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AUTOSAR进阶图解==＞AUTOSAR_SWS_TimeSyncOverFlexRay

news 2025/9/8 6:24:24

AUTOSAR SWS TimeSyncOverFlexRay 详解文档

FlexRay时间同步模块详细技术规范与架构分析

目录

  • 1. 概述
  • 2. 模块架构
  • 3. 时间同步机制
  • 4. 消息格式
  • 5. 状态管理
  • 6. 配置参数
  • 7. API接口
  • 8. 错误处理
  • 9. 总结

1. 概述

FrTSyn（FlexRay Time Synchronization）模块是AUTOSAR基础软件中的一个重要组件，负责在FlexRay网络上实现精确的时间同步。该模块通过分发同步时间信息，确保网络中的所有节点具有一致的时间基准。

1.1 主要功能

  • 全局时间同步：在FlexRay网络上分发全局时间信息
  • 偏移时间管理：处理时间偏移值的传输和接收
  • 消息格式处理：支持SYNC和OFS两种消息格式
  • CRC保护：提供可选的CRC校验功能
  • 传输模式控制：支持动态开启/关闭传输功能

1.2 应用场景

  • 汽车电子系统中的时间同步
  • 分布式控制系统的协调
  • 实时数据采集的时间戳对齐
  • 网络诊断和监控

2. 模块架构

FrTSyn模块采用分层架构设计，与多个AUTOSAR模块进行交互，实现完整的时间同步功能。

在这里插入图片描述

FrTSyn模块架构图展示了模块的分层结构和依赖关系

2.1 架构层次

应用层
  • BswM（基础软件模式管理器）：负责协调网络访问，通过FrTSyn_SetTransmissionMode()控制传输模式
中间层
  • FrTSyn（FlexRay时间同步）：核心模块，包含以下子组件：
    • 时间主控器：负责生成和发送时间同步消息
    • 时间从控器：负责接收和处理时间同步消息
    • 消息处理器：处理消息的格式化和验证
  • StbM（同步时间基管理器）：提供时间基管理功能，维护虚拟本地时间
底层
  • FrIf（FlexRay接口）：提供FlexRay通信功能
  • DET（默认错误跟踪器）：处理开发错误报告
  • CRC（循环冗余校验）：提供CRC计算功能

2.2 接口关系

  • 传输接口：FrTSyn向FrIf提供传输服务
  • 接收接口：FrTSyn向FrIf提供接收服务
  • 时间管理接口：FrTSyn与StbM交互时间信息
  • 错误报告接口：FrTSyn向DET报告错误
  • CRC计算接口：FrTSyn使用CRC模块进行校验

2.3 代码示例

/* FrTSyn模块初始化示例 */
Std_ReturnType FrTSyn_Init(const FrTSyn_ConfigType* ConfigPtr)
{Std_ReturnType result = E_NOT_OK;/* 参数检查 */if (ConfigPtr == NULL) {DET_ReportError(FRTSYN_MODULE_ID, 0, FRTSYN_INIT_SID, FRTSYN_E_PARAM_POINTER);return E_NOT_OK;}/* 初始化内部变量 */FrTSyn_Internal_InitVariables();/* 设置序列计数器为0 */FrTSyn_Internal_SetSequenceCounter(0);/* 初始化时间同步状态 */FrTSyn_Internal_SetModuleState(FRTSYN_STATE_INITIALIZED);return E_OK;
}/* 传输模式控制示例 */
Std_ReturnType FrTSyn_SetTransmissionMode(uint8 Controller, FrTSyn_TransmissionModeType Mode)
{Std_ReturnType result = E_NOT_OK;/* 参数验证 */if (Controller >= FRTSYN_NUMBER_OF_CONTROLLERS) {DET_ReportError(FRTSYN_MODULE_ID, 0, FRTSYN_SETTRANSMISSIONMODE_SID, FRTSYN_E_PARAM_CONTROLLER);return E_NOT_OK;}if ((Mode != FRTSYN_TX_OFF) && (Mode != FRTSYN_TX_ON)) {DET_ReportError(FRTSYN_MODULE_ID, 0, FRTSYN_SETTRANSMISSIONMODE_SID, FRTSYN_E_PARAM_MODE);return E_NOT_OK;}/* 设置传输模式 */FrTSyn_Internal_SetTransmissionMode(Controller, Mode);return E_OK;
}

3. 时间同步机制

FrTSyn模块通过特定的消息序列实现时间同步，支持全局时间同步和偏移时间同步两种模式。

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时间同步序列图展示了Time Master和Time Slave之间的交互流程

3.1 全局时间同步流程

时间主控器（Time Master）处理
  1. 获取当前时间：调用StbM_GetCurrentVirtualLocalTime()获取虚拟本地时间
  2. 计算时间值：计算下一周期0的时间值T0
  3. 组装SYNC消息：包含时间值、序列计数器、用户数据等
  4. 发送消息：通过FrIf发送到FlexRay网络
时间从控器（Time Slave）处理
  1. 接收SYNC消息：从FlexRay网络接收消息
  2. 验证消息：检查Type字段和CRC值
  3. 获取当前时间：调用StbM_GetCurrentVirtualLocalTime()
  4. 计算时间元组：计算[T1; T1VLT]时间元组
  5. 更新全局时间：调用StbM_BusSetGlobalTime()更新时间

3.2 偏移时间同步流程

时间主控器处理
  1. 获取偏移时间：调用StbM_GetOffset()获取当前偏移时间
  2. 组装OFS消息：包含偏移时间值、序列计数器等
  3. 发送消息：通过FrIf发送到FlexRay网络
时间从控器处理
  1. 接收OFS消息：从FlexRay网络接收消息
  2. 验证OFS消息：检查消息格式和内容
  3. 计算偏移时间元组：计算偏移时间元组
  4. 更新偏移时间：调用StbM_BusSetGlobalTime()更新偏移时间

3.3 关键函数说明

StbM_GetCurrentVirtualLocalTime()
  • 描述：获取当前虚拟本地时间值
  • 参数：无
  • 返回值：虚拟本地时间值（纳秒）
  • 用途：用于时间同步计算
StbM_BusSetGlobalTime()
  • 描述：设置总线全局时间
  • 参数：
    • TimeBaseId：时间基标识符
    • TimeValue：时间值
    • TimeBaseStatus：时间基状态
  • 返回值：操作结果
  • 用途：更新全局时间或偏移时间

3.4 代码示例

/* 全局时间同步处理示例 */
Std_ReturnType FrTSyn_ProcessGlobalTimeSync(void)
{uint64 currentTime;uint64 nextCycleTime;FrTSyn_SyncMessageType syncMsg;Std_ReturnType result;/* 获取当前虚拟本地时间 */currentTime = StbM_GetCurrentVirtualLocalTime();/* 计算下一周期0的时间值 */nextCycleTime = FrTSyn_Internal_CalculateNextCycleTime(currentTime);/* 组装SYNC消息 */syncMsg.Type = FRTSYN_SYNC_TYPE;syncMsg.TimeDomain = FrTSyn_Internal_GetTimeDomain();syncMsg.SyncTimeSec = (uint32)(nextCycleTime / 1000000000ULL);syncMsg.SyncTimeNSec = (uint32)(nextCycleTime % 1000000000ULL);syncMsg.SequenceCounter = FrTSyn_Internal_GetNextSequenceCounter();/* 计算CRC（如果启用） */if (FrTSyn_Internal_IsCrcEnabled()) {syncMsg.Crc = Crc_CalculateCRC8H2F(&syncMsg.Data, sizeof(syncMsg.Data));}/* 发送SYNC消息 */result = FrIf_Transmit(FRTSYN_CHANNEL_ID, &syncMsg, sizeof(syncMsg));return result;
}/* 偏移时间同步处理示例 */
Std_ReturnType FrTSyn_ProcessOffsetTimeSync(void)
{uint32 offsetTimeSec, offsetTimeNSec;FrTSyn_OffsetMessageType offsetMsg;Std_ReturnType result;/* 获取当前偏移时间 */result = StbM_GetOffset(FRTSYN_TIME_BASE_ID, &offsetTimeSec, &offsetTimeNSec);if (result != E_OK) {return result;}/* 组装OFS消息 */offsetMsg.Type = FRTSYN_OFS_TYPE;offsetMsg.TimeDomain = FrTSyn_Internal_GetTimeDomain() + 16; /* 偏移时间域 */offsetMsg.OfsTimeSec = offsetTimeSec;offsetMsg.OfsTimeNSec = offsetTimeNSec;offsetMsg.SequenceCounter = FrTSyn_Internal_GetNextSequenceCounter();/* 计算CRC（如果启用） */if (FrTSyn_Internal_IsCrcEnabled()) {offsetMsg.Crc = Crc_CalculateCRC8H2F(&offsetMsg.Data, sizeof(offsetMsg.Data));}/* 发送OFS消息 */result = FrIf_Transmit(FRTSYN_CHANNEL_ID, &offsetMsg, sizeof(offsetMsg));return result;
}

4. 消息格式

FrTSyn模块支持两种主要消息格式：SYNC消息（全局时间同步）和OFS消息（偏移时间同步），每种消息都支持CRC保护和非CRC保护两种模式。

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消息格式类图展示了SYNC和OFS消息的结构和关系

4.1 SYNC消息格式

非CRC保护SYNC消息
  • Type：0x10，标识SYNC非CRC保护消息
  • UserByte2：用户数据字节2，默认值0
  • D：时间域（0-15），表示全局时间域
  • SGW：同步网关状态，设置为SyncToGTM
  • UserByte0/UserByte1：用户数据字节，默认值0
  • SyncTimeSec：48位时间值（秒部分）
  • SyncTimeNSec：32位时间值（纳秒部分）
CRC保护SYNC消息
  • Type：0x20，标识SYNC CRC保护消息
  • CRC：8位CRC校验值
  • 其他字段与非CRC保护消息相同

4.2 OFS消息格式

非CRC保护OFS消息
  • Type：0x34，标识OFS非CRC保护消息
  • UserByte2：用户数据字节2，默认值0
  • D：时间域（16-31），表示偏移时间域
  • SGW：同步网关状态，设置为SyncToSubDomain
  • UserByte0/UserByte1：用户数据字节，默认值0
  • reserved：保留字段，默认值0
  • OfsTimeSec：32位偏移时间值（秒部分）
  • OfsTimeNSec：32位偏移时间值（纳秒部分）
CRC保护OFS消息
  • Type：0x44，标识OFS CRC保护消息
  • CRC：8位CRC校验值
  • 其他字段与非CRC保护消息相同

4.3 消息字段说明

消息类型（MessageType）
  • 0x10：SYNC非CRC保护
  • 0x20：SYNC CRC保护
  • 0x34：OFS非CRC保护
  • 0x44：OFS CRC保护
时间域（TimeDomain）
  • 0-15：全局时间域，用于SYNC消息
  • 16-31：偏移时间域，用于OFS消息
序列计数器（SequenceCounter）
  • 0-15：4位序列计数器
  • 独立于SYNC和OFS消息
  • 每次传输递增1，15后回绕到0

4.4 代码示例

/* 消息格式定义 */
typedef struct {uint8 Type;                    /* 消息类型 */uint8 UserByte2;               /* 用户数据字节2 */uint8 D;                       /* 时间域 */uint8 SGW;                     /* 同步网关状态 */uint8 UserByte0;               /* 用户数据字节0 */uint8 UserByte1;               /* 用户数据字节1 */uint8 SyncTimeSec[6];          /* 48位时间值（秒） */uint8 SyncTimeNSec[4];         /* 32位时间值（纳秒） */
} FrTSyn_SyncMessageType;typedef struct {uint8 Type;                    /* 消息类型 */uint8 UserByte2;               /* 用户数据字节2 */uint8 D;                       /* 时间域 */uint8 SGW;                     /* 同步网关状态 */uint8 UserByte0;               /* 用户数据字节0 */uint8 UserByte1;               /* 用户数据字节1 */uint8 reserved[2];             /* 保留字段 */uint8 OfsTimeSec[4];           /* 32位偏移时间值（秒） */uint8 OfsTimeNSec[4];          /* 32位偏移时间值（纳秒） */
} FrTSyn_OffsetMessageType;/* 消息组装示例 */
Std_ReturnType FrTSyn_AssembleSyncMessage(FrTSyn_SyncMessageType* msg, uint64 timeValue, boolean crcEnabled)
{if (msg == NULL) {return E_NOT_OK;}/* 设置消息类型 */msg->Type = crcEnabled ? FRTSYN_SYNC_TYPE_CRC : FRTSYN_SYNC_TYPE_NO_CRC;/* 设置用户数据 */msg->UserByte2 = 0;msg->UserByte0 = 0;msg->UserByte1 = 0;/* 设置时间域和SGW */msg->D = FrTSyn_Internal_GetTimeDomain();msg->SGW = FRTSYN_SGW_SYNC_TO_GTM;/* 设置时间值（大端序） */uint32 secPart = (uint32)(timeValue / 1000000000ULL);uint32 nsecPart = (uint32)(timeValue % 1000000000ULL);FrTSyn_Internal_WriteUint48(msg->SyncTimeSec, secPart);FrTSyn_Internal_WriteUint32(msg->SyncTimeNSec, nsecPart);return E_OK;
}/* 消息验证示例 */
Std_ReturnType FrTSyn_ValidateSyncMessage(const FrTSyn_SyncMessageType* msg, boolean crcEnabled)
{if (msg == NULL) {return E_NOT_OK;}/* 验证消息类型 */uint8 expectedType = crcEnabled ? FRTSYN_SYNC_TYPE_CRC : FRTSYN_SYNC_TYPE_NO_CRC;if (msg->Type != expectedType) {return E_NOT_OK;}/* 验证时间域 */if (msg->D > 15) {return E_NOT_OK;}/* 验证CRC（如果启用） */if (crcEnabled) {uint8 calculatedCrc = Crc_CalculateCRC8H2F(&msg->Data, sizeof(msg->Data));if (calculatedCrc != msg->Crc) {return E_NOT_OK;}}return E_OK;
}

5. 状态管理

FrTSyn模块采用状态机设计，管理模块的初始化、运行和错误处理状态。

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状态机图展示了FrTSyn模块的状态转换和业务流程

5.1 主要状态

未初始化状态
  • 等待初始化：模块等待初始化调用
  • 初始化中：正在执行初始化过程
  • 初始化完成：初始化成功完成
  • 初始化失败：初始化过程中出现错误
已初始化状态
  • 空闲状态：模块正常运行，等待事件
  • 处理时间同步：正在处理全局时间同步
  • 处理偏移同步：正在处理偏移时间同步
  • 处理错误：正在处理错误情况
严重错误状态
  • 停止服务：模块停止提供服务
  • 等待复位：等待复位信号
  • 复位处理：正在执行复位操作
传输模式控制
  • 传输开启：允许发送时间同步消息
  • 传输关闭：禁止发送时间同步消息

5.2 状态转换

正常转换
  • 未初始化 → 已初始化：FrTSyn_Init()成功调用
  • 空闲状态 → 处理时间同步：收到时间同步请求
  • 空闲状态 → 处理偏移同步：收到偏移同步请求
  • 处理时间同步 → 空闲状态：同步完成
  • 处理偏移同步 → 空闲状态：同步完成
错误转换
  • 处理错误 → 空闲状态：错误恢复成功
  • 处理错误 → 严重错误：错误恢复失败
  • 严重错误 → 未初始化：复位完成
传输模式转换
  • 传输开启 → 传输关闭：FrTSyn_SetTransmissionMode(FRTSYN_TX_OFF)
  • 传输关闭 → 传输开启：FrTSyn_SetTransmissionMode(FRTSYN_TX_ON)

5.3 代码示例

/* 状态定义 */
typedef enum {FRTSYN_STATE_UNINITIALIZED,     /* 未初始化 */FRTSYN_STATE_IDLE,              /* 空闲状态 */FRTSYN_STATE_PROCESSING_SYNC,   /* 处理时间同步 */FRTSYN_STATE_PROCESSING_OFS,    /* 处理偏移同步 */FRTSYN_STATE_ERROR,             /* 错误状态 */FRTSYN_STATE_CRITICAL_ERROR     /* 严重错误 */
} FrTSyn_StateType;typedef enum {FRTSYN_TX_MODE_OFF,             /* 传输关闭 */FRTSYN_TX_MODE_ON               /* 传输开启 */
} FrTSyn_TransmissionModeType;/* 状态机处理函数 */
void FrTSyn_MainFunction(void)
{FrTSyn_StateType currentState;FrTSyn_TransmissionModeType txMode;/* 获取当前状态 */currentState = FrTSyn_Internal_GetCurrentState();txMode = FrTSyn_Internal_GetTransmissionMode();switch (currentState) {case FRTSYN_STATE_IDLE:/* 空闲状态处理 */if (txMode == FRTSYN_TX_MODE_ON) {/* 检查是否需要发送时间同步消息 */if (FrTSyn_Internal_IsTimeSyncRequired()) {FrTSyn_Internal_SetState(FRTSYN_STATE_PROCESSING_SYNC);FrTSyn_ProcessGlobalTimeSync();}/* 检查是否需要发送偏移同步消息 */if (FrTSyn_Internal_IsOffsetSyncRequired()) {FrTSyn_Internal_SetState(FRTSYN_STATE_PROCESSING_OFS);FrTSyn_ProcessOffsetTimeSync();}}break;case FRTSYN_STATE_PROCESSING_SYNC:/* 处理时间同步状态 */if (FrTSyn_Internal_IsSyncComplete()) {FrTSyn_Internal_SetState(FRTSYN_STATE_IDLE);} else if (FrTSyn_Internal_IsSyncError()) {FrTSyn_Internal_SetState(FRTSYN_STATE_ERROR);}break;case FRTSYN_STATE_PROCESSING_OFS:/* 处理偏移同步状态 */if (FrTSyn_Internal_IsOffsetSyncComplete()) {FrTSyn_Internal_SetState(FRTSYN_STATE_IDLE);} else if (FrTSyn_Internal_IsOffsetSyncError()) {FrTSyn_Internal_SetState(FRTSYN_STATE_ERROR);}break;case FRTSYN_STATE_ERROR:/* 错误状态处理 */if (FrTSyn_Internal_CanRecoverFromError()) {FrTSyn_Internal_RecoverFromError();FrTSyn_Internal_SetState(FRTSYN_STATE_IDLE);} else {FrTSyn_Internal_SetState(FRTSYN_STATE_CRITICAL_ERROR);}break;case FRTSYN_STATE_CRITICAL_ERROR:/* 严重错误状态处理 */FrTSyn_Internal_StopService();/* 等待外部复位 */break;default:/* 未知状态处理 */FrTSyn_Internal_SetState(FRTSYN_STATE_CRITICAL_ERROR);break;}
}/* 传输模式控制 */
Std_ReturnType FrTSyn_SetTransmissionMode(uint8 Controller, FrTSyn_TransmissionModeType Mode)
{Std_ReturnType result = E_NOT_OK;/* 参数验证 */if (Controller >= FRTSYN_NUMBER_OF_CONTROLLERS) {DET_ReportError(FRTSYN_MODULE_ID, 0, FRTSYN_SETTRANSMISSIONMODE_SID, FRTSYN_E_PARAM_CONTROLLER);return E_NOT_OK;}if ((Mode != FRTSYN_TX_MODE_OFF) && (Mode != FRTSYN_TX_MODE_ON)) {DET_ReportError(FRTSYN_MODULE_ID, 0, FRTSYN_SETTRANSMISSIONMODE_SID, FRTSYN_E_PARAM_MODE);return E_NOT_OK;}/* 设置传输模式 */FrTSyn_Internal_SetTransmissionMode(Controller, Mode);/* 如果关闭传输，停止所有传输请求 */if (Mode == FRTSYN_TX_MODE_OFF) {FrTSyn_Internal_StopAllTransmissions(Controller);}return E_OK;
}

6. 配置参数

FrTSyn模块支持多种配置参数，用于控制模块的行为和性能。

6.1 主要配置参数

时间同步配置
  • FrTSynGlobalTimeTxPeriod：全局时间传输周期
  • FrTSynGlobalTimeTxCrcSecured：全局时间传输CRC保护配置
  • FrTSynGlobalTimeDebounceTime：全局时间防抖时间
  • FrTSynImmediateTimeSync：立即时间同步配置
偏移时间配置
  • FrTSynOffsetTimeTxPeriod：偏移时间传输周期
  • FrTSynOffsetTimeTxCrcSecured：偏移时间传输CRC保护配置
  • FrTSynOffsetTimeDebounceTime：偏移时间防抖时间
接收配置
  • FrTSynRxCrcValidated：接收CRC验证配置
  • FrTSynGlobalTimeSyncDataIDList：全局时间同步数据ID列表
  • FrTSynGlobalTimeOfsDataIDList：全局时间偏移数据ID列表

6.2 配置结构定义

/* FrTSyn配置结构 */
typedef struct {uint8 ModuleId;                           /* 模块标识符 */boolean ModuleEnabled;                    /* 模块启用状态 */uint8 NumberOfControllers;                /* 控制器数量 */uint8 NumberOfTimeDomains;                /* 时间域数量 *//* 全局时间配置 */uint16 GlobalTimeTxPeriod;                /* 全局时间传输周期 */boolean GlobalTimeTxCrcSecured;           /* 全局时间CRC保护 */uint16 GlobalTimeDebounceTime;            /* 全局时间防抖时间 */boolean ImmediateTimeSync;                /* 立即时间同步 *//* 偏移时间配置 */uint16 OffsetTimeTxPeriod;                /* 偏移时间传输周期 */boolean OffsetTimeTxCrcSecured;           /* 偏移时间CRC保护 */uint16 OffsetTimeDebounceTime;            /* 偏移时间防抖时间 *//* 接收配置 */FrTSyn_CrcValidationType RxCrcValidated; /* 接收CRC验证 */uint16* GlobalTimeSyncDataIDList;         /* 全局时间同步数据ID列表 */uint16* GlobalTimeOfsDataIDList;          /* 全局时间偏移数据ID列表 *//* 循环消息恢复配置 */uint16 CyclicMsgResumeTime;               /* 循环消息恢复时间 */} FrTSyn_ConfigType;/* CRC验证类型 */
typedef enum {FRTSYN_CRC_NOT_VALIDATED,                 /* 不验证CRC */FRTSYN_CRC_VALIDATED,                     /* 验证CRC */FRTSYN_CRC_IGNORED,                       /* 忽略CRC */FRTSYN_CRC_OPTIONAL                       /* 可选CRC */
} FrTSyn_CrcValidationType;

6.3 配置初始化示例

/* 配置初始化函数 */
void FrTSyn_InitializeConfig(FrTSyn_ConfigType* config)
{if (config == NULL) {return;}/* 基本配置 */config->ModuleId = FRTSYN_MODULE_ID;config->ModuleEnabled = TRUE;config->NumberOfControllers = 1;config->NumberOfTimeDomains = 2;/* 全局时间配置 */config->GlobalTimeTxPeriod = 1000;        /* 1秒周期 */config->GlobalTimeTxCrcSecured = TRUE;    /* 启用CRC保护 */config->GlobalTimeDebounceTime = 100;     /* 100ms防抖时间 */config->ImmediateTimeSync = TRUE;         /* 启用立即同步 *//* 偏移时间配置 */config->OffsetTimeTxPeriod = 2000;        /* 2秒周期 */config->OffsetTimeTxCrcSecured = TRUE;    /* 启用CRC保护 */config->OffsetTimeDebounceTime = 100;     /* 100ms防抖时间 *//* 接收配置 */config->RxCrcValidated = FRTSYN_CRC_VALIDATED;/* 数据ID列表配置 */config->GlobalTimeSyncDataIDList = FrTSyn_GlobalTimeSyncDataIDList;config->GlobalTimeOfsDataIDList = FrTSyn_GlobalTimeOfsDataIDList;/* 循环消息恢复配置 */config->CyclicMsgResumeTime = 5000;       /* 5秒恢复时间 */
}/* 数据ID列表定义 */
static const uint16 FrTSyn_GlobalTimeSyncDataIDList[16] = {0x1000, 0x1001, 0x1002, 0x1003, 0x1004, 0x1005, 0x1006, 0x1007,0x1008, 0x1009, 0x100A, 0x100B, 0x100C, 0x100D, 0x100E, 0x100F
};static const uint16 FrTSyn_GlobalTimeOfsDataIDList[16] = {0x2000, 0x2001, 0x2002, 0x2003, 0x2004, 0x2005, 0x2006, 0x2007,0x2008, 0x2009, 0x200A, 0x200B, 0x200C, 0x200D, 0x200E, 0x200F
};

7. API接口

FrTSyn模块提供丰富的API接口，支持模块的初始化、配置、控制和状态查询。

7.1 初始化接口

FrTSyn_Init()
  • 功能：初始化FrTSyn模块
  • 参数：const FrTSyn_ConfigType* ConfigPtr
  • 返回值：Std_ReturnType
  • 说明：初始化所有内部变量，设置模块为初始化状态
FrTSyn_GetVersionInfo()
  • 功能：获取模块版本信息
  • 参数：Std_VersionInfoType* versioninfo
  • 返回值：void
  • 说明：返回模块的版本信息

7.2 控制接口

FrTSyn_SetTransmissionMode()
  • 功能：设置传输模式
  • 参数：uint8 Controller, FrTSyn_TransmissionModeType Mode
  • 返回值：Std_ReturnType
  • 说明：控制时间同步消息的传输
FrTSyn_MainFunction()
  • 功能：主函数，处理周期性任务
  • 参数：无
  • 返回值：void
  • 说明：处理时间同步、消息传输等周期性任务

7.3 状态查询接口

FrTSyn_GetState()
  • 功能：获取模块状态
  • 参数：uint8 Controller, FrTSyn_StateType* StatePtr
  • 返回值：Std_ReturnType
  • 说明：返回指定控制器的当前状态

7.4 代码示例

/* API接口实现示例 */
Std_ReturnType FrTSyn_Init(const FrTSyn_ConfigType* ConfigPtr)
{Std_ReturnType result = E_NOT_OK;/* 参数检查 */if (ConfigPtr == NULL) {DET_ReportError(FRTSYN_MODULE_ID, 0, FRTSYN_INIT_SID, FRTSYN_E_PARAM_POINTER);return E_NOT_OK;}/* 检查模块是否已初始化 */if (FrTSyn_Internal_IsInitialized()) {DET_ReportError(FRTSYN_MODULE_ID, 0, FRTSYN_INIT_SID, FRTSYN_E_ALREADY_INITIALIZED);return E_NOT_OK;}/* 保存配置 */FrTSyn_Internal_SaveConfig(ConfigPtr);/* 初始化内部变量 */FrTSyn_Internal_InitVariables();/* 设置序列计数器为0 */FrTSyn_Internal_SetSequenceCounter(0);/* 初始化时间同步状态 */FrTSyn_Internal_SetModuleState(FRTSYN_STATE_INITIALIZED);/* 初始化传输模式为关闭 */FrTSyn_Internal_SetTransmissionMode(0, FRTSYN_TX_MODE_OFF);return E_OK;
}void FrTSyn_GetVersionInfo(Std_VersionInfoType* versioninfo)
{if (versioninfo != NULL) {versioninfo->vendorID = FRTSYN_VENDOR_ID;versioninfo->moduleID = FRTSYN_MODULE_ID;versioninfo->sw_major_version = FRTSYN_SW_MAJOR_VERSION;versioninfo->sw_minor_version = FRTSYN_SW_MINOR_VERSION;versioninfo->sw_patch_version = FRTSYN_SW_PATCH_VERSION;}
}Std_ReturnType FrTSyn_GetState(uint8 Controller, FrTSyn_StateType* StatePtr)
{Std_ReturnType result = E_NOT_OK;/* 参数检查 */if (Controller >= FRTSYN_NUMBER_OF_CONTROLLERS) {DET_ReportError(FRTSYN_MODULE_ID, 0, FRTSYN_GETSTATE_SID, FRTSYN_E_PARAM_CONTROLLER);return E_NOT_OK;}if (StatePtr == NULL) {DET_ReportError(FRTSYN_MODULE_ID, 0, FRTSYN_GETSTATE_SID, FRTSYN_E_PARAM_POINTER);return E_NOT_OK;}/* 检查模块是否已初始化 */if (!FrTSyn_Internal_IsInitialized()) {DET_ReportError(FRTSYN_MODULE_ID, 0, FRTSYN_GETSTATE_SID, FRTSYN_E_UNINIT);return E_NOT_OK;}/* 获取状态 */*StatePtr = FrTSyn_Internal_GetCurrentState();return E_OK;
}/* 主函数实现 */
void FrTSyn_MainFunction(void)
{/* 检查模块是否已初始化 */if (!FrTSyn_Internal_IsInitialized()) {return;}/* 处理状态机 */FrTSyn_Internal_ProcessStateMachine();/* 处理周期性时间同步 */FrTSyn_Internal_ProcessCyclicTimeSync();/* 处理立即时间同步 */FrTSyn_Internal_ProcessImmediateTimeSync();/* 处理防抖计数器 */FrTSyn_Internal_ProcessDebounceCounters();/* 处理循环消息恢复计数器 */FrTSyn_Internal_ProcessCyclicMsgResumeCounter();
}

8. 错误处理

FrTSyn模块提供完善的错误处理机制，包括开发错误检测和运行时错误处理。

8.1 开发错误类型

参数错误
  • FRTSYN_E_PARAM_POINTER：空指针参数
  • FRTSYN_E_PARAM_CONTROLLER：无效控制器参数
  • FRTSYN_E_PARAM_MODE：无效模式参数
状态错误
  • FRTSYN_E_UNINIT：模块未初始化
  • FRTSYN_E_ALREADY_INITIALIZED：模块已初始化
配置错误
  • FRTSYN_E_INVALID_PDU_SDU_ID：无效PDU/SDU ID
  • FRTSYN_E_INVALID_PDUID：无效PDU ID

8.2 错误处理机制

开发错误检测
  • 使用DET模块报告开发错误
  • 在API函数中进行参数验证
  • 检查模块初始化状态
运行时错误处理
  • 消息格式验证失败处理
  • CRC校验失败处理
  • 超时错误处理

8.3 代码示例

/* 错误处理宏定义 */
#define FRTSYN_E_OK                       0x00
#define FRTSYN_E_NOT_OK                   0x01
#define FRTSYN_E_PARAM_POINTER            0x02
#define FRTSYN_E_PARAM_CONTROLLER         0x03
#define FRTSYN_E_PARAM_MODE               0x04
#define FRTSYN_E_UNINIT                   0x05
#define FRTSYN_E_ALREADY_INITIALIZED      0x06
#define FRTSYN_E_INVALID_PDU_SDU_ID       0x07
#define FRTSYN_E_INVALID_PDUID            0x08/* 错误处理函数 */
Std_ReturnType FrTSyn_HandleError(FrTSyn_ErrorType errorType, uint8 controller)
{Std_ReturnType result = E_NOT_OK;switch (errorType) {case FRTSYN_ERROR_INVALID_MESSAGE:/* 处理无效消息错误 */DET_ReportError(FRTSYN_MODULE_ID, controller, FRTSYN_MAINFUNCTION_SID, FRTSYN_E_INVALID_PDU_SDU_ID);FrTSyn_Internal_SetState(FRTSYN_STATE_ERROR);break;case FRTSYN_ERROR_CRC_FAILED:/* 处理CRC失败错误 */DET_ReportError(FRTSYN_MODULE_ID, controller, FRTSYN_MAINFUNCTION_SID, FRTSYN_E_INVALID_PDUID);FrTSyn_Internal_SetState(FRTSYN_STATE_ERROR);break;case FRTSYN_ERROR_TIMEOUT:/* 处理超时错误 */FrTSyn_Internal_HandleTimeout(controller);break;case FRTSYN_ERROR_CRITICAL:/* 处理严重错误 */FrTSyn_Internal_SetState(FRTSYN_STATE_CRITICAL_ERROR);FrTSyn_Internal_StopService();break;default:/* 未知错误处理 */result = E_NOT_OK;break;}return result;
}/* 消息验证错误处理 */
Std_ReturnType FrTSyn_ValidateMessage(const uint8* message, uint32 messageLength)
{if (message == NULL) {return FRTSYN_E_PARAM_POINTER;}if (messageLength < FRTSYN_MIN_MESSAGE_LENGTH) {return FRTSYN_E_INVALID_PDU_SDU_ID;}/* 验证消息类型 */uint8 messageType = message[0];if ((messageType != FRTSYN_SYNC_TYPE_NO_CRC) && (messageType != FRTSYN_SYNC_TYPE_CRC) &&(messageType != FRTSYN_OFS_TYPE_NO_CRC) &&(messageType != FRTSYN_OFS_TYPE_CRC)) {return FRTSYN_E_INVALID_PDUID;}/* 验证CRC（如果启用） */if ((messageType == FRTSYN_SYNC_TYPE_CRC) || (messageType == FRTSYN_OFS_TYPE_CRC)) {uint8 calculatedCrc = Crc_CalculateCRC8H2F(&message[2], messageLength - 2);if (calculatedCrc != message[1]) {return FRTSYN_E_INVALID_PDUID;}}return FRTSYN_E_OK;
}/* 超时错误处理 */
void FrTSyn_Internal_HandleTimeout(uint8 controller)
{/* 记录超时事件 */FrTSyn_Internal_LogTimeoutEvent(controller);/* 重新启动传输定时器 */FrTSyn_Internal_RestartTransmissionTimer(controller);/* 检查是否需要进入错误状态 */if (FrTSyn_Internal_GetTimeoutCount(controller) > FRTSYN_MAX_TIMEOUT_COUNT) {FrTSyn_Internal_SetState(FRTSYN_STATE_ERROR);}
}

9. 总结

FrTSyn模块作为AUTOSAR基础软件的重要组成部分，为FlexRay网络提供了可靠的时间同步功能。

9.1 主要优势

精确的时间同步
  • 支持微秒级的时间同步精度
  • 基于FlexRay网络的确定性传输
  • 支持全局时间和偏移时间同步
灵活的配置选项
  • 可配置的传输周期和防抖时间
  • 可选的CRC保护机制
  • 支持多种时间域配置
完善的错误处理
  • 开发错误检测和报告
  • 运行时错误恢复机制
  • 状态机管理确保系统稳定性

9.2 应用场景

汽车电子系统
  • 发动机控制系统时间同步
  • 制动系统协调控制
  • 车身电子系统同步
工业控制系统
  • 分布式控制节点同步
  • 实时数据采集时间戳对齐
  • 多轴运动控制系统协调
网络通信系统
  • 网络诊断和监控
  • 数据包时间戳处理
  • 网络性能分析

9.3 技术特点

标准化设计
  • 遵循AUTOSAR标准规范
  • 与其他AUTOSAR模块良好集成
  • 支持多种配置和部署方式
高性能实现
  • 优化的消息处理算法
  • 高效的状态机设计
  • 最小化CPU和内存占用
可靠性保证
  • 完善的错误检测和处理
  • 状态机确保系统稳定性
  • 支持故障恢复和复位

FrTSyn模块通过其精确的时间同步能力、灵活的配置选项和完善的错误处理机制，为AUTOSAR系统提供了可靠的时间同步解决方案，满足了现代汽车电子系统对时间同步的严格要求。

http://www.xdnf.cn/news/1486837.html

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