汽车电子控制器处理芯片及ECU板级抽象技术研究报告 - 图文(5)

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图9 复杂驱动层示意图

复合驱动（如图3-2所示）使用对微控制器的直接访问来实现复合的传感器评估和致动器控制，它所访问的微控制器使用指定的中断和/或复合的微控制器外设（如PCP，TPU），例如：

· 注入控制（injection control）

· 整流管控制（Electric valve control）

· 增量位置检测（Incremental position detection）

例子：

图10 复杂驱动内容

任务：满足处理复合传感器和致动器的特殊功能和时间需求。

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复杂驱动在实现上高度依赖于μC、ECU和应用。

1.4 ECU抽象层 1.4.1 通信硬件抽象

图11 通信硬件抽象层次图

通信硬件抽象是从通信控制器的位置和ECU硬件布局中抽象出来的一组模块。对所有的通信系统来说，都需要特定的通信硬件抽象（如：LIN，CAN，MOST，FlexRay）。它提供平等的机制来访问总线通道（如：LIN、CAN、SPI、FlexRay），而不管这些总线通道的位置（在片上或在板上）。

例子： 一个ECU有一个带有两个内部CAN通道的微控制器，以及一个带有四个CAN控制器的板载ASIC。CAN-ASIC通过SPI与微控制器连接。

通信驱动通过总线特殊接口来访问（如CAN接口）。

通信硬件抽象在实现上与微控制器无关，而依赖于ECU硬件和外部设备。其上层接口

依赖于总线，而与微控制器和ECU硬件无关。

通信抽象层主要是LIN接口、CAN接口和CAN收发驱动、FlexRay接口和FlexRay收发

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驱动构成。

通信硬件抽象CAN接口LIN接口CAN收发驱动FlexRay接口FlexRay收发驱动 通信驱动SPI串行外外设接口驱动LIN驱动CAN驱动FlexRay驱动 微控制器SPISCI/LINCANFlexRay

图12 通信硬件抽象层和通信驱动层

1.4.1.1 LIN接口

LIN接口(包括LIN TP)：为上层LIN SM模块和PDU Router模块提供驱动抽象接口，通过下层驱动模块对LIN硬件设备进行控制。功能主要包括：根据上层通信模块切换调度表，执行LIN数据帧的收发，控制设备的唤醒和睡眠，错误处理以及诊断服务。其向下层的软件架构如下图所示。

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图13 LIN Interface架构

LIN接口被设计成硬件无关的。到上层模块（PDU路由器）和下层模块（LIN驱动）的接口被很好地定义。

LIN接口可以处理一个以上的LIN驱动。一个LIN驱动能够支持一个以上的通道。这指的是LIN驱动能够处理一个或多个LIN通道。

LIN接口负责向上层提供LIN 2.0主要功能有：

（1）为每个与ECU连接的LIN总线执行当前选择的调度。 （2）当上层请求到来时，切换调度表。

（3）从上层接收帧的传送，并传送数据部分作为适当LIN帧中的响应。 （4）当相应的响应在适当的帧中接收时，为上层提供帧接收通知。 （5）睡眠和唤醒服务 （6）错误处理 （7）诊断传输层服务

1.4.1.2 CAN接口

CAN接口：为上层CAN SM模块，CAN NM模块，CAN TP模块以及PDU Router模块和下层CAN控制驱动和CAN收发驱动提供接口。提供了唯一的接口来访问管理CAN硬件设备，为上层服务层抽象了CAN硬件设备的分布和数量。其与下层软件结构关系如下图：

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图14 CAN Interface下层软件结构

CAN接口提供标准化的接口，通过ECU的CAN总线系统来支持通信。其API与专用CAN控制器及其通过CAN驱动层的访问无关。CAN接口能够通过统一的接口访问一个或多个CAN驱动。

CAN接口仅能用于CAN通信，并且是为操作一个或多个底层CAN驱动而专门设计。涵盖不同CAN硬件单元的几个CAN驱动模块由一个在CAN驱动规范中指定的通用接口来表示。CAN之外（也就是LIN）的其他协议不支持。

1.4.1.3 CAN收发器驱动

CAN收发器驱动负责对CAN收发器硬件进行控制驱动，为上层CAN接口模块提供CAN收发器硬件抽象接口。

CAN收发器驱动负责处理ECU上的CAN收发器，依据的是与整个ECU当前状态相关的总线专用NM的状态。

CAN收发设备驱动的目标：CAN收发设备驱动抽象使用CAN收发设备硬件芯片。它向更高层提供硬件无关接口。它也可以通过MCAL层的API从ECU设计中抽象出来，访问CAN收发设备硬件。

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