E2E Transformer (E2E转换器)

1. 概述

本文介绍了AUTOSAR基本软件模块E2E Transformer的功能、API和配置。

根据SRS转换器通用标准，端到端（E2E）转换器属于“功能安全”（Safety）范畴。

E2E转换器保证通过QM通信栈I-signal也能正确的通信。通信堆栈被认为是“black channel”通信。

1.1. 一对一

数据元素（data element）和I-signal之间是一对一的关系，也就是说没有数据拆分/合并，即一个I-signal不会由多个数据元素组成的，一个数据元素也不会由多个I-signal组成的。

1.1.1. 发送端

一个数据元素（data element）精确地对应一个I-signal。

1.1.2. 接收端

一个或多个数据元素（data element）代表了整个接收到的I-signal（即接收端fan-out的场景）

1.2. 一对多

在接收端有一个扇出（fan-out）的I-signal到一个或多个数据元素。

1.2.1. 发送端

  1. 一个数据元素（data element）序列化为一个I-signal，并使用一个端到端保护（E2E protection）进行保护。
  2. 一个或多个I-signal放置在一个I-PDU中，每个I-signal有不同的端到端保护（E2E protection）。一些I-signal可能根本没有端到端保护。

1.2.2. 接收端

在接收端，一个I-signal可能:

  1. 被检查一次，结果只有一个数据元素（即：没有扇出）
  2. 被检查多次，具有相同的设置，但通过独立的函数（例如：通过与ASIL等级无关的SW-C接收器）。
  3. 被检查多次，部分具有不同的设置（比如：相同的数据ID，但不同的计数器容错性）和不同的函数，最终导致每一个分开的数据元素可能有不同的E2E-check结果.
  4. 被检查几次，启用或不启用端到端检查。（例如：如果一个接收端是功能安全相关的；另一个接收端是QM，所以并不需要端到端检查的结果）

E2E转换器负责根据特定数据元素（如：I-signal）的配置调用E2E库。

E2E转换器根据其配置，实例化端到端配置和端到端状态数据结构。所有的端到端配置文件都可以用来保护数据。

E2E转换器封装了端到端配置和处理的复杂性，并提供了标准的转换器接口。正因为这个原因，E2E转换器的调用方，不需要知道E2E内部结构。

E2E转换器被RTE调用，并且RTE调用是通过由软件组件调用RTE标志API（读、写、发送、接收）的结果。

2. 相关的文档

2.1. 输入文档

[1] AUTOSAR Layered Software Architecture

AUTOSAR_EXP_LayeredSoftwareArchitecture.pdf

[2] AUTOSAR General Requirements on Basic Software Modules

AUTOSAR_SRS_BSWGeneral.pdf

[3] AUTOSAR General Specification for Basic Software Modules

AUTOSAR_SWS_BSWGeneral.pdf

[4] AUTOSAR Specification of SW-C End-to-End Communication Protection Library

AUTOSAR_SWS_E2ELibrary.pdf

[5] AUTOSAR Specification of RTE

AUTOSAR_SWS_RTE.pdf

[6] AUTOSAR Requirements on E2E

AUTOSAR_RS_E2E.pdf

[7] AUTOSAR E2E Protocol Specification

AUTOSAR_PRS_E2EProtocol.pdf

[8] System Template

AUTOSAR_TPS_SystemTemplate.pdf

[9] Specification of ECU Configuration

AUTOSAR_TPS_ECUConfiguration.pdf

[10] General Specification of Transformers

AUTOSAR_ASWS_TransformerGeneral.pdf

[11] AUTOSAR Glossary

AUTOSAR_TR_Glossary.pdf

[12] Software Component Template

AUTOSAR_TPS_SoftwareComponentTemplate.pdf

[13] SOME/IP Protocol Specification

AUTOSAR_PRS_SOMEIPProtocol.pdf

2.2. 相关的规范

AUTOSAR提供了转换器通用规范(AUTOSAR_ASWS_TransformerGeneral)[10]，它也适用于E2E转换器。

因此AUTOSAR_ASWS_TransformerGeneral[10]，应被视为E2E转换器的附加和必需的规格。

3. 对其他模块的依赖关系

E2E转换器依赖于E2E库。E2E库提供数据类型和无状态的函数。E2E转换器将配置和状态作为函数参数传递给E2E库例程，并执行E2E库。

4. 功能规范

E2E转换器负责保护与功能安全相关的数据元素。它由RTE调用。在发送端，E2E转换器通过E2E保护数据。在接收端，E2E转换器通过E2E检查数据，并通过RTE向SW-C提供E2E的检查结果。

如果接收端的SW-C不读取转换器的返回值，这对通信的SW-C来说都是完全透明的，无需关心数据在总线上是否受到E2E的保护。

所有算法都由E2E库提供，包括：保护（protect）、检查（check）、转发（forward）、状态机（state machine）。E2E转换器调用E2E库，提供配置和状态。

E2E转换器没有特定的ECU配置，因为它的整个配置是基于E2ETransformationDescription、E2ETransformationISignalProps和E2ETransformationComSpecProps的。因此参照AUTOSAR_ASWS_TransformerGeneral.pdf[10]文档的通用ECU配置就足够了。

具体的配置输入可在AUTOSAR_TPS_SystemTemplate.pdf[8]和AUTOSAR_TPS SoftwareComponentTemplate.pdf[12]中可以找到。

4.1. 支持的RTE接口

目前支持以下ECU间通信功能:

  1. Rte_Write / Rte_Read
  2. Rte_IWrite / Rte_IRead
  3. Rte_Send / Rte_Receive
  4. Rte_Call / Rte_Result

4.2. E2E保护的函数和数据的命名

E2E转换器函数和结构添加后缀<transformerId>。（<transformerId>为每个转换器函数定义一个唯一的ID）。

这个配置构建了转换器配置的三个阶段:

  1. EndToEndTransformationDescription定义了E2E配置的Profile信息，对数个ISignal都有效。
  2. EndToEndTransformationISignalProps定义了对特定引用的ISignal有效的配置选项。
  3. EndToEndTransformationComSpecProps定义了属于ReceiverComSpec端口的覆盖配置选项。

软件组件（SW-C）可能有独立数接收从同一个I-PDU创建的数据元素的场景。如：

  1. 一些软件组件有调整/特殊的配置值，与E2E状态机的容错性相关。例如：更大的容错性。为此，EndToEndTransformationComSpecProps的属性会被使用。
  2. 一些QM软件组件可能不需要对数据进行E2E的检查，所以可以E2E的检查。为此,EndToEndTransformationComSpecProps.disableEndToEndCheck使用。

4.3. E2E保护

E2EXf_transformerId

4.4. E2E检查

E2EXf_Inv_transformerId