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AUTOSAR 架构下看门狗的理解

本文主要介绍AUTOSAR 架构下的WdgDriver WdgIf WdgM 模块,分析模块之间的依赖关系以及运行原理以帮助快速理解。本文以MPC5746R为主控芯片,以FS6500为SBC,DaVinci Configurator 为AUTOSAR工具链。

01

模块架构与依赖

1、模块介绍

AUTOSAR架构中的WDG 一共分为三个部分,Wdg Driver Wdg Interface Wdg Manager。其中Wdg Driver分为 External watchdog driver 与 Internal watch driver。其中外部驱动由SBC提供功能,内部驱动由SWT模块提供功能。MPC5746R有三个SWT(Soft Watchdog Timer),SWT0 负责CPU0,SWT1负责CPU1,SWT2可以由CPU0 与CPU1访问。

Wdg Driver 提供底层喂狗与设置看门狗模式的驱动函数,由WdgIf抽象成Wdg Device。WdgM获取WdgIf的抽象数据得到底层的配置数据与驱动接口函数。

WdgM一共支持三种形式的看门狗检查方式。1.AliveSpuervision 2.DeadlineSupervision 3. LogicalSupervision。

AliveSpuervision提供一般的喂狗服务,即监控周期性程序是否能正常执行,保证程序处于Alive状态。

DeadlineSupervision提供监督软件在两个状态之间的转换时间。

LogicalSupervision提供监督软件执行顺序的正确性。

根据不同的检查方式,WdgM可以抽象出不同的CheckPoint,Rte层可以通过函数

WdgM_CheckpointReached()来通知WdgM程序正在正确运行。

2、模块交互与依赖

看门狗模块由WdgM统一管理后对外,这里只围绕WdgM模块分析与其他模块的依赖性。

WdgIf模块,WdgM通过WdgIf接口更改WdgDriver的驱动模式,同时通知看门狗触发条件

EcuM模块,管理WdgM的Initializing 和DeInitializing状态,在Sleep模式下出发硬件看门狗

Mcu模块,在WdgM监控程序失败之后,可以通过Mcu的接口Mcu_PerformReset立即重新ECU单元

Det模块,诊断开发中的错误

Dem模块,WdgM 在侦测到错误之后,可以通过Dem模块触发Event

SchM模块,WdgM 调用SchM模块接口WdgM_GlobalSuspendInterrupts进入临界区,WdgM_GlobalRestoreInterrupts退出临界区

Rte模块,Rte通过WdgM_CheckpointReached()接口,监控SWC是否按照设计运行

BswM模块,WdgM在监控Spuervised Entity失败后,可以通过BswM模块重启被监控程序

OS模块,周期性调度Task通过WdgM_MainFunction()调用WdgM_UpdateTickCount()接口为WdgM提供时间戳

具体框图如下:

02

模块配置

1、Wdg

Wdg Driver提供三种喂狗模式给WdgM管理,WdgM可以通过Wdg_SetMode接口设置看门狗运行模式

WdgSettingFast 快速喂狗

WdgSettingOff 关闭看门狗

WdgSettingSlow 慢速喂狗

Wdg External Trigger Counter :外部定时器,定时调用Cbk函数,检测喂狗条件并喂狗

2、Wdg_Sbc

WdgGptChannelParameterRef :关联Gpt 模块,利用Cbk函数喂狗执行喂狗操作。

Q :为何要用定时中断喂狗?

A : 一般理解,不在定时中断函数中喂狗是为了方式在主函数异常的情况,中断服务函数还能正常执行,这样喂狗起不到真正的作用。在AUTOSAR中为何在SBC 外部看门狗采用这种方式,因为 Wdg_30_Sbc_SetTriggerCondition 函数只是负责根据配置调整看门狗喂狗的时机,然后Gpt的Cbk函数会在这个时间到达的同时执行喂狗操作。如果,MainFunction没有及时的设置看门狗触发条件,Cbk会因为提前喂狗导致看门狗出错.

截取Gpt回调函数如下:

3、WdgIf

关联Wdg Driver驱动函数,与WdgM直接通过函数接口关联,因此WdgIf没有Lcfg文件.关联的关键函数如下

4、WdgM

WdgMDemEventParameterRefs :关联Dem模块,在WdgM模块出错时可以Event的方式记录下来。

WdgMMode :

1)WdgMAliveSupervision :激活监控模式

2 ) WdgMDeadlineSupervision :截止监控模式

3)WdgMLocalStatusParams :逻辑监控模式

4)WdgMSupervisedEntity :监控实体

WdgMWatchdog ::管理的Wdg Device,需要关联WdgIf 的Device,通过配置的WdgM_ConfigSet关联不同的Device,可以实现不同的Wdg Device关联不同的Core。

1.、关联WdgIf Device

2、关联Trigger 的Device

3、关联Core

3

源码分析

WdgIf 有两个对外接口:Std_ReturnType WdgIf_SetMode(uint8 DeviceIndex, WdgIf_ModeType WdgMode )

void WdgIf_SetTriggerCondition( uint8 DeviceIndex, uint16 Timeout )

都是通过DeviceIndex 来确定所属的驱动列表,WdgM模块会通过所管理的Device数量来轮询调用接口

截取一段WdgM_Init的代码说明:

1、内部狗与外部狗的区别

WdgM对外部狗与内部狗的管理方式相同,都是通过SetTriggerCondition的方式设置,在通过关联的Gpt模块的Ckb函数来实现喂狗。但是两者在内部实现方式不一致。

内部狗通过定时器完成计数,每次触发中断都会关闭定时器,需要SetMode重新开启然后继续计数,最后在Cbk中完成喂狗。

设置运行模式,开启定时器

设置触发条件,写入计数值

Gpt 回调函数检测喂狗条件,并喂狗

2、Checkpoint

WdgM 提供了三种对SupervisedEntity的方式

1. Alive

2. Deadline

3. ProgrameFlow

WdgM通过接口函数WdgM_CheckpointReached 来表示SpuervisedEntityes的Checkpoint到达,函数接口的详细描述如下。

Std_ReturnType WdgM_CheckpointReached( WdgM_SupervisedEntityIdType SEID, WdgM_CheckpointIdType CheckpointID );

04

多核的WdgM管理

WdgM支持多核,每个内核互不干扰,每个Core下面都关联了单独的SupervisedEntityes, 每个Core都需要单独单独调用WdgM_MainFunction。

1.获取CoreId,根据CoreId获取配置指针

2. 更新WdgM节拍数

WdgM提供三种更新节拍数的方式

1. WDGM_INTERNAL_SOFTWARE_TICK , 通过MainFunction调度跟新节拍

2. WDGM_OS_COUNTER ,根据OS节拍数跟新WdgM节拍

3. WDGM_EXTERNAL_TICK ,根据接口WdgM_UpdateTickCounter更新节拍

3. 更新SpuervisedEntityes的状态

4. 根据Global Spuervised Entityes的状态喂狗


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原始发表时间:2021-09-08

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