图解AUTOSAR_DefaultErrorTracer

Default Error Tracer (DET) 模块详解

目录

• 1. 概述
  • 1.1 DET 模块的作用
  • 1.2 模块定位与分层结构
• 2. 架构设计
  • 2.1 架构总览
  • 2.2 核心接口
• 3. 状态管理
  • 3.1 状态转换图
  • 3.2 状态说明
• 4. 错误报告流程
  • 4.1 流程图解
  • 4.2 流程说明
• 5. 内部结构
  • 5.1 类图总览
  • 5.2 组件详解
• 6. 配置参数
• 7. 错误处理机制
• 8. 使用示例
  • 8.1 错误报告示例
  • 8.2 配置示例
• 9. 总结

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1. 概述

1.1 DET 模块的作用

Default Error Tracer (DET) 是 AUTOSAR 标准中的一个关键系统服务模块，它提供了一个统一的错误报告和追踪机制。作为汽车电子控制单元软件架构中不可或缺的组成部分，DET模块负责收集、记录和处理来自应用层和基础软件（BSW）层模块的各种错误信息，是系统调试和诊断的重要基础设施。

DET模块的主要功能包括：

• 提供统一的错误报告接口，使各个模块能够以标准化的方式报告错误
• 错误信息的记录与存储，保留系统运行过程中的错误历史
• 错误信息的分类与管理，包括模块ID、实例ID、API ID和错误ID
• 支持错误信息向诊断模块的转发，便于车辆诊断
• 提供调试和开发支持工具，帮助开发人员快速定位和解决问题

1.2 模块定位与分层结构

在AUTOSAR架构中，DET模块位于系统服务层，作为一个基础服务提供者存在。它与应用层、RTE层以及其他BSW模块之间的关系如下：

• 上层接口：向应用层和BSW模块提供错误报告服务
• 同级接口：与其他系统服务模块协作
• 下层接口：可能向诊断模块提供错误信息

DET模块通过明确定义的API接口与其他模块交互，保持了AUTOSAR架构的模块化特性和标准化接口原则。

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2. 架构设计

2.1 架构总览

下图展示了DET模块在AUTOSAR架构中的位置以及与其他模块的交互关系：

上图清晰地展示了DET模块的架构设计，包含以下关键组成部分：

• 应用层：包含多个应用模块，这些模块使用DET服务报告错误
• BSW模块层：基础软件模块，同样使用DET服务报告错误
• 系统服务层：包含DET模块本身，负责错误的收集和处理
• 诊断层：接收DET转发的错误信息进行诊断分析
• RTE运行环境：负责DET的初始化和配置

DET模块采用了典型的AUTOSAR分层设计，通过标准化接口与其他模块交互，保证了系统的可扩展性和互操作性。

2.2 核心接口

DET模块对外提供的主要接口包括：

1. Det_ReportError()：报告标准开发错误，这是最常用的接口
2. Det_ReportRuntimeError()：报告运行时错误，通常用于动态检测到的问题
3. Det_ReportTransientFault()：报告暂时性故障，用于记录间歇性问题
4. Det_GetVersionInfo()：获取DET模块版本信息，便于兼容性管理

这些接口构成了DET模块的核心功能，使其能够适应不同类型的错误报告需求。

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3. 状态管理

3.1 状态转换图

DET模块内部维护着一个状态机，用于管理其生命周期和功能状态。下图展示了DET模块的状态转换关系：

3.2 状态说明

DET模块具有以下主要状态：

• 未初始化状态：模块尚未初始化，此时调用任何API会返回错误
• 初始化中状态：模块正在执行初始化流程，配置内部资源
• 正常运行状态：模块完全初始化并正常工作，包含三个子状态：
  • 空闲：等待错误报告的到来
  • 处理错误：正在处理接收到的错误报告
  • 记录错误：将处理后的错误信息记录到错误缓冲区
• 错误状态：模块内部发生错误，可能影响功能但仍然接受错误报告
• 关闭中状态：模块正在执行关闭流程，释放资源

状态转换由相应的触发事件驱动，例如：

• Det_Init() 调用会触发从未初始化到初始化中的转换
• 初始化成功或初始化失败决定了模块进入正常运行状态还是错误状态
• Det_DeInit() 调用会触发关闭流程
• 内部错误可能导致模块从正常运行状态转入错误状态

状态管理机制确保了DET模块在不同工作阶段的行为一致性和可预测性。

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4. 错误报告流程

4.1 流程图解

下图展示了一个典型的错误报告流程，从应用/BSW模块报告错误到DET模块处理完成的全过程：

4.2 流程说明

错误报告流程的主要步骤包括：

1. 错误检测：应用或BSW模块检测到错误条件
2. 错误报告：模块调用Det_ReportError()接口报告错误，传入模块ID、实例ID、API ID和错误ID
3. 状态与参数验证：DET模块验证其初始化状态和输入参数
4. 错误处理分支：
   • 如果错误报告配置已启用：
     • 将错误信息存储到错误缓冲区
     • 根据配置可能将错误转发到DEM模块
     • 在开发模式下可能触发断点或输出调试日志
   • 如果错误报告配置已禁用：
     • 错误被过滤，不进行进一步处理
5. 返回处理结果：向调用模块返回处理结果（通常是E_OK或E_NOT_OK）

这个流程设计既满足了开发阶段的调试需求，又能适应不同运行环境下的性能和资源限制。

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5. 内部结构

5.1 类图总览

下图展示了DET模块的内部结构和组件关系：

5.2 组件详解

DET模块的内部结构主要分为三个部分：

1. 配置结构：

   • Det_ConfigType：模块主配置结构，包含错误缓冲区大小、转发选项等配置
   • Det_HookType：错误钩子函数配置，允许自定义错误处理函数
   • Det_ErrorEntryType：错误记录条目结构，存储单条错误的详细信息

2. 核心实现：

   • Det：核心实现类，包含主要功能实现和内部状态管理
   • Det_StatusType：模块状态枚举，定义所有可能的模块状态

3. 接口定义：

   • Det_API：标准AUTOSAR接口，供外部模块调用
   • Det_TestInterface：测试专用接口，仅用于测试和调试目的

这些组件之间通过明确的关系连接：

• Det使用Det_StatusType进行状态管理
• Det包含Det_ConfigType作为配置
• Det_ConfigType包含Det_HookType定义钩子函数
• Det管理Det_ErrorEntryType数组作为错误缓冲区
• Det实现Det_API接口
• Det_TestInterface通过测试访问Det

这种结构设计体现了良好的面向对象原则，包括单一职责、接口隔离和依赖注入等。

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6. 配置参数

DET模块提供了丰富的配置选项，可以根据不同项目的需求进行定制。主要配置参数包括：

参数名称	数据类型	描述
DetModuleId	uint8	DET模块自身的模块ID
DetErrorBufferSize	uint16	错误缓冲区大小，决定可存储的错误记录数量
DetForwardToDem	boolean	是否将错误转发到DEM（诊断事件管理器）
DetDebugEnable	boolean	是否启用调试功能（如断点、日志）
DetMaxModules	uint8	支持的最大模块数，用于验证模块ID
DetVersionInfoApi	boolean	是否启用版本信息API
DetRuntimeErrorHook	函数指针	运行时错误钩子函数，可自定义处理逻辑
DetGenericHooks	Det_HookType[]	通用错误钩子数组，可注册多个处理函数

这些配置参数通常在预编译阶段或初始化时设置，影响DET模块的行为和资源占用。

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7. 错误处理机制

DET模块不仅负责处理其他模块报告的错误，还需要妥善处理自身可能遇到的问题。DET模块自身的错误处理策略包括：

1. 初始化错误处理：

   • 如果初始化失败（例如内存分配失败），模块会进入错误状态
   • 记录初始化错误原因，便于诊断
   • 提供有限的功能，确保系统可以继续运行

2. 内部错误处理：

   • 对模块内部运行错误进行适当处理，如参数验证失败
   • 尽量不影响核心功能，保证错误报告服务的可用性
   • 在可能的情况下记录内部错误信息

3. 资源不足处理：

   • 当错误缓冲区满时，采用一定策略：
     • 循环覆盖：覆盖最早的错误记录
     • 停止记录：忽略新的错误记录
     • 合并相似：将相似错误合并为一条记录

4. 错误恢复机制：

   • 提供从某些错误状态恢复到正常运行状态的机制
   • 在系统复位或特定条件下尝试自动恢复
   • 支持手动触发错误恢复流程

这些机制确保了DET模块在各种情况下都能保持一定程度的可用性，体现了故障容错设计的理念。

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8. 使用示例

8.1 错误报告示例

以下代码展示了应用模块如何使用DET报告错误：

/* 应用模块中报告错误 */
Std_ReturnType App_Function(void) {/* 检测到错误条件 */if (errorCondition) {/* 报告错误 */Det_ReportError(APP_MODULE_ID,      /* 模块ID */0,                  /* 实例ID */APP_FUNCTION_ID,    /* API ID */APP_ERROR_CODE      /* 错误码 */);return E_NOT_OK;}return E_OK;
}

这个示例展示了一个标准的错误检测和报告模式：先检测错误条件，如果存在错误则调用Det_ReportError()报告错误并返回错误状态。

8.2 配置示例

以下代码展示了如何配置DET模块并初始化：

/* DET模块配置示例 */
const Det_ConfigType DetConfig = {.DetModuleId = 10,.DetErrorBufferSize = 20,.DetForwardToDem = TRUE,.DetDebugEnable = TRUE,.DetMaxModules = 50,.DetVersionInfoApi = TRUE,.DetRuntimeErrorHook = NULL,.DetGenericHooks = {{ 1, CustomErrorHook1 },{ 2, CustomErrorHook2 }}
};/* 初始化DET模块 */
void InitSystem(void) {/* ... 其他初始化代码 ... *//* 初始化DET模块 */Det_Init(&DetConfig);/* ... 继续初始化 ... */
}

这个示例展示了如何创建DET配置结构并在系统初始化过程中调用Det_Init()函数初始化DET模块。

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9. 总结

Default Error Tracer (DET)是AUTOSAR架构中的关键系统服务，为汽车电子系统提供了统一的错误报告与追踪机制。其核心价值在于：

• 标准化接口：符合AUTOSAR规范，确保跨平台兼容性
• 分层错误处理：提供从应用层到基础软件层的全面错误报告支持
• 精确错误分类：通过模块ID、实例ID、API ID和错误ID实现错误的精确定位
• 灵活配置能力：适应不同项目需求和资源限制
• 诊断支持：与车辆诊断系统无缝集成

DET模块不仅是开发阶段问题定位的有力工具，也是生产环境中错误追踪和故障诊断的基础设施。通过合理配置和使用DET，开发人员能构建更健壮的汽车电子系统，提高产品质量，优化维护效率，最终提升整车电子系统的可靠性和安全性。