传输请求的顺序可能因配置的硬件传输对象数量而异。
[SWS_CANIF_00837]  如果缓冲区大小大于零，所有缓冲元素都忙，且使用新的L-PDU（没有相同L-PDU的其他实例已存储在缓冲区中）调用CanIf_Transmit()，则不应存储新L-PDU或其发送请求，并且CanIf_Transmit()应返回E_NOT_OK。（参考如下代码实例）

/*[SWS_CANIF_00837], [SWS_CANIF_00835]*/
 
if (    /*缓冲区已满并且传入的PDU尚未被缓冲。*/
        ((CanIf_Prv_TxBufferRam_ast[lBufferId].bufferstatus == CANIF_TXBUFFER_FULL)
        && (CanIf_Prv_TxPduRam_ast[CanIfTxSduId].pdu_buffered_flag != TRUE))
        /*CanIfTxBuffer已分配给FullCAN HTH。*/
        ||(lCanHandleType == CANIF_FULL)
   )
{
    lRetValue = E_NOT_OK;                    /*PDU未被缓冲*/
}

这段代码来自函数'CanIf_TxConfirmation'，首先检查缓冲区是否已满并且传入的PDU尚未被缓冲，或者CanIfTxBuffer已分配给FullCAN HTH。如果是这两种情况之一，则将返回值设置为E_NOT_OK，表示PDU未被缓冲。其中，CanIf_Prv_TxBufferRam_ast和CanIf_Prv_TxPduRam_ast是两个结构体数组，用于存储CanIf Tx缓冲区和TxPdu的信息。lBufferId和CanIfTxSduId是两个变量，分别用于索引CanIf_Prv_TxBufferRam_ast和CanIf_Prv_TxPduRam_ast数组。lCanHandleType是一个变量，用于存储Can处理类型的信息。 

2.2. 清除发送L-PDU缓冲区

[SWS_CANIF_00386] 在传输确认期间（参见[SWS_CANIF_00007]），CanIf应评估是否在分配给新的空闲硬件传输对象的CanIfTxBuffers中存储了挂起的CanIf Tx L-PDU或发送请求（参见[SWS_CANIF_00466]）。

[SWS_CANIF_00466] d 每个CanIf Tx L-PDU在配置时应静态分配给一个CanIfBufferCfg配置容器（请参见CanIfTxPduBufferRef）。c（）
[SWS_CANIF_00466]的原因：CanIf Tx L-PDUs不引用HTHs，而是引用CanIfBufferCfg，而CanIfBufferCfg又引用HTHs。

[SWS_CANIF_00668] 如果根据[SWS_CANIF_00386]存在挂起的CanIf Tx L-PDU或发送请求，则CanIf应使用最高优先级（参见[SWS_CANIF_00070]）调用Can_Write()以传输该挂起的CanIf Tx L-PDU或发送请求（分配给新的硬件传输对象之一）。
[SWS_CANIF_00070] CanIf应按优先级顺序（参见[12]）每个HTH传输存储在发送L-PDU缓冲区中的L-PDUs或发送请求。CanIf不应区分L-PDUs和发送请求。

[SWS_CANIF_00183] 当CanIf为存储在CanIfTxBuffer中的优先级L-PDUs和发送请求调用函数Can_Write()，并且Can_Write()的返回值为E_OK时，则CanIf应在传输确认返回之前立即从发送L-PDU缓冲区中删除此L-PDU或发送请求。
[SWS_CANIF_00183]中指定的行为简化了存储在发送L-PDU缓冲区中的新传输L-PDU的选择。

2.3. 发送L-PDU缓冲区的初始化

[SWS_CANIF_00387] 当调用函数CanIf_Init()时，CanIf应初始化分配给CanIf的每个发送L-PDU缓冲区。
要防止在CAN控制器重新启动后传输旧数据，需要满足[SWS_CANIF_00387]要求。

3. 发送L-PDU缓冲区的数据完整性

[SWS_CANIF_00033] CanIf应保护发送L-PDU缓冲区，防止对其进行并发访问以进行发送L-PDUs和发送请求。（SRS_Can_01114）这可以通过在BSW调度程序中定义的排他区域来实现。可以配置这些排他区域，例如，在进入排他区域时禁用所有中断。BSW调度程序模块的相应服务为SchM_Enter_CanIf()和SchM_Exit_CanIf()。
原因：对于[SWS_CANIF_00033]：不能总是避免对发送L-PDU缓冲区的抢占式访问。这样的发送L-PDU缓冲区访问，例如存储新的L-PDU或删除已传输的L-PDU可能会抢占地发生。