Autosar CAN协议栈移植

背景

项目使用的芯片是AM62A7，MCU是它的协处理器（单核 Arm Cortex-R5F）。对于AM62这款芯片vector的回复是之前没有做过Canbedded，且同意开发新芯片的CBD的可能性是比较小的，因此需要将Autosar的CAN协议栈移植到项目上来。

AM62x是德州仪器（Texas Instruments）推出的一款高性能嵌入式处理器系列。

准备工作

MCAL下载：不涉及。如果需要，参考：CCS使用笔记 | 仙人

协议栈移植

往工程添加需要的文件

基于SIP包的Demo做修改，删掉多余的无关文件，剩下的就是需要参与编译的文件了。

• 删除无关的canoe工程等调试文件

• Appl 删掉 ti 和 RteAnalyzer 文件夹

• Appl\GenData 删掉无关模块文件，以及启动链接等相关文件。

• 在Configurator里面把与CAN协议栈无关的模块删掉，增加缺少的模块，如CanTrcv模块。然后，重新生成代码。
  如何删除模块，可以参考下图：

  

• 添加需要的BSW模块的静态代码到项目工程里

  

关于OS模块

项目跑FreeRTOS，不用AUTOSAR OS模块（为了省钱）。

所以，生成代码后把OS相关文件去掉。其中需要注意的是，为了访问OS API，RTE包含了Os.h头文件。所以 Appl\GenData 下面生成的这几个文件要保留，否则编译会报错：

同样，OS静态代码要添加头文件如下。

除此之外，还会缺少一些OS相关的接口。可以建一个Usr_Common文件夹，放一些自定义内容，其中Os_User.c文件是为了适配OS相关的接口，需要自己实现，需要实现的内容如下：

1. Hardware Loop Check，具体实现：

   • 只开关CAN中断

   • 使用systick实现Hardware Loop check

2. 增加临界区保护机制

   • 任务侧：通过调用 SuspendAllInterrupts禁用CAN中断并挂起调度器，确保自身独占访问共享变量。没有采用互斥信号量，因为会存在上下文切换的开销，实测对报文周期影响比较大。

   • 中断侧：CAN中断处理程序仅在中断未被禁用时执行，而任务的临界区会禁用中断，故二者不会冲突访问。

代码要点：

• 嵌套处理：使用 os_user_suspend_nesting_counter跟踪嵌套，确保只有最外层调用实际开关中断。

• 调度器挂起：通过 vTaskSuspendAll和 xTaskResumeAll防止多任务竞争静态变量。

• 中断状态保存与恢复： HwiP_disableInt和 HwiP_restoreInt确保仅CAN中断受控，不影响其他中断。

说明：

• 中断处理中的访问：CAN中断执行时任务未处于临界区（因中断未被禁用），故无需额外保护。

• 调度器挂起的作用：防止任务切换，但不影响中断。结合禁用CAN中断，确保单任务访问且不被中断打断。

协议栈初始化

根据TR文档的描述，EcuM的初始化分为两部分：一部分是在操作系统启动运行之前进行的初始化，第二部分在操作系统启动后执行。

• 第一部分将由函数 EcuM_Init执行。这个函数执行DriverInitLists的“EcuMDriverInitListZero”和“EcuMDriverInitListOne”，进行基本驱动初始化。然后，EcuM_Init 通过调用 StartOS 函数来启动OS。

• 初始化序列的第二部分将由 EcuM_StartupTwo 执行。在操作系统启动后立即调用此函数一次。

何时调用这两个函数?

ECU上电之后程序开始执行：启动文件->BootLoader->Application，进入“main”函数，也就是我们熟知的用户代码程序。这里主要分析EcuM管理的上电到程序运行过程。

如下图所示，C Init Code一般是应用程序的main函数，即 EcuM_Init在应用程序的 main 函数被调用，EcuM将控制ECU的启动流程，EcuM调用StartOS，让Os完成Task的激活。

实际实现如下：

前面提到了， EcuM_Init并不能完成MCU所有的初始化动作，在StartPreOS Sequence阶段主要完成DET模块（最先完成初始化，便于其它模块可以上报错误）以及一些硬件外设的初始化，如Port、Watchdog等。

在StartPostOS Sequence阶段 EcuM_StartupTwo将完成SchM（Os），BSW模块的初始化，其中各个模块的初始化（Can_Init、CanIf_Init等）在BswM中完成。程序所需的所有外设、模块初始化之后，启动Scheduler定时，即周期性的执行BSW/SWCs任务，至此App程序得以运行。

实际实现如下，在操作系统启动后立即调用此函数一次：

协议栈运行

创建一个FreeRTOS的任务，运行协议栈相关主函数，参照 Rte.c 的Default_BSW_Async_Task。

void can_thread(void *args)
{
    for(;;)
    {
        CanTp_MainFunction();
        Dcm_MainFunction();
        ...
        ...
    }
}

问题记录

1. mcu跑飞

   最终定位到是执行到 Can_EccInit挂的。原因是Demo工程用的是MCAN2，实际用的是MCAN0，查看datasheet这款芯片R5F核，最多到MCAN1，按照电路图修改Autosar里面的配置为MCAN0就好了。

2. DET：BswM_MainFunction函数，errorid是1

   这个DET代表BswM未初始化，实际上是有调用初始化的。出现这个DET是因为没有及时请求通信，Ecu State状态机走到了shutdown状态，执行了BswM反初始化，但是实际上ECU还在正常运行。因为，该项目只有CAN协议栈是用的Autosar，Power模块不使用Autosar机制，所以出现该问题。

中断

R5F的中断是通过 HwiP_irq_handler统一处理的， HwiP_irq_handler调用vApplicationIRQHandlerConst，然后根据 HwiP_construct注册的中断号和处理函数，执行对应的中断服务函数。

对于上层应用来说，调用 HwiP_construct注册需要的中断就行了。

问题记录

1. 使用中断收发报文的话， GetElapsedValue函数的传入传出参数需要赋值，比如*ElapsedValue = 0;，否则是随机数的话接收会有问题，因为传入的参数在外面没有初始化。代码包的问题，vector的正式包解决了这个问题。

2. 基于ti给的demo将报文收发改为中断方式，测试的时候发现，如果关掉canoe再重新打开，ECU发不出报文，mcu没有任何打印，已知不是进入DET。也就是说进入noack状态，再恢复后，报文不会恢复发送。

   原因在于，ti的demo使能了所有can相关的中断，但是autosar生成的中断服务函数，只处理了部分中断。如果触发了autosar接口没有处理的中断，那么中断标志会清不掉，导致其他中断也处理不了。所以应该基于CanInterrupt_30_Mcan的处理情况，在调用MCAN_enableIntr时，只使能部分中断。

NM

Passive Autosar Nm设计 | 仙人

Linker

1. linker.cmd增加自定义段。示例如下

/* This is used to store memory segments related to the AUTOSAR. */
GROUP
{
    .text.Autosar: {} palign(8)
    .rodata.Autosar: {} palign(8)
} > MSRAM

/* This is used to store memory segments related to the TI SDK library files.
*/
GROUP
{
    .text.ti_lib: {"freertos.am62ax.r5f.ti-arm-clang.release.lib"<*.obj>(.text)} align(8)
} > MSRAM

2. 修改MemMap配置。示例如下

#pragma clang section text = ".text.Autosar"
#pragma clang section text = "" // Restore default

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