AUTOSAR Port原理概念详解

Posted 2022-04-29 嵌入式软件实战派

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在前面的文章《AUTOSAR SWC详解》提到了Port和Runnable是SWC的灵魂，配置好SWC还不能用的，接下来看看这个Port是什么东西？

在Davinchi Developer工具配置AUTOSAR中的Port的时候，遇到了两个概念：Port Prototype和Port Interface。
也许你会潜意识任务Port不就是Interface吗，Prototype是个啥玩意？
之前我也这么天真地认为，好长一段时间被AUTOSAR理解的这几个概念折腾得糊里糊涂。
1. Port Prototype和Port Interface
对于这个问题，找AUTOSAR官方文档看看：

PortPrototypes also referred as Ports in some places are the well-defined connection points for communication between different software-components. A PortPrototype is either required type or provided type.

这句话的意思是说，PortPrototype可以理解是端口，定义两个不同Component的连接点，用于两者之间通信。PortPrototype可以是Port 提供者（PPortPrototype）或Port的接收者（RPortPrototype）。

AUTOSAR官方对PortPrototype模型是这样的：

看不懂？
没关系！我举个例子，你一定能理解。
假设王家坝的王二狗家是一个Component，李家村的李翠花家是另一个Component，王二狗要娶李翠花，李家丈母娘要彩礼。那么王二狗家提供彩礼，就可以理解是PPortPrototype，而李翠花家接受彩礼，就可以理解为RPortPrototype。
这里引入另一个问题，彩礼怎么给过去呢，是转账还是用个皮箱子装着现金过去，这个就可以理解是彩礼的通信，即PortInterface。

这个好理解吧，那么接着来

其实，AUTOSAR官方是这样定义Port Interface的

The PortInterface defines the kind of information transported between two PortPrototypes. PortInterfaces are used to support a design-by-contract workflow. In other words, PortInterfaces represent a pivotal point in the AUTOSAR concept.

其实，我们可以简单粗暴地理解，Port Interface是将两个Component连接起来的桥梁。

2. SWC和Datatype的Prototype概念

提到Prototype这个概念，其实SWC也有Prototype这个东西，就想上次新建的SWC的例子，在Design窗口创建这个SWC就需要填写这个Prototype的名称。

按Vector支持的说法，这叫将SWC实例化。
上次的文章没有很关注这个概念，直接将这个名称填和Component Type同一个名称了，就看到的名称是CtApMySwc:CtApMySwc了

其实，更严谨地，这个Prototype处的名称，应该填CpApMySwc，即变成CpApMySwc:CtApMySwc，这样就更容易区分了。

除了SWC，Data Type也有个类似Prototype概念，那叫Application Data Type和Implement Data Type。

其实这个也很好理解，前者是在Developer中概念上得东西，后者是具体实现生成具体代码上得东西。

举例，上面讲到的彩礼，就好比是Application Data Type，而彩礼具体是什么，一部豪车、一栋房子或者一大笔钱，都可以是彩礼的具体实现方式，即Implement Data Type。彩礼是大家社会面口头上讲的东西，而钱、房子车等这些是亲家双方表达彩礼的实际的东西。

这个在后面专门将Data Type的时候详细讲解下，当然本次的教程也会用到这两个东西。

好了，搞全套了，SWC、Port和Data Type的这些让人糊里糊涂的概念扯清楚了。

3. Port Interface的种类特点

Prototype，像是一个抽象的象征性的概念，可能是为了便于人理解的，其在代码中却不是一个真是明确的存在，所以以下多讲下Interface，不太多关注这个Prototype的细节了。

一个发一个收，这种叫Send/Receiver Port

还有一种叫Client/Server Port

放在Component上就上这样的

以上这个图可能是大家经常看到的关于SWC Port的图了。
那么，Send/Receiver和Client/Server有啥区别。

继续王二狗和李翠花的例子，在他们两家结为亲家之后，亲戚之间是要走动的，比如李家托人送点礼物为王家，就好像是Send/Receiver，一个发一个收，很好理解。

那么，如果李翠花要回娘家，顺便带点礼物会来给王家，这就像是Client/Server，这个李家就像是提供了“跟李翠花唠唠嗑顺便给点小礼物”的这种服务，姑且叫它Server。

这样的比喻不是很严谨，如果你对这些概念很困惑，请暂且这样理解，如果你已经很理解了，就忽略这个比喻。

问题1：Port Interface的通信方式只能是一对一（1:1）的吗？

并不是，可以是一对多（1:n）或多对一（n:1）.

怎么理解呢？就拿送礼物来说，李家可以送礼物给王家，也可以送礼物给孙家等啊，对吧。当然，孙家也可以送礼物给王家啊。

这就是一对多和多对一的概念了。

问题2：Port Interface只能传一个内容吗？

也不是，可以传多个元素，组成队列来传。

比如，李家托人送了一只鸡给王家，突然想了下，地里的大葱挺好的，再送一把大葱过去。对于王家，先收到了鸡，然后有收到了大葱，像一个队列传过来的。

有些读者就会想到了，这个送的礼物，鸡、大葱、钱、房子等等，这些就是Data Type了，在AUTOSAR中，可以是基本的uint8,、uint32等，也可以是自己创建的IdtCaili（彩礼）这样的名称，从C的角度来看就是结构体啊、数组啊等等复杂的数据类型了。这些后面再讲。

问题3：RTE在SWC之间的传输起到什么作用？

好问题，这个就比较深入了，后面具体的配置会讲解。

例如王二狗和李翠花的例子，彩礼是他们直接就给过去吗？并没那么简单，他们是出于中国这种社会风俗中的，这个复杂的社会里面的种种就是这个RTE了，例如送彩礼送钱如果是转账，那要通过银行吧，就算送现金，也得找个皮夹子吧，这些东西都是这个社会RTE提供的，RTE就是这个婚姻风俗的运行环境。

那么实际上他们是这样的。

4. AUTOSAR的多种Interface

我们都讲到社会这个RTE了，有必要讲讲其他的Interface了

这里有三种Interface，其实这个在《这次我要通过Interface来贯穿整个AUTOSAR架构》有讲过这个。

1. AUTOSAR Interface

AUTOSAR Interface定义了软件组件和/或BSW模块之间交换的信息。该描述独立于特定的编程语言，ECU或网络技术。 AUTOSAR Interface用于定义软件组件和/或BSW模块的端口。通过这些端口，软件组件和/或BSW模块可以彼此通信（发送或接收信息或调用服务）。AUTOSAR使得可以在本地或通过网络在SoftwareComponents和/或BSW模块之间实现这种通信。

2. Standardized AUTOSAR Interface

Standardized  AUTOSAR Interface是其语法和语义在AUTOSAR中标准化的AUTOSAR Interface。Standardized AUTOSAR Interface通常用于定义AUTOSAR服务，这是AUTOSAR基本软件向应用程序软件组件提供的标准化服务。

3. Standardized Interface

Standardized Interface是一种在AUTOSAR中标准化的API，无需使用AUTOSAR Interface技术。这些Standardized Interface通常是为特定的编程语言（如C语言）定义的。因此，通常在始终位于同一ECU上的软件模块之间使用Standardized Interface。当软件模块通过Standardized Interface进行通信时，将无法再通过网络路由软件模块之间的通信。

好了，这些概念都讲清楚了，接着就实战吧，光说不练不是我的风格。
接着上面王二狗和李翠花的例子，在下面的设计和配置中都是根据这个例子来做，看看王二狗和李翠花在AUTOSAR是怎么成亲的。

由于篇幅比较长，这部分内容另开一篇文章详细讲解配置过程，敬请期待！

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