[ 搞一点AutoSar ]基于EB的MCAL-GPT全模块配置与解析

 笔者搞了快一个星期的GPT的测试了，从配置到代码一遍又一遍的操作和阅读。觉得有必要把学习成功稍微总结一下了；学AUTOSAR最后还是得熟悉代码，毕竟AUTOSAR只是目的，而代码才是实现的手段。中间的逻辑关系看代码一目了然；这篇文章蹿了好久才写完，以后大概可以照这个模式把MCAL的所以模块都写一遍吧。

目录

一、什么是GPT

二、基于EB的GPT模块介绍：

2.1 变体配置（cinfig Variant)---一般默认选择VariantPostBuild: 

 2.2 GPT通道设置--GptChannelConfigSet

2.3、GptConfigurationOfOptApi

2.4 GptDriverConfiguration 

2.5、GPT预定义计时器配置 

三、GPT驱动模块API和函数的使用方法及原理

3.1GPT驱动模块API

3.2计时器通道相关

3.3 API调用流程

3.4 GPT_SetMode 

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一、什么是GPT

        GPT驱动（General Purpose Timer Driver）是使用通用定时器单元的硬件定时器通道，它为操作系统或者其他基础软件模块提供计时功能。GPT驱动可以提供启动和停止硬件定时器、得到定时器数值、控制时间触发的中断、控制时间触发的中断唤醒等功能。除此之外，GPT能初始化、控制MCU内部的通用定时器，用来产生一次性（One-shot）或者连续性（Continuous）的定时通知。GPT驱动通常为操作系统（OS）提供定时服务，或者当OS Alarm负担过重时为BSW其他模块提供定时服务。

GPT通道可以设置为连续模式（CONTINUOUS）或单次模式（ONESHOT）。

①连续模式：定时器到达目标时间后会自动清零并继续运行。

②单次模式：定时器到达目标时间，即计数值达到设定值时，定时器会自动停止，保持计数值不变，且通道状态从“运行”变为“超时”。

二、基于EB的GPT模块介绍：

                                                        图1、GPT模块图形化界面介绍 

由图1可知，GPT模块配置从上至下主要分为五大模块：

• cinfig Variant --变体
• GptChannelConfigSet --GPT通道配置
• GptConfigurationOfOptApi --GPT的API配置
• GptDriverConfiguration --GPT驱动配置
• GptPredefTimerConfig --GPT预定义计时器配置

2.1 变体配置（cinfig Variant)---一般默认选择VariantPostBuild: 

VariantPostBuild:

代码里面使用到的数据，在编译和链接完成后仍没有添加到里面，而是代码里面通过指针的方式指向某个FLASH地址，并且这个地址所对应的数据是空的.这些数据不是在编码阶段提供的，而通常是在制造过程中或以后阶段提供（工厂产线等）。主要指可重新加载的、模块外的常量;

VariantPreCompile:

所有的代码和数据在编译器运行前就已经决定了，编译完成（这里指链接完得到二进制文件）后代码和有效数据同时放到ECU的FLASH中（指代码和数据均已被包含在二进制文件里面）

 2.2 GPT通道设置--GptChannelConfigSet

GptChannelConfigSet是一个容器，用来存放已配置的GPT通道；此容器是包含已配置GPT通道的配置集的基础。通过这种方式，可以为后构建过程定义不同的配置集；

点击GptChannelConfiguration，我们就进入了具体的配置界面：

这里我配置了9个GPTchannel，双击数字0，进入通道的具体配置 

1. GptChannelId ： GPT通道序列号
2. GptHwModule：硬件模块配置，这里分配了BTM4计时器给这个通道
3. GptHwModulePrescaler (0 -> 255)：硬件模块预分频值(预分频有点复杂，这里一般按要求配置就好)
4. GptHwModuleChannel：硬件模块通道，一个计时器可以分配两个通道GO、G1；这里选择了G0通道；
5. GptChannelMode：通道模式，有两种模式，单次模式和连续模式；这里选择了连续模式；  
6. GptChannelTickFrequency (0 -> Infinity)：指定定时器通道的滴答频率，单位为Hz,具体该配多少由硬件决定；
7. GptChannelTickValueMax  ：计时器通道能够计数的最大刻度值（由硬件决定）。下一个滴答时刻，计时器重新转到零。4294967295转化为16进制为FFFF  FFFF;代表该种硬件对应的寄存器最多存的数据量0XFFFFFFFF;
8. GptEnableWakeup  ： 使能唤醒服务，点击方框可及激活唤醒功能；
9. GptNotification  ： 选择中断通知服务，这里命名为Gpt4_GO_IRQ(4代表使用的是计时器BTM4，GO代表选择的硬件通道是GO，IRQ代表的是中断函数）；

小结：一个正常通道的配置，需要设置通道ID、选择对应的计时器、分配对应的计时器通道、选择通道模式、指定定时器通道的滴答频率、命名中断通知函数；

2.3、GptConfigurationOfOptApi

GPT的API服务配置，点击方框可启用相应的API；

1. GptDeinitApi ： GPT 去初始化函数API,将GPT驱动状态恢复到默认状态；
2. GptEnableDisableNotificationApi：使能/去使能中断通知函数API；
3. GptTimeRemainingApi  ： 计时器时间剩余API；
4. GptWakeupFunctionalityApi：唤醒功能API；
5. GptPredefTimerFunctionalityApi ：预计时器功能API；
6. GptTimeElapsedApi ：记录当前计时器已计时时间的API；
7. GptVersionInfoApi  ：版本信息获取API；

2.4 GptDriverConfiguration 

GPT驱动方面的配置，主要包含了错误检测、预计时器使能、

1. 1. GptDevErrorDetect  ：是否启用错误检测功能；

2. GptPredefTimer100us32bitEnable ：

开启/禁用GPT Predef Timer 100μs32bit功能，勾选方框开启后可使用GptPredefTimer100us32bit功能；

1. 3. GptPredefTimer1usEnablingGrade ：

设置GPT Predef Timers使能等级，滴答时间为1μs。有四种可选项，

GPT_PREDEF_TIMER_1US_16BIT_ENABLED、GPT_PREDEF_TIMER_1US_24BIT_ENABLED、GPT_PREDEF_TIMER_1US_32BIT_ENABLED、

GPT_PREDEF_TIMER_1US_DISABLED;

4. GptReportWakeupSource ：

启用/禁用唤醒源报告

Gpt_CheckWakeup函数只有在GptReportWakeupSource静态配置为可用时才可行。

Gpt_SetMode函数只有在配置参数GptReportWakeupSource启用时才可用。

Gpt_DisableWakeup函数只有在GptReportWakeupSource静态配置为可用时才可行。

Gpt_EnableWakeup函数只有在GptReportWakeupSource静态配置为可用时才可行

5. GptClockReferencePoint：

这个容器就是对系统时钟的映射；该容器包含一个参数，它表示对类型为McuClockReferencePoint的容器的引用(在模块MCU中定义)。容器需要支持多个时钟引用(依赖于硬件)。

2.5、GPT预定义计时器配置 

 GPT Predef Timer  ：是由GPT Driver提供的一个自由运行的计数器。如果计时器已经达到最大值(最大值= 2n -1, n=比特数)，计时器将在下一次计时器滴答时继续运行，值为“0”。哪些GPT预定义定时器可用，取决于硬件（时钟，硬件定时器，预分频器，定时器寄存器的宽度，..）和配置。GPT Predef Timer具有预定义的物理时间单位和范围。除非有特殊要求，一般随便选一个配置。

三、GPT驱动模块API和函数的使用方法及原理

3.1GPT驱动模块API

GPT驱动模块可以初始化、控制MCU内部的通用寄存器，并且为如下功能提供接口函数和配置参数：

● 启动、停止硬件计时器；

● 获取硬件计时器的值；

● 控制时间触发的中断通知；

● 控制时间触发的唤醒中断（须硬件支持）。

并不是所有的硬件计时器都由GPT驱动模块控制，一些硬件计时器由OS驱动模块或者复杂驱动（CDD）模块控制。一个计时通道的节拍时长是由通道配置参数及MCU 驱动模块中系统时钟分布决定的， 在AUTOSAR MCAL规范中并未对节拍时长进行限制。GPT驱动模块提供了如表3-1所示的API供上层软件组件调用。

表3-1 GPT驱动模块提供的API 

3.2计时器通道相关

GPT驱动程序提供启动和停止计时器通道(分配给计时器硬件的逻辑计时器实例)的服务，每个通道通过调用:Gpt_StartTimer 、Gpt_StopTimer

“目标时间”作为参数传递给Gpt_StartTimer。因此，对于计时器通道的每个开始，目标时间都可以单独设置。

 计时器通道的状态和状态转换如图3-2所示

3-2 计时器通道状态和状态转化 

计时器通道两种模式设置原理：

使用函数Gpt_GetTimeElapsed、Gpt_GetTimeRemaining可以获得当前

计时器已计时时间和剩余时间。

图3-3所示为连续计时模式下计时器已计时时间和剩余时间。使用Gpt_StartTimer、Gpt_StopTimer可以单独打开或关闭每个计时器通道。Gpt_StartTime会把参数传入目标时间，因此，目标时间在每次打开计时器通道时都可以设置。

 图3-3 连续计时模式下计时器已计时时间和剩余时间

一次计时模式和连续计时模式。当通道被配置为一次计时模式时，计时器计时到目标时间后会自动停止并保持当前值不变，同时计时器通道状态从“运行”变为“expired”（逾时）状态，而连续模式下不会进入该状态，而是直接进入下一次定时器计数；图3-4所示为一次计时模式下计时器的状态流程。  

图3-4 一次计时模式下计时器的状态流程 

当计时器通道被配置为连续计时模式时，计时器计时到目标时间后会继续在下一个节拍从0开始计时，因此，计时周期=目标时间+1。图3-5所示为连续计时模式下计时器的状态流程。 

图3-5 连续计时模式下计时器的状态流程

3.3 API调用流程

在AUTOSAR MCAL规范中给出了一次计时模式下GPT驱动模块API的调用流程，如图3-6所示。

图3-6 一次计时模式下GPT驱动模块API的调用流程

在AUTOSAR MCAL规范中给出了连续计时模式下GPT驱动模块API

的调用流程，如图3-7所示。

图3-7 连续计时模式下GPT驱动模块API的调用流程 

3.4 GPT_SetMode 

初始化后，GPT驱动程序处于“正常模式”。

函数Gpt_SetMode应该将GPT驱动程序的操作模式设置为给定的模式参数；

Gpt_SetMode函数只有在配置参数GptReportWakeupSource启用时才可用；

GPT驱动程序的操作模式和可能的模式转换如图3-8所示

图3-8 GPT驱动模式转化流程