NvM在AUTOSAR中的層次結構
AUTOSAR中的NvM看起來挺難的，特別是在配置的時候，一堆參數，都不知道是干什么用的。想去研究它，卻不知如何下手。
其實吧，AUTOSAR的官方文檔講的挺詳細的，但是內容很多，網上有很多文章對其進行解讀，很多人沒時間也不想細讀它。
本文打算換個討論，不再累述其內容細節了，而通過圖解的方式，將NvM重要特點提取出來講解，方便理解，也方便記憶。
1.NvM在AUTOSAR中的層次結構
AUTOSAR中有個Memory的處理，在架構中是這樣的
分類三層，分別是Memory Service（NvM）、Memory Hardware Abstraction（Memory If和Fee/Ea）和Memory Driver（Fls/Eep驅動），單獨拎出來就是這樣的
這部分在架構中有這樣的接口關系
回到Nvm，這個NVM即Non-VolatileRAM Manager (NVRAM Manager)，用于管理存儲于各類non-volatile memory（如EEPROM/Flash等）的數據。
NVM在AUTOSAR中是獨立于硬件的，通過底層接口訪問外部EEPROM或模擬成EEPROM的DataFlash。為了適用于所有的車載系統，其具有高度可擴展性和可靠性。
2.Memory抽象層空間尋址策略
AUTOSAR中的Memory是怎么尋址的呢？
其實，MemoryAbstraction Interface為底層EEPROM/FEE提供32位地址空間，像這樣
這個虛擬的邏輯地址是包含著一些信息的，如NV Block number和Dataset index，還有Block address offset等，他們的關系可以通過以下公式來理解
FEE/EA_BLOCK_NUMBER=(NvMNvBlockBaseNumber << NvMDatasetSelectionBits) + DataIndex
舉個例子，假如NVM_DATASET_SELECTION_BITS配置為4bits，那么就有14bits留給blocknumber，因此可以分最大有16個dataset。
3.NvM Basic Storage Object
以上提到的Dataset、NV Block等概念，是不是容易混淆，也不清楚是干什么用的？好了，下面做個匯總和介紹。
|
名稱 |
描述 |
|
Basic Storage Object |
Basic Storage Object是一個最小的NVRAM block，多個Basic Storage Objects可以組成一個NVRAM Block。 |
|
NVRAM Block |
NVRAM Block是管理和存儲 NV Block所需的整個結構 |
|
NV data |
要存儲在Non-Volatile memory的數據 |
|
Block Management Type |
這個是NVRAM Block的類型，它取決于強制/可選Basic Storage Object中 NVRAM Block的（可配置的）單獨組成以及該 NVRAM 塊的后續處理。 |
|
RAM Block |
屬于Basic Storage Object，它是NVRAM Block的一部分，常駐于RAM空間。 |
|
ROM Block |
屬于Basic Storage Object，它是NVRAM Block的一部分（可選的），常駐于ROM空間。 |
|
NV Block |
屬于Basic Storage Object，它是NVRAM Block的一部分（必選的），常駐于NV空間。 |
|
NV Block Header |
如果Static Block ID是enable的，這個作為附加信息包含在NV Block中。 |
|
Administrative Block |
屬于Basic Storage Object，它常駐于RAM，是NVRAM Block必選部分。 |
用一個圖來表達就是這樣的
圖上得這幾個block，用圖示來看可能會更容易理解
4.NvM Block Management Type
NVM在AUTOSAR中的功能是挺完善的，要滿足車載系統的各種需求，例如數據塊錯了怎么辦等等，都考慮周全。
NvM支持三種類型實現：Native、Redundant和Dataset。那么這三種類型是怎樣的呢？
我做了個表，他們包含了哪幾種block
|
NV Block |
RAM Block |
ROM Block |
Administrator Block |
|
|
Native |
1 |
1 |
0..1 |
1 |
|
Redundant |
2 |
1 |
0..1 |
1 |
|
Dataset |
1..255 |
1 |
0..n |
1 |
-
Native
這種最簡單，平時大多情況下，我們用的就是這種它包含就簡單的NV Block，其他如Header和CRC都是隨意可選配置。
-
Redundant
這種就復雜一點點，可以簡單理解為雙備份，意思是，如有一份數據錯了，可以用備份的那塊。
-
Dataset
Dataset呢，這個不是多備份哈，而是針對不同配置做了對應。例如一個車系統平臺有很多種配置，但有想集成在同一個軟件種，那么就有很多個對應的配置數據，在運行的時候根據配置參數選擇哪份數據使用。
5.NVRAM Manager API 配置類
講到NvM的API，其實NvM API分三類：
Class3：所有指定的API調用都可用，最多支持功能。
Class2：有一組中間API調用可用。
Class1：特別是對于硬件資源非常有限的匹配系統，此API配置類僅提供最少的一組
Class 3 包含下面這些API：Type 1:- NvM_SetDataIndex(...)- NvM_GetDataIndex(...)- NvM_SetBlockProtection(...)- NvM_GetErrorStatus(...)- NvM_SetRamBlockStatus(...)- NvM_SetBlockLockStatusType 2:- NvM_ReadBlock(...)- NvM_WriteBlock(...)- NvM_RestoreBlockDefaults(...)- NvM_EraseNvBlock(...)- NvM_InvalidateNvBlock(...)- NvM_CancelJobs(…)- NvM_ReadPRAMBlock(...)- NvM_WritePRAMBlock(...)- NvM_RestorePRAMBlockDefaults(...)Type 3:- NvM_ReadAll(...)- NvM_WriteAll(...)- NvM_CancelWriteAll(...)- NvM_ValidateAll(...)Type 4:- NvM_Init(...)Class 2 包含下面這些API：Type 1:- NvM_SetDataIndex(...)- NvM_GetDataIndex(...)- NvM_GetErrorStatus(...)- NvM_SetRamBlockStatus(...)- NvM_SetBlockLockStatusType 2:- NvM_ReadBlock(...)- NvM_WriteBlock(...)- NvM_RestoreBlockDefaults(...)- NvM_CancelJobs(…)- NvM_ReadPRAMBlock(...)- NvM_WritePRAMBlock(...)- NvM_RestorePRAMBlockDefaults(...)Type 3:- NvM_ReadAll(...)- NvM_WriteAll(...)- NvM_CancelWriteAll(...)- NvM_ValidatedAll(...)Type 4:- NvM_Init(...)Class 1 包含下面這些API：Type 1:- NvM_GetErrorStatus(...)- NvM_SetRamBlockStatus(...)- NvM_SetBlockLockStatusType 2:- --Type 3:- NvM_ReadAll(...)- NvM_WriteAll(...)- NvM_CancelWriteAll(...)Type 4:- NvM_Init(...)
也許你會好奇，上面提到的Type是啥？
其實是根據功能分類而已，可以參考下表內容
|
Request Types |
Characteristics of Request Types |
|
Type 1: - NvM_SetDataIndex (...) - NvM_GetDataIndex (...) - NvM_SetBlockProtection (...) - NvM_GetErrorStatus(...) - NvM_SetRamBlockStatus(...) |
n同步請求 n作用于一個RAM Block n適用于所有SWC |
|
Type 2: - NvM_ReadBlock(...) - NvM_WriteBlock(...) - NvM_RestoreBlockDefaults(...) - NvM_EraseNvBlock(...) - NvM_InvalidateNvBlock(...) - NvM_CancelJobs(…) - NvM_ReadPRAMBlock(...) - NvM_WritePRAMBlock(...) - NvM_RestorePRAMBlockDefaults(...) |
n異步請求（通過callback或polling返回結果） n作用于一個NVRAM Block n通過NVRAM manager task處理 n適用于所有SWC
|
|
Type 3: - NvM_ReadAll(...) - NvM_WriteAll(...) - NvM_CancelWriteAll(...) - NvM_ValidateAll(...) |
n異步請求（通過callback或polling返回結果 n作用于具有常駐RAM data的NVRAM Block
|
|
Type 4: - NvM_Init(...) |
n同步請求 n基本初始化 n通過函數本身內部的命令接口向任務發出成功信號 |
6. NvM Descriptor Table
以上講的都是一些原理或者配置上的東西，那么在軟件代碼上是怎么用的呢，其實用到了一個描述符表（Descriptor Table），即將所有的配置信息映射或囊括到這里面來，那么這個表是怎樣的？
AUTOSAR的配置策略，要將所有和NVRAM 描述符相關的內容在配置期間生成，生成的內容包含以下信息。
|
SWS Item |
Items |
Type |
|
ECUC_NvM_00476 |
NvMBlockCrcType |
EcucEnumerationParamDef |
|
ECUC_NvM_00554 |
NvMBlockHeaderInclude |
EcucStringParamDef |
|
ECUC_NvM_00477 |
NvMBlockJobPriority |
EcucIntegerParamDef |
|
ECUC_NvM_00062 |
NvMBlockManagementType |
EcucEnumerationParamDef |
|
ECUC_NvM_00557 |
NvMBlockUseAutoValidation |
EcucBooleanParamDef |
|
ECUC_NvM_00556 |
NvMBlockUseCRCCompMechanism |
EcucBooleanParamDef |
|
ECUC_NvM_00036 |
NvMBlockUseCrc |
EcucBooleanParamDef |
|
ECUC_NvM_00552 |
NvMBlockUseSetRamBlockStatus |
EcucBooleanParamDef |
|
ECUC_NvM_00519 |
NvMBlockUseSyncMechanism |
EcucBooleanParamDef |
|
ECUC_NvM_00033 |
NvMBlockWriteProt |
EcucBooleanParamDef |
|
ECUC_NvM_00551 |
NvMBswMBlockStatusInformation |
EcucBooleanParamDef |
|
ECUC_NvM_00119 |
NvMCalcRamBlockCrc |
EcucBooleanParamDef |
|
ECUC_NvM_00116 |
NvMInitBlockCallback |
EcucFunctionNameDef |
|
ECUC_NvM_00533 |
NvMMaxNumOfReadRetries |
EcucIntegerParamDef |
|
ECUC_NvM_00499 |
NvMMaxNumOfWriteRetries |
EcucIntegerParamDef |
|
ECUC_NvM_00478 |
NvMNvBlockBaseNumber |
EcucIntegerParamDef |
|
ECUC_NvM_00479 |
NvMNvBlockLength |
EcucIntegerParamDef |
|
ECUC_NvM_00480 |
NvMNvBlockNum |
EcucIntegerParamDef |
|
ECUC_NvM_00481 |
NvMNvramBlockIdentifier |
EcucIntegerParamDef |
|
ECUC_NvM_00035 |
NvMNvramDeviceId |
EcucIntegerParamDef |
|
ECUC_NvM_00482 |
NvMRamBlockDataAddress |
EcucStringParamDef |
|
ECUC_NvM_00521 |
NvMReadRamBlockFromNvCallback |
EcucFunctionNameDef |
|
ECUC_NvM_00483 |
NvMResistantToChangedSw |
EcucBooleanParamDef |
|
ECUC_NvM_00484 |
NvMRomBlockDataAddress |
EcucStringParamDef |
|
ECUC_NvM_00485 |
NvMRomBlockNum |
EcucIntegerParamDef |
|
ECUC_NvM_00117 |
NvMSelectBlockForReadAll |
EcucBooleanParamDef |
|
ECUC_NvM_00549 |
NvMSelectBlockForWriteAll |
EcucBooleanParamDef |
|
ECUC_NvM_00506 |
NvMSingleBlockCallback |
EcucFunctionNameDef |
|
ECUC_NvM_00532 |
NvMStaticBlockIDCheck |
EcucBooleanParamDef |
|
ECUC_NvM_00072 |
NvMWriteBlockOnce |
EcucBooleanParamDef |
|
ECUC_NvM_00520 |
NvMWriteRamBlockToNvCallback |
EcucFunctionNameDef |
|
ECUC_NvM_00534 |
NvMWriteVerification |
EcucBooleanParamDef |
|
ECUC_NvM_00538 |
NvMWriteVerificationDataSize |
EcucIntegerParamDef |
這個最好對著代碼去看更好理解。
7. 總結
以上講得內容都不是很深入，適合剛入手的小伙伴學習，我將以上內容做成了一份備查手冊，方便以后看代碼或者閱讀文檔的時候，可以直接查看，不用費神看那么多雞腸文英語。
審核編輯 ：李倩
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原文標題：一圖讀懂AUTOSAR NvM(附pdf版文檔資源)
文章出處：【微信號：embedded_sw，微信公眾號：嵌入式軟件實戰派】歡迎添加關注！文章轉載請注明出處。
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