AUTOSAR之DEM之二——report（event+debounce）

DEM诊断事件管理之二——report

Report

图1： dependencies of the Diagnostic Event Manager to other software modules

report也就是SWC或者BSW给DEM报诊断事件的状态。它由两个部分组成，一个是诊断事件（diagnostic event），一个是滤波（debounce）。可以把应用层或者BSW监控（monitor）某个组件component叫做一个诊断事件（diagnostic event），DEM会给每个诊断事件分配一个独一无二的识别码（EventId），来区分不同的事件。如应用层周期监控（monitor）KL30电电压（component）是否过压叫做一个诊断事件。在这个诊断事件中检测电压是否超过正常值的上限，再通过

Std_ReturnType FiM_GetFunctionPermission(

FiM_FunctionIdType FID,

boolean* Permission )

判断是否该功能被抑制（即诊断KL30电压过压的功能[1]），如果没有被抑制且电压超过有效范围最大值，这时SWC调用

Dem_SetEventStatus(EventID, DEM_EVENT_STATUS_PREFAILED)[2]

接口把诊断事件及诊断事件状态报给DEM；如果没有被抑制且电压没有超过有效范围最大值，这时SWC调用

Dem_SetEventStatus(EventID, DEM_EVENT_STATUS_PREPASSED)

接口把诊断事件及状态报给DEM；如果被抑制了，SWC也应当给DEM提示当前的功能无法执行，DEM会在内部对debounce的一些数据进行处理，如把debounce的counter复位。伪代码如下：

注[1]：电压监控事件怎么还能被抑制呢？因为这种诊断功能（function）都会与其他的事件相关联，存在其他的功能失效导致该功能会被抑制，所以在执行前都需要调用FiM_GetFunctionPermission(  FID, &Permission )获得执行的权利。可以防止由一个其他功能引起的另外一个功能异常的误报，如母线电压过低时，会导致抑制电机输出扭矩输出功能，诊断扭矩输出的功能也会被抑制。FIM功能多用于SWC，也可用于BSW。

注[2]：对于诊断事件发生故障时可以持续的给DEM发送DEM_EVENT_STATUS_PREFAILED状态，DEM内部debounce时，debounce counter不会重新计数；同样当每一次诊断事件结果passed时，可以持续的给DEM发送DEM_EVENT_STATUS_PREPASSED状态，DEM内部debounce时，debounce counter不会重新计数。具体详见下面的debounce章节。

 

void DiagOverVolt(void)

{

    res = ChkOverVolt()

    if(E_OK  == Fim_GetFunctionPermission(diag_volt_fid, &permission))

    {

        if(*permission == TRUE)

        {

              if(res == True)

              {

                         Dem_SetEventStatus(diag_volt_event_id, DEM_EVENT_STATUS_PREFAILED);

              }

              else

              {

                         Dem_SetEventStatus(diag_volt_event_id, DEM_EVENT_STATUS_PREPASSED);

              }

        }

        else

        {

              Dem_SetEventStatus(diag_volt_event_id, 0xff);//0xff means inhibition

        }

    }

    else

{…}

}

诊断事件分类：

诊断事件分为两种，一种是在SWC应用层的诊断事件，这种事件在report时使用的诊断接口为：

Std_ReturnType Dem_SetEventStatus(

Dem_EventIdType EventId,

Dem_EventStatusType EventStatus

)

还有一种诊断事件是在BSW中的诊断事件，这种事件在report时使用的诊断接口为：

void Dem_ReportErrorStatus(

Dem_EventIdType EventId,

Dem_EventStatusType EventStatus

)

如NVM的写入错误、读取错误、校验错误等，这些不需要debounce，可以直接判定是failed还是passed，直接调用Dem_ReportErrorStatus(NvmReadErrId, DEM_EVENT_STATUS_FAILED)。

 

Debounce

SWC的debounce逻辑：

当SWC通过Dem_SetEventStatus(EventId, EventStatus)把事件状态报给DEM后，剩下的工作全权由DEM处理。SWC是周期函数，一般在检测某个故障是否发生时，不会因为一个周期检测到失效，就判定该故障发生，而是故障发生持续一定的时间。而诊断事件状态从failed到passed也不是立即变化，也需要消抖（debounce）一定次数或时间。这也就是为什么需要debounce的原因。

消抖算法有基于时间的和基于次数的，两者可以统一于基于次数，因为对于诊断事件都是一个周期行的任务，消抖时间可以等于任务执行周期乘以次数，所以可以用消抖次数代替消抖时间。

debounce的几个参数

items	description	details
step-size/ DemDebounceCounterIncrementStepSize/DemDebounceCounterDecrementStepSize	步长	每次debounce counter增加或者减少的长度
debounce counter	消抖计数器	sint16类型的
DemDebounceCounterFailedThreshold		使得诊断事件状态为failed的debounce counter的阈值
DemDebounceCounterPassedThreshold		使得诊断事件状态为passed的debounce counter的阈值
DemDebounceCounterJumpDownValue		当debounce counter大于该值时，如果这时诊断事件的EventStatus是prefailed，那么debounce counter会被初始化为该值。这个机制是在DemDebounceCounterJumpDown为true的条件下使能。
DemDebounceCounterJumpUp		当debounce counter小于该值时，如果诊断事件的EventStatus是prepassed，那么debounce counter会被复位为该值。这个机制是在DemDebounceCounterJumpUp为true的条件下使能。

 

可以从下图中（原图来自AUTOSAR_SWS_DiagnosticEventManager Figure 7.30）可以清晰地看出debounce counter的意义。

图2：Example of counter based debouncing

IncreatementStepSize和DecreasementStepSize长度可以不同，DFCmax和FDCmin也不用互为相反数，根据不同需求确定这些参数。

但是在实际应用中，我们更希望failed状态能够更快速地可靠地报出来，而从failed恢复正常到passed的状态是足够可靠，所以当EventStatus为prefailed变为prepassed时，让debounce counter自然地从当前的数值往下减少，不使用DemDebounceCounterJumpDown机制；DemDebounceCounterJumpUpValue设置为0，这样即使当前debounce counter小于0，即为prepassed的状态，当EventStatus变为prefailed时，debounce counter重新从0计数，然后再以IncrementStepSize向上增长；即使会中途出现prepassed状态，也不影响。如下图：

图3：实际应用中的debounce 方式

从两图中可以发现每次report的EventStatus都是Prefailed或者Prepassed，而不是Failed或者Passed，因为对于需要debounce的故障而言，每次SWC对component的监控结果为failed或者passed，都是瞬态的，即使这个故障发生时间很长，SWC依然可以report这个故障的状态为prefailed，因为在DEM的denounce模块，该故障的debounce counter早已超过FDCmax，故障状态早已是failed了。在autosar文档规定，当debounce counter大于等于DFCmax时，即使SWC继续report EventStatus为prefailed，debounce counter也不会继续增加，而是保持DFCmax，这样SWC和debounce counter两者都相得益彰，SWC也不用进行什么时候报prefailed什么时候报failed的逻辑。

debounce方式分类

对于不同的诊断事件，debounce counter范围可以是（-128~127），也可以是（-32768~32767），也可以不进行debounce，可以根据不同的需要，合理的使用debounce方式和FDCmax和FDCmin。

debounce对UDS DTC状态的影响

UDS的8个故障状态位为别为：

bit0	testFailed
bit1	testFailedThisOperationCycle
bit2	pendingDTC
bit3	confirmedDTC
bit4	testNotCompleteSinceLastClear
bit5	testFailedSinceLastClear
bit6	testNotCompleteThisOperationCycle
bit7	warningIndicatorRequested

 

依据AutoSAR描述，当event report的EventStatuse为passed或者failed或者bounce counter到达debounce counter的阈值时，UDS Status的bit0（TestFailed）、bit1（TestFailedThisOperationCycle）和bit6（TestNotCompletedThisOperationCycle）会发生变化，根据ISO14229-1_2013规定，bit4（testNotCompletedSinceLastClear）由“1”变为“0”的条件是“DTC测试的结果为passed或者failed”；bit5（testFailedSinceLastClear）由“1”变为“0”的条件是“从上一次诊断信息被清除之后的DTC测试结果为failed”。

 

bit0 testFailed

translation	condition
0 -> 1	test Failed
1 -> 0	test passed | 14 (FF FF FF) | reset

 

bit1:  testFailedThisOperationCycle

translation	condition
0 -> 1	test Failed
1 -> 0	14 (FF FF FF) | operation cycle end -> start(KL15 off to on)

 

bit2: pendingDTC

pending状态位的置位放在primary memory中处理，详见DEM之Event memory。

bit3: confirmedDTC

confirmedDTC状态位的置位放在primary memory中处理，详见DEM之Event memory。

bit4: testNotCompletedSinceLastClear

translation	condition
0 -> 1	test Failed
1 -> 0	14 (FF FF FF)

bit5: testFailedSinceLastClear

translation	condition
0 -> 1	test Failed
1 -> 0	14 (FF FF FF) | replaced by other event in EventMemory | aged

 

bit6: testNotCompletedThisOperationCycle

translation	condition
0 -> 1	test Failed
1 -> 0	14 (FF FF FF) | operation cycle end -> start(KL15 off to on) | aged

bit7 warningIndicatorRequested:

pending状态位的置位放在primary memory中处理，详见DEM之Event memory。

 

综上可知，在经过了debounce或者no debounce滤波之后的结果为failed时，bit4和bit6会被清零，bit5应当被置一；在经过debounce的或者no debounce滤波之后的结果为passed时，bit4和bit6会被清零。

而bit2（pendingDTC）、bit3（confirmedDTC）和bit7（warningIndicatorRequested）是需要在Fault memory中其他的条件去判断（具体的可以在Fault Memory章节和UDS Status大总结中看到），所以这3个位和debounce影响的4个UDS状态位是异步置位。由于诊断事件report故障及状态是独立于DEM模块，所以为了保存debounce之后的故障状态，可以给每个故障再给配一个变量记录debounce的状态。伪代码如下：

 

#define DEM_DEB_MASK_FAILED                     0x01

#define DEB_DEB_MASK_FAILED_CYCLE               0x02

#define DEB_DEB_MASK_FAILED_NOT_COMPLETED_CLR   0x10

#define DEB_DEB_MASK_FAILED_NOT_COMPLETED_CYCLE 0x40

 

struct Dem_Deb_Cnf_Struct

{

        uint16* Deb_DecSize;

        uint16* Deb_IncSize;

        uint16* Deb_MaxSize;

};

struct Dem_Deb_Info

{

        uint8 status;

        uint16 deb_ctr;

};

 

uint16 Dem_Deb_Dec[]={1,2,3,4};//for prepassed

uint16 Dem_Deb_Inc[]={1,2,3,4};//for prefailed

uint16 Dem_Deb_Max[]={10,8,9,8};

struct Dem_Deb_Cnf_Struct Dem_Deb_Cnf_Ptr;

 

void Dem_Deb_Init(void)

{

        Dem_Deb_Cnf_Ptr->Deb_DecSize = Dem_Deb_Dec;

        Dem_Deb_Cnf_Ptr->Deb_IncSize = Dem_Deb_Inc;

        Dem_Deb_Cnf_Ptr->Deb_MaxSize = Dem_Deb_Max;

}

 

uint16 Dem_Deb_Prepass(Dem_Deb_Info* dem_deb_info_ptr, Dem_EventIdType EventId)

{

        uint16 something;

        tmp_deb_ctr=dem_deb_info_ptr->deb_ctr;

        tmp_minux_max = (-1)*Dem_Deb_Cnf_Ptr->Deb_MaxSize[EventId];

        if(tmp_deb_ctr<=tmp_minux_max)

        {

                 Dem_Deb_Pass(dem_deb_info_ptr, EventId);

        }

        else

        {

                 if(tmp_deb_ctr<=0)

                 {

                          tmp_deb_ctr -= Dem_Deb_Cnf_Ptr->Deb_IncSize;

                 }

                 else

                 {

                          tmp_deb_ctr -= Dem_Deb_Cnf_Ptr->Dem_Deb_Dec;

                          if(tmp_deb_ctr <= tmp_minux_max)

                          {

                                   Dem_Deb_Pass(dem_deb_info_ptr, EventId);

                          }

                 }

        }

        dem_deb_info_ptr->deb_ctr = tmp_deb_ctr;

        return something;

}

 

uint16 Dem_Deb_Pass(Dem_Deb_Info* dem_deb_info_ptr,, Dem_EventIdType EventId)

{

        dem_deb_info_ptr->status &= (uint8)~DEM_DEB_MASK_FAILED;

        dem_deb_info_ptr->status &= (uint8)~DEB_DEB_MASK_FAILED_NOT_COMPLETED_CLR;

        dem_deb_info_ptr->status &= (uint8)(~DEB_DEB_MASK_FAILED_NOT_COMPLETED_CYCLE);        

}

 

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