前言
一直以來，我們都是以Autosar工具鏈使用者的角度去理解Autosar各個模塊以及配置項，很多模塊、配置項總感覺理解不夠深入。
通過看Autosar標準規范去理解吧，規范又過于抽象。
（Autosar標準規范舉例）
看工具鏈的代碼吧，代碼量實在是太大，不知從何看起，實在是沒辦法從頭到尾研究完某個模塊的代碼。
（HaloOS代碼舉例）
但仔細想了想，不理解或許是正常的。
因為Autosar工具鏈廠家設計的代碼，是把Autosar標準的所有功能都實現了。
他們的目的，是把這套工具鏈賣給整個行業內的各個企業、匹配各種需求場景。
......
然而，如果我們以設計者的角度去理解Autosar模塊，情況就完全不一樣了。
這篇文章，我們就以設計者的角度，去從0去實現CanIf模塊，從根源上理解Autosar CanIf模塊功能、各個配置項的意義。
參考資料介紹：
在我們進入正題之前，先把我們會用到的資料列一下：
1、Autosar標準規范-MCAL-Can模塊規范
AUTOSAR_SWS_CANDriver.pdf
2、Autosar標準規范-Bsw-CanIf模塊規范
AUTOSAR_SWS_CANInterface.pdf
3、HaloOs開源代碼（Can模塊代碼、CanIf模塊代碼）
https://gitee.com/haloos/
（本文涉及的源代碼來源都是開源的HaloOs，大家可自行下載）
1
Autosar架構Can通訊鏈路介紹
在深入了解CanIf模塊之前，我們先從宏觀視角了解一下CanIf模塊在Autosar架構Can協議棧中的位置：
（圖片來源：AUTOSAR_SWS_CANInterface.pdf）
可以看到，CanIf的上層模塊非常多，比如CanTp（診斷報文）、PduR（應用報文）、CanNm（網管）等等。
下層模塊我們主要是2個：Can模塊（Can控制器）、Can收發器模塊。
好了，CanIf模塊所處的位置及上下層模塊有個概念就行，我們暫時不去糾結各個模塊的作用。
接下來，我們就從微觀角度，理解CanIf模塊功能。
2
Canlf 模塊報文
接收鏈路的理解與實現
功能實現1：軟件過濾
在了解CanIf模塊軟件過濾的功能前，先來看看Can模塊收到報文后，是怎么傳給CanIf模塊的：
當接收到CAN總線的Can報文時，Can模塊會把CANID、報文類型、DLC這些內容一起傳給CanIf模塊，如下圖所示：
（圖片來源：AUTOSAR_SWS_CANInterface.pdf）
（圖片來源：AUTOSAR_SWS_CANInterface.pdf）
其中Can報文類型已經包含在CanIf_RxIndication的CanId參數里面了。
舉個栗子：
0x00000123則代表標準幀、CAN格式的0x123報文
0x01000123則代表標準幀、CANFD格式的0x123報文。
好了，了解了這些內容后，我們就可以來認識一下CanIf模塊的軟件過濾功能了。
我們從前面的Autosar架構圖可以看到：“所有的Can報文都必須經過CanIf模塊”：
（圖片來源：AUTOSAR_SWS_CANInterface.pdf）
這句話實際上隱藏了很多信息：
①為什么接收報文經過了CanIf模塊，就知道要往哪個上層送？
②如果是Can矩陣（或DBC）里面沒有定義的報文，CanIf能知道上層模塊是誰嗎？
因此，對于接收報文來說，很重要的一個功能就出來了：軟件過濾。
CanIf模塊會定義Can矩陣（或DBC）里所有需要接收的報文的CANID、報文類型、DLC。
具體怎么定義呢？
我們來看下CanIf模塊的代碼：
（HaloOs源代碼）
可以看到，上圖中結構體數組大小為2，即定義了2條接收報文。（這個結構體數組我們下面的講解會經常用到，hrh_rx_pdu_canif_hrh_cfg[ ]）
數組中詳細定義了2條接收報文對應的報文屬性（CanID、DLC、報文類型）。
報文從Can模塊送至CanIf模塊后，CanIf模塊會輪詢上面這個數組，并把Can模塊傳過來的CanId跟數組中的每個報文的CanId進行對比。
情況1：如果在數組中找到了對應的CanId，那么就認為成功接收到了我們需要的報文，然后再根據用戶需求決定是否進行報文DLC判斷，如果需要判斷DLC，且最后DLC檢查通過了，則把報文送到對應的上層模塊進行處理。
情況2：如果找完了一整個數組都沒找到對應的CanId，或找到CanId后需要檢查DLC，但DLC檢查不通過，CanIf模塊就會把這條報文丟掉，不再繼續送到上層進行處理。（說明：實際上不是找完一整個數組，原因我們下面會講到，我們這里暫時認為找完了一整個數組）
至于每條報文的上層模塊是哪里，則取決于數組里面每條報文的這個參數：
（HaloOs源代碼）
可見，0x299這條報文的上層模塊為PduR。
朋友們，我們上面說的這么多內容，不就是對應Autosar工具鏈接收報文的這些配置項嘛：
（HaloOs配置工具鏈）
（HaloOs配置工具鏈）
功能實現2：接收報文查找算法（軟件濾波類型）
好了，我們現在知道接收報文要進行軟件過濾，從代碼層面來說，就是要輪詢CanIf模塊的接收報文結構體數組hrh_rx_pdu_canif_hrh_cfg[ ]，如下圖所示（只有2條接收報文）：
（HaloOs源代碼）
如果某個項目有幾十條，上百條報文呢？
那么，如果還是一個簡單的For循環從上到下輪詢這個結構體數組，這樣的查找方法就會導致浪費很多時間。
因此， CanIf模塊中的“SoftwareFilterType” (軟件濾波類型)功能就出來了。
（HaloOs配置工具鏈）
于是，靜態代碼中把“線性查找”、“二分法查找 ”等其它查找方式都實現了，然后用戶開發時再根據項目報文數量，開啟對應的濾波算法。
這就是軟件濾波類型的由來了。
功能實現3：Can郵箱索引在接收報文中的使用
（額......，“郵箱索引的使用”，這不能算功能，但這個內容很重要）
首先，我們假設要實現1路CAN總線，且共有5條接收報文。
我們都知道，報文是通過CAN控制器的CAN郵箱收上來的，在開發的時候，每條報文都必須配置對應的CAN郵箱。
對應方式可以一條報文對應一個CAN郵箱，即FullCAN。也可以多條報文對應一個郵箱，即BasicCAN。（關于FullCan和BasisCAN，這是屬于CAN模塊的內容，我們這里就不展開講解了）
接下來，我們假設配置了3個接收郵箱。
CAN郵箱0（BasicCAN）：接收2條報文（報文ID：0x001,0x002）
CAN郵箱1（BasicCAN）：接收2條報文（報文ID：0x003,0x004）
CAN郵箱2（FullCAN）：接收1條報文（報文ID：0x005）
我們前面說了，CanIf模塊接收到報文后會輪詢接收報文結構體數組hrh_rx_pdu_canif_hrh_cfg[ ]，CanIf模塊接收的5條報文的結構體數組如下示（代碼省略部分內容）
于是，我們的問題就來了。
假設現在CAN模塊收到了CAN報文的ID為0x005，然后送到了CanIf模塊，如果我們不管CAN郵箱，直接輪詢整個CanIf模塊的接收報文結構體數組hrh_rx_pdu_canif_hrh_cfg[ ]，如下圖所示：
當然了，你可能說，這里只有5條報文，報文少，輪詢一下也沒什么問題。
但是，如果情況變成這樣：我們有100條報文要接收，Can郵箱0、Can郵箱1的報文加起來是99條，報文0x005還是在Can郵箱2里面，且還是只有1條。
這種情況下，如果收到0x005報文后，還是這樣輪詢，就實在太傻了，過于浪費時間了。
所以，為了避免這種情況，Can郵箱索引的作用就來了。
這個Can郵箱索引，是指每個Can郵箱都有1個對應的號碼，即郵箱ID（郵箱ID從0開始遞增），舉例如下圖所示：
（HaloOs工具鏈配置）
然后，我們把CanIf模塊定義好的每條接收報文，都對應自己所屬于CAN郵箱。
HaloOs的實現方式如下：
使用“NofRxPdus“這個參數表示這個郵箱有多少條報文。
如上圖代碼所示，Can郵箱0、1、2分別有2、2、1條報文。
再通過“RxPduList”這個參數，指向接收報文結構體數組hrh_rx_pdu_canif_hrh_cfg[ ]中對應的首條報文，如下圖所示：
于是，Can模塊在接收到CanId為0x005的報文后，由于這條報文是從Can郵箱2收上來的，且Can郵箱2是FullCan，只有1條報文。
因此，無論Can郵箱0、Can郵箱1有多少條報文，對于報文0x005來說，完全不用輪詢數組，直接就能找到了CanIf模塊報文結構體數組hrh_rx_pdu_canif_hrh_cfg[ ]所在的位置，如下圖所示。
而如果Can模塊是接收到CanId為0x002的報文，由于Can郵箱0只有2條報文，因此則只需要輪詢CanIf模塊報文結構體數組hrh_rx_pdu_canif_hrh_cfg[ ]中該郵箱對應的2個元素就可以了，如下圖所示：
朋友們，這時候感受到Can郵箱Id的作用了吧。
我們再來看一下CanIf模塊接收報文的標準接口函數：
（圖片來源：AUTOSAR_SWS_CANInterface.pdf）
（圖片來源：AUTOSAR_SWS_CANDriver.pdf）
從上圖可以看到，CanIf_RxIndicaiton函數的參數里面就有報文對應的Can郵箱ID。
朋友們，這就是為什么我們在工具鏈配置CanIf模塊的接收報文時，接收報文要索引Can模塊的Can郵箱，如下圖所示：
（HaloOs工具鏈配置）
功能實現4：接收一段范圍的CanId報文
這個功能一般情況下主要是用于接收Can網管報文。
這個功能實際上很好理解。
比如Can網管報文ID范圍為0x500-0x57F，我們不可能在CanIf模塊定義0x500-0x57F中的每條報文吧？
因此，我們只需要在CanIf模塊的報文結構體數組hrh_rx_pdu_canif_hrh_cfg[ ]中定義一個含CanId范圍的報文就可以了，如下圖所示：
（HaloOs源代碼）
在接收到Can報文后，CanIf模塊只需要判斷一下Canid是否在指定的范圍內即可。
對應的CanIf模塊配置項如下圖所示：
（HaloOs工具鏈配置）
3
源碼展示
在把我們上面講的功能捋清楚后，我們再來看看源代碼，這樣就非常清晰了。
我們這里僅簡單舉例，具體大家可以去下載HaloOs的源碼研究。
4
結 語
關于CanIf模塊的接收報文鏈路涉及的功能基本就是這些了，大家有興趣也可以打開Autosar工具鏈（HaloOs工具鏈）、源代碼看看。
下篇文章，我們繼續講解CanIf模塊剩余的功能：CanIf模塊的發送鏈路、設置Can控制器、收發器、Pdu模式、BusOff等。
作者公眾號：
