12.AUTOSAR 存储栈分析(一)--NvM

目录

1.概述

2.NVRAM Manager

2.1 功能描述

2.2 Block描述

2.3 NvM的使用场景

3.小结

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1.概述

AUTOSAR 存储栈主要是用于管理EEPROM和Flash EEPROM中的非易失性数据，根据汽车运行环境保证数据能够被完整存储和保持。

整个存储栈结构如红框所示：

 服务层为NvM，硬件抽象层为MemIf、Fee、Ea、MemAcc，驱动层为Fls、Mem等等。

需要注意的是，AUOTSAR对于这个栈的使用限制在如下三种存储介质：

• DFlash（芯片内部eFlash模拟EEPROM以节省成本）
• 外部Flash
• EEPROM

当我们使用DFlash进行存储时，FlashDriver仅仅用于Flash EEPROM Emulation模块存储数据，至于更新程序代码到Flash中，则不在当前存储栈的考虑范围之内。

因此模块间调用就有如下示意：

 那么我们通常会在存储栈里配置哪些数据的存储？根据之前开发经验，可总结为如下几类：

1. DEM相关数据
2. EOL相关数据
3. 用户自定义一些调试开关数据
4. 汽车相关DID，例如里程、车型、ECU版本等

通常我们会拿DFlash全部做EEPROM 模拟，因此标定数据我们通常是存在PFlash。 

2.NVRAM Manager

2.1 功能描述

NvM作为存储栈对外接口与SWC或者其他BSW模块进行交互，该模块提供了如下关于memory处理的服务：

1. Read
2. Erase
3. Write
4. Validation
5. Report Status
6. ....

 而这些服务请求又分为同步和异步，所以在AUTOSAR关于NvM API描述时也是专门做了分类，如下：

可以看到，在memory请求里不管是读写擦都是对于Block进行处理，因此我们来看NvM视角下的Block具体长什么样。

2.2 Block描述

在AUTOSAR标准中，NvM Block总共分为4种类型Nv Block、RAM Block、ROM Block和Administrative Block，如下图

• Nv Block是Nv Memory（EEPROM、Flash）的抽象，可以选择添加Header和CRC，存储在NvM中；
• Ram blok是Nv Block在ram中的一个映射，属于基本存储对象，可以选择添加Header和CRC（与NvBlock对应）。它有三种选择1（NV BLCOK）：1(RAM BLOCK)、1：2、1：n（Dataset，类似数组）；
• Admin Block用于保存NVRAM Block的属性、错误和状态，包含与数据集 NV 块相关联的块索引等，它分配在ram中，它本身对应用不可见，仅由NvM模块用于Ram block和nv Block本身的安全管理；
• ROM BLOCK也是一个基本存储对象，保留在 ROM (FLASH) 中，用于在 NV 块为空或损坏的情况下提供默认数据。

 NvBlock和RAM Block可以看做是NvM和RAM的一一映射，可以理解如下示意图：

 从实际代码也可以看出如上结构：

我们在实际配置中可以根据芯片的ram大小做选择，通常情况都是关键的Block选择Redundant，Dataset用到比较少。

2.3 NvM的使用场景

 1.启动阶段

启动阶段，BswM会调用自定义NvMReadAll接口去读取关键Block的数据到RAM Block，完成初始化。当然如果对启动时间要求不高，NvMReadAll等待下层mainfunction运行完毕即可。

2.下电阶段

这个阶段，很明显就是要存储数据了，BswM调用接口NvM_WriteAll

3.运行阶段

在运行阶段，NVM通常需要提供各种服务接口给SWC或者BSW其他模块，例如DEM等。因此在做RTE设计时，NvM相关接口一般都是C/S类型，可以提供读写擦、获取错误状态等服务。如下图：

3.小结

本文主要讲NvM的基本概念，其实从原理上理解起来不是很难，主要是搞清楚RAM Block几种类型，难点在于真正开发的时候搞懂NvM运行机制，

例如立即存储和下电存储之间有没有区别？

NvM memory request是用什么样的机制，在代码中每一层的mainfunction如何使用？

在上电NvM_ReadAll速度太慢，影响启动时间该如何处理。

我们在后面一章节会继续讲解。