手写Autosar架构的CAN通讯协议栈2（CanIf模块详解-上）
目录
前言
参考资料介绍
Autosar架构Can通讯链路介绍
Can报文接收链路的理解与实现
功能实现1：软件过滤
功能实现2：接收报文查找算法（软件滤波类型）
功能实现3：Can邮箱索引在接收报文中的使用
功能实现4：接收报文为一段范围的CanId
源码展示
结语
前言
一直以来，我们都是以Autosar工具链使用者的角度去理解Autosar各个模块以及配置项，很多模块、配置项总感觉理解不够深入。
通过看Autosar标准规范去理解吧，规范又过于抽象。
（Autosar标准规范举例）
看工具链的代码吧，代码量实在是太大，不知从何看起，实在是没办法从头到尾研究完某个模块的代码。
（HaloOS代码举例）
但仔细想了想，不理解或许是正常的。
因为人家Autosar工具链厂家设计的代码，是把Autosar标准的所有功能都实现了。
他们的目的，是把这套工具链卖给整个行业内的各个企业、匹配各种需求场景。
......
然而，如果我们以设计者的角度去理解Autosar模块，情况就完全不一样了。
这篇文章，我们就以设计者的角度，去从0去实现CanIf模块，从根源上理解Autosar CanIf模块功能、各个配置项的意义。
参考资料介绍
在我们进入正题之前，先把我们会用到的资料列一下：
1、Autosar标准规范-MCAL-Can模块规范
AUTOSAR_SWS_CANDriver.pdf
2、Autosar标准规范-Bsw-CanIf模块规范
AUTOSAR_SWS_CANInterface.pdf
3、HaloOs开源代码（Can模块代码、CanIf模块代码）
https://gitee.com/haloos/
Autosar架构Can通讯链路介绍
在深入了解CanIf模块之前，我们先从宏观视角了解一下CanIf模块在Autosar架构Can协议栈中的位置：
（图片来源：AUTOSAR_SWS_CANInterface.pdf）
可以看到，CanIf的上层模块非常多，比如CanTp（诊断报文）、PduR（应用报文）、CanNm（网管）等等。
下层模块我们主要关心2个：Can模块（Can控制器）、Can收发器模块。
好了，CanIf模块所处的位置及上下层模块有个概念就行，我们暂时不去纠结各个模块的作用。
接下来，我们就从微观角度，理解CanIf模块功能。
Can报文接收链路的理解与实现
功能实现1：软件过滤
我们在了解CanIf模块软件过滤的功能前，先来看看Can模块收到报文后，是怎么传给CanIf模块的：
当接收到CAN总线的Can报文时，Can模块会把CANID、报文类型、DLC这些内容一起传给CanIf模块，如下图所示：
其中Can报文类型已经包含在CanIf_RxIndication的CanId参数里面了。
举个栗子：
0x00000123则代表标准帧、CAN格式的0x123报文
0x01000123则代表标准帧、CANFD格式的0x123报文。
好了，了解了这些内容后，我们就可以来认识一下CanIf模块的软件过滤功能了。
我们从前面的Autosar架构图我们看到：“所有的Can报文都必须经过CanIf模块”：
这句话实际上隐藏了很多信息：
①为什么接收报文经过了CanIf模块，就知道要往哪个上层送？
②如果是Can矩阵（或DBC）里面没有定义的报文，CanIf能知道上层模块是谁吗？
因此，对于接收报文来说，很重要的一个功能就出来了：软件过滤。
CanIf模块会定义Can矩阵（或DBC）里所有需要接收的报文的CANID、报文类型、DLC。
具体怎么定义呢？
我们来看下CanIf模块的代码：
可以看到，上图中结构体数组大小为2，即定义了2条接收报文。（这个结构体数组我们下面会经常用到，hrh_rx_pdu_canif_hrh_cfg[ ]）
数组中详细定义了2条接收报文对应的报文属性（CanID、DLC、报文类型）。
报文从Can模块送至CanIf模块后，CanIf模块会轮询上面这个数组，并把Can模块传过来的CanId跟数组中的每个报文的CanId进行对比。
情况1：如果在数组中找到了对应的CanId，那么就认为成功接收到了我们需要的报文，然后再根据用户需求决定是否进行报文DLC判断，如果需要判断DLC，且最后DLC检查通过了，则把报文送到对应的上层模块进行处理。
情况2：如果找完了一整个数组都没找到对应的CanId（实际上不是找完一整个数组，原因我们下面会讲到，我们这里暂时认为找完了一整个数组），或需要检查DLC，但DLC检查不通过，CanIf模块就会把这条报文丢掉，不再继续送到上层进行处理。
至于每条报文的上层模块是哪里，则取决于数组里面的这个参数：
朋友们，我们上面说的这么多内容，不就是对应Autosar工具链接收报文的这些配置项嘛：
功能实现2：接收报文查找算法（软件滤波类型）
好了，我们现在知道接收报文要进行软件过滤，从代码层面来说，就是要轮询CanIf模块的接收报文结构体数组hrh_rx_pdu_canif_hrh_cfg[ ]，如下图所示（只有2条接收报文）：
如果某个项目有几十条，上百条报文呢？
那么，如果还是一个简单的For循环从上到下轮询这个结构体数组，这样的查找方法就会导致浪费很多时间。
因此， CanIf模块中的“SoftwareFilterType” (软件滤波类型)功能就出来了。
于是，静态代码中把“线性查找”、“二分法查找 ”等其它查找方式都实现了，然后用户开发时再根据项目报文数量，开启对应的滤波算法。
这就是软件滤波类型的由来了。
功能实现3：Can邮箱索引在接收报文中的使用
（额...，“邮箱索引的使用”，这不能算功能，但这个内容很重要）
首先，我们假设要实现1路CAN总线，且共有5条接收报文。
我们都知道，报文是通过CAN控制器的CAN邮箱收上来的，在开发的时候，每条报文都必须配置对应的CAN邮箱。
对应方式可以一条报文对应一个CAN邮箱，即FullCAN。也可以多条报文对应一个邮箱，即BasicCAN。（关于FullCan和BasisCAN，这是属于CAN模块的内容，我们这里就不展开讲解了）
接下来，我们假设配置了3个接收邮箱。
CAN邮箱0（BasicCAN）：接收2条报文（如：0x001,0x002）
CAN邮箱1（BasicCAN）：接收2条报文（如：0x003,0x004）
CAN邮箱2（FullCAN）：接收1条报文（如0x005）
我们前面说了，CanIf模块接收到报文后会轮询接收报文结构体数组hrh_rx_pdu_canif_hrh_cfg[ ]，我们接收的5条报文的结构体数组如下示（代码省略部分内容）
于是，我们的问题就来了。
假设现在CAN模块收到了CAN报文的ID为0x005，然后送到了CanIf模块，如果我们不管CAN邮箱，直接轮询整个CanIf模块的接收报文结构体数组hrh_rx_pdu_canif_hrh_cfg[ ]，如下图所示：
当然了，这里我们只有5条报文，报文少，轮询一下也没什么问题。
但是，如果情况变成这样：我们有100条报文要接收，Can邮箱0、Can邮箱1的报文加起来是99条，报文0x005还是在Can邮箱2里面，且还是只有1条。
这种情况下，如果还是这样轮询，就实在太傻了，过于浪费时间了。
所以，为了避免这种情况，Can邮箱索引的作用就来了。
这个Can邮箱索引，是指每个Can邮箱都有1个对应的号码，即邮箱ID（邮箱ID从0开始递增），举例如下图所示：
然后，我们把CanIf模块定义好的每条接收报文，都对应上所属于CAN邮箱。
HaloOs它的实现方式如下：
使用“NofRxPdus“这个参数表示这个邮箱有多少条报文，再通过“RxPduList”这个参数指向接收报文结构体数组hrh_rx_pdu_canif_hrh_cfg[ ]中对应的首条报文。
于是，接收到Can模块在接收到CanId为0x005的报文后，由于是从Can邮箱2收上来的，且Can邮箱2是FullCan，只有1条报文。
因此，无论Can邮箱0、Can邮箱1有多少条报文，对于报文0x005来说，完全不用轮询数组，直接就能找到了CanIf模块报文结构体数组hrh_rx_pdu_canif_hrh_cfg[ ]所在的位置，如下图所示。
而如果Can模块在是接收到CanId为0x002的报文，由于Can邮箱0只有2条报文，则只需要轮询CanIf模块报文结构体数组hrh_rx_pdu_canif_hrh_cfg[ ]中的2个元素就可以了，如下图所示：
朋友们，这时候感受到Can邮箱Id的作用了吧。
我们再来看一下CanIf模块的标准接收接口：
从上图可以看到，CanIf_RxIndicaiton函数的参数里面就有报文对应的Can邮箱ID。
朋友们，这就是为什么我们在工具链配置CanIf模块的接收报文时，接收报文要索引Can模块的Can邮箱（如下图所示）
功能实现4：接收报文为一段范围的CanId
接收一段范围的CanId这个功能一般情况下主要是用于接收Can网管报文。
这个功能实际上很好理解，
比如Can网管报文ID范围为0x500-0x57F，我们不可能在CanIf模块定义0x500-0x57F中的每条报文吧？
因此，我们只需要在CanIf模块的报文结构体数组hrh_rx_pdu_canif_hrh_cfg[ ]中定义一个含CanIf范围的报文就可以了，如下图所示：
在接收到Can报文后，只需要判断一下Canid是否在指定的范围内即可。
对应的CanIf模块配置项如下图所示：
源码展示
在把我们上面讲的功能捋清楚后，我们再来看看源代码，这样就非常清晰了。
我们这里仅简单举例，具体大家可以去下载HaloOs的源码研究。
结语
大家有兴趣也可以打开Autosar工具链（HaloOs工具链）看看，与接收报文相关的功能与配置项，就是我们上面讲到的这些配置项，其实它没多少东西的。
下篇文章，我们继续讲解CanIf模块的功能。
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