Autosar COM Stack系列介绍01_一文看懂各层PDU

1. 概述

在学习Autosar通信栈时中会遇到关于PDU的各种缩写，例如，L-PDU，N-PDU，I-PDU还有SDU等，它们分别是什么含义？相互之间有什么联系？与OSI的七层通信模型又是怎么对应的？
理清楚这部分内容对通信部分的学习非常重要，本篇就来跟大家一起学习下。
如下附上一张Autosar通信示意图，大家先有个宏观印象。

1.1 缩写

PDU：Protocal Data Unit，协议数据单元；
L-PDU：Data Link Layer PDU，数据链路层PDU；
N-PDU：NetWork Layer PDU，网络层PDU；
I-PDU：Interaction Layer PDU，数据交互层PDU；
SDU：Service Data Unit，服务数据单元”的缩写，是由上层传递的数据，带有传输数据的请求。在由下层接收之后提取并传递到上层的数据也是如此；
PCI：Protocol Control Information，协议控制信息，如单帧，首帧，流控帧，连续帧等信息。

2. OSI模型在Autosar中应用

OSI通信模型包括七层，分别是：
物理层，数据链路层，网络层，传输层，会话层，表示层及应用层，各层对应的作用如下表：

对比OSI模型，AUTOSAR规范未严格按照OSI模型并将其划分为：物理层，数据链路层，网络层及交互层，各层与PDU之间的交互关系如下图：

3. 各层PDU介绍

各层PDU对应的层级及关联的AUTOSAR模块如下：

3.1 L-PDU

L-PDU即数据链路层PDU，由ID，数据长度及数据组成，在以CAN通信为例，在CAN Driver接收总线上传来的信号电平之后生成L-PDU，L-PDU传输至CANIf

data Structure即需要发送的信息，用一个结构体表示，结构体里包括数据存储起始位置（指针）及数据长度。

typedef  P2VAR(uint8, TYPEDEF, AUTOSAR_COMSTACKDATA) SduDataPtrType;
typedef uint16 PduLengthType; 

typedef struct
{
  SduDataPtrType SduDataPtr;
  PduLengthType SduLength;
} PduInfoType;

PCI即协议控制信息，PCI由传输侧的协议层添加，并且在接收侧再次移除。

3.2 N-PDU

N-PDU即网络层PDU，在TP层与If层之间传输，其组成：N_AI + N_PCI + N_Data

根据N_PCI类型的不同可分为单帧/首帧/连续帧/流控帧。

3.2.1 N_AI

该参数指的是地址信息用于识别网络层的对等通信实体，总的来说，N_AI参数用于确定信息发送者和接收者的源地址（N_SA），目标地址（N_TA），也包含功能/物理寻址类型(N_TAtype)和可选择地址扩展（N_AE）的通信模式。

在N_SDU中接收到的N_AI信息——N_SA、N_TA、N_TAtype、N_AE）——应被复制并包含在N_PDU中。如果在N_SDU中接收的消息数据（＜MessageData＞和＜Length＞）太长，以至于网络层需要分段来传输完整的消息，N_AI应被复制并包括（重复）在传输的每个N_PDU中。

3.2.2 N_PCI

N_PCI即协议控制信息，包括PCItype（帧类型：单帧/首帧/连续帧/流控帧），PCI由传输侧的协议层添加，并且在接收侧再次移除。

网络层对等实体间传输的示意：

3.3 I-PDU

交互层PDU，一般而言对于应用信号类型的通信由xxxIf层与PduR直接交互，对于诊断大数据类型需要经过Tp层中转为N-PDU后再打包重组成I-PDU，即I-PDU = x*N-PDU,x>= 1。