车载诊断框架 --- ECU运行周期operation cycle
我是穿拖鞋的汉子，魔都中坚持长期主义的汽车电子工程师。
老规矩，分享一段喜欢的文字，避免自己成为高知识低文化的工程师：
简单，单纯，喜欢独处，独来独往，不易合同频过着接地气的生活，除了生存温饱问题之外，没有什么过多的欲望，表面看起来很高冷，内心热情，如果你身边有这样灵性的人，一定要好好珍惜他们眼中有神有光，干净，给人感觉很舒服，有超强的感知能力有形的无形的感知力很强，能感知人的内心变化喜欢独处，好静，清静，享受孤独，不打扰别人不喜欢被别人打扰，在自己人世界里做着自己喜欢的事。
时间不知不觉中，来到新的一年。2024结束，2025开始新的忙碌。成年人的我也不知道去哪里渡自己的灵魂，独自敲击一些文字算是对这段时间做一个记录。
一、运行周期概念
ECU（Electronic Control Unit，电子控制单元）软件运行周期，即Operation Cycle，在汽车电子控制系统中具有特定的含义和重要性。以下是对ECU软件运行周期（Operation Cycle）的解释：
1、定义与理解
Operation Cycle定义了要运行的检测的开始和结束条件。在Operation Cycle开始时开始检测故障DTC，结束时停止检测。它可以看作是一个监控运行（monitor to run）的起止条件，一个操作循环可以包含多个监控循环test period。
类型与实例：
在Autosar等标准中，Operation Cycle有多种类型，如点火循环、上下电循环、OBD驾驶循环、暖机循环等。
点火循环一般指KL15满足off->on->off状态变化时为一个点火循环。
上下电循环可以理解为ECU从完全断电到供电的过程。
2、状态与设置
状态：在DEM（Diagnostic Event Manager，诊断事件管理器）中，Operation Cycle的状态包括DEM_CYCLE_STATE_START和DEM_CYCLE_STATE_END。
可以通过接口Dem_SetOperationCycleState设置Operation Cycle的状态。在程序初始化、DEM模块初始化时，将Operation Cycle设置为DEM_CYCLE_STATE_START；在Shutdown时序中，将Operation Cycle设置为DEM_CYCLE_STATE_END。
设置与控制：
Dem_SetOperationCycleState接口可以由SWC（Software Component，软件组件）调用，即Operation Cycle的起始和结束可以由上层控制。如果想获取当前Operation Cycle状态，可以通过Dem_GetOperationCycleState接口。
3 、与复位的关系
复位类型：ECU复位类型包括Application Reset、System Reset、异常复位（Trap）、诊断复位（如11服务、10 02/82）、Cold Start等。
复位与Operation Cycle：
一般和电压相关的复位类型（如冷启动）需要执行ECU的上下电时序，可以看作一个完整的操作循环。对于某些复位类型（如Application Reset），如果不会执行完整的Shutdown时序，则可能不被视为一个新的Operation Cycle。
复位后的处理：
在复位后，通常建议清除监控的所有中间变量，以避免DTC（Diagnostic Trouble Code，诊断故障代码）误报。例如，如果保留了故障检测计数器（FDC）等中间变量，可能会导致DTC上报过快。
4、应用与意义
周期性任务调度：
在ECU软件中，为了实现系统的实时性和可靠性，通常采用周期型任务调度方式。Operation Cycle作为检测的开始和结束条件，在周期性任务调度中起着重要作用。
故障检测与诊断：
Operation Cycle是故障检测和诊断的基础。在Operation Cycle内，根据预设的监控条件和周期进行故障检测。如果检测到故障，则根据故障检测计数器和确认阈值等参数进行故障确认和DTC存储。
软件设计与优化：
了解Operation Cycle的概念和原理有助于ECU软件的设计和优化。例如，在软件设计中需要合理设置监控条件和周期、处理复位后的状态恢复等问题；在软件优化中需要关注CPU负载和Task超时等问题以确保系统的稳定性和实时性。
二、实例化运行周期
操作周期的开始时间最迟在ECU完成启动序列时，并在ECU发生以下事件后的企业标准启动时间（比如2500毫秒）内启动，具体有如下类型：
1、ECU上电（电源连接至ECU）；
当电源首次连接到ECU时，ECU需要从无电状态启动。这是ECU操作周期的初始触发点之一。
2从睡眠模式唤醒（ECU收到唤醒请求）或实施者定义的其他等效模式。
ECU在睡眠模式下消耗的能量极少，但当收到唤醒请求时，它会从睡眠状态转为活动状态。这个唤醒过程也应触发操作周期的开始。
3、触发硬重置（非通过诊断服务发起，参见参考文献[ISO14229]对“硬重置”的定义）。
硬重置是一种强制性的ECU重启方式，不是通过诊断服务发起的。硬重置完成后，ECU应启动一个新的操作周期。
4、发送请求硬重置的诊断服务的肯定响应（参见参考文献[ISO14229]对“硬重置”的定义）。
当通过诊断服务请求硬重置，并且ECU发送了肯定响应后，这也应触发一个新的操作周期的开始。
5、操作周期的停止时间最早在ECU开始执行其关闭序列时，并在发生以下ECU事件之前停止：
6、断电（电源与ECU断开连接）。
当电源与ECU断开连接时，ECU的操作周期自然结束。这是ECU关闭的明确信号。
7、进入睡眠模式（ECU进入睡眠模式）或实施者定义的其他等效模式。
为了节能，ECU可能会在没有活动任务时进入睡眠模式。进入睡眠模式之前，ECU应完成其操作周期的关闭序列。
对于断点需要注意事项：
A：关闭序列关键步骤：
数据持久化：保存故障码（DTC）、自适应学习值至非易失存储（NVM）。
执行器安全复位：关闭喷油器、回位节气门，避免机械损伤。
资源释放：释放共享内存、关闭中断，防止资源泄漏。
B：实时性保障：
使用高优先级任务抢占式处理关闭流程。
通过硬件支持（如电源管理IC）缩短断电响应时间。
