DLTGENIVI項(xiàng)目下的log軟件工程

automotive-dlt: /home/pfefferz/dlt-daemon/include/dlt/dlt_user.h Source File

DLT包括：DLT daemon DTL viewer兩個(gè)子工程。

DLT daemon運(yùn)行在ECU上，DTLviewer運(yùn)行在調(diào)試PC上。

github地址：dlt-viewer

一、DLT使用場景

1.1 DLT的通用場景

應(yīng)用或SW-C產(chǎn)生日志消息

日志消息發(fā)送到DLT模塊

DLT模塊將日志消息發(fā)送到總線

外部DLT客戶端記錄日志消息

1.2 VFB追蹤(tracing of VFB)

RTE調(diào)用由DLT提供的宏，該宏可以調(diào)用DLT應(yīng)用接口產(chǎn)生追蹤消息（trace message）

DLT模塊發(fā)送跟蹤消息到DLT通訊模塊（黃色模塊）

DLT通訊模塊轉(zhuǎn)發(fā)跟蹤消息到網(wǎng)絡(luò)

外部客戶端接收并存儲跟蹤消息

1.3 DLT運(yùn)行配置

外部dlt客戶端發(fā)送日志和跟蹤等級變更到dlt模塊

dlt模塊根據(jù)收到的變更消息改變自己的過濾器設(shè)置配置

dlt模塊通知應(yīng)用新的日志等級

1.4 非冗余模式(non-verbose mode)

為了減少總線上的運(yùn)輸量，我們可以避免發(fā)送通訊總線上的變量元數(shù)據(jù)。

相反，一個(gè)外部FIBEX文件保存如何解釋有效負(fù)載的信息。

外部Dlt客戶機(jī)使用接收到的參數(shù)值合并和存儲這些元數(shù)據(jù)。

dlt模塊以非冗余模式來傳送dlt消息

dlt模塊過濾和產(chǎn)生dlt消息

dlt模塊發(fā)送dlt消息到通訊總線

外部dlt客戶端獲取外部FIBEX文件里的元信息

外部dlt客戶存儲合并的消息

二、DLT協(xié)議介紹

DLT消息包含三個(gè)部分：標(biāo)準(zhǔn)頭、擴(kuò)展頭、有效載荷。如下圖

2.1 標(biāo)準(zhǔn)頭

標(biāo)準(zhǔn)頭有16個(gè)字節(jié)大小，分為6個(gè)部分。它們之間的名稱和順序如下圖所示

Byte0：Header Type，這里用來配置DLT的可選項(xiàng)，比如帶不帶ECU ID、Session ID、時(shí)間戳等，DLT協(xié)議版本號、大端優(yōu)先。具體如下圖所示：

1為采用，0為不采用

如果使用冗余模式，則UEH位必須為1

Byte1：Message Counter,從0開始最大255，可以在一定程度上識別丟失的消息。

Byte2-3：Length，這個(gè)字段指示整個(gè)DLT消息的長度，包括標(biāo)準(zhǔn)頭、擴(kuò)展頭、有效載荷

Byte4-7：ECU ID，可選的ECU ID用于識別哪個(gè)ECU發(fā)送了Dlt消息。因此，強(qiáng)烈建議ECU ID在車輛內(nèi)是唯一的。

Byte8-11：Session ID，可選的Session ID用于標(biāo)識ECU中的日志或跟蹤消息的來源。

Byte12-15：Timestamp，對產(chǎn)生的DLT消息添加時(shí)間信息。

2.2 擴(kuò)展頭

擴(kuò)展頭字段是緊跟在標(biāo)準(zhǔn)頭后面的，如果標(biāo)準(zhǔn)頭中‘UEH’位位1，則表示該DLT消息有擴(kuò)展頭。擴(kuò)展圖的結(jié)構(gòu)如下圖所示：

-Byte0:Message Info,該字節(jié)的字段非常重要，設(shè)計(jì)到dlt消息的類型分類，用來區(qū)分是日志消息、跟蹤消息、網(wǎng)絡(luò)消息、控制消息。字段結(jié)構(gòu)如下圖所示：

VERB為1時(shí)表示有效載荷必須按冗余模式傳輸

MSTP表示DLT的類型，一共分四種：日志消息、跟蹤消息、網(wǎng)絡(luò)消息、控制消息

MTIN表示不同類型DLT消息各自的下級分類

一圖勝千言

Byte1：Number of Arguments:參數(shù)數(shù)量表示一條Dlt消息的有效負(fù)載段中連續(xù)參數(shù)的數(shù)量。在冗余模式有效，非冗余模式此字段因?yàn)?x00

Byte2-5：Application ID，應(yīng)用程序ID是應(yīng)用程序的縮寫，它生成Dlt消息。

Byte6-9：Context ID，Context ID是用戶定義的ID，用于(邏輯上)對應(yīng)用程序生成的Dlt消息進(jìn)行分組。

2.3 有效載荷

2.3.1 非冗余模式

非冗余模式下的的有效載荷就比較簡單，只傳輸參數(shù)值(不需要任何關(guān)于它們的元信息)，以及其他屬性(如參數(shù)名稱或類型)，為了允許在接收到的Dlt消息中正確地分解所包含的參數(shù)值，將向有效負(fù)載添加專用的message ID。非冗余模式需要外部解析文件，用來解析Message ID通過消息ID和外部描述的組合，以下信息應(yīng)該是可恢復(fù)的:

類型信息：Type Length、Data Type、String Coding 、Variable Info 、Fixed Point

考慮到MCU的處理能力，非冗余模式只傳送dlt消息中的非靜態(tài)數(shù)據(jù)，而每條dlt消息中的靜態(tài)數(shù)據(jù)通過外部解析文件與Message ID進(jìn)行關(guān)聯(lián)，非冗余模式DLT消息結(jié)構(gòu)如下：

2.3.1.1 非冗余模式dlt消息示例

通過下面的例子，我們來看下非靜態(tài)數(shù)據(jù)是如何組裝，傳輸和解析的。

假設(shè)下面這條日志消息將要傳送給外部DLT客戶端：

靜態(tài)文本：“Temperature measurement”

8位uint:measurement_point = 1 (no unit)

32位浮點(diǎn)型：reading = 22.1 Kelvin

在源代碼中的這個(gè)特定位置上有一個(gè)唯一的消息ID，用來表示這個(gè)日志消息調(diào)用。以下信息與這個(gè)消息ID相關(guān)聯(lián):

源碼位置：source file “temp_meas.c”, line number 42

靜態(tài)文本：“Temperature measurement”

值位8位無符號整數(shù)。變量名=“measurement_point” ， 單位 = “”

值位32位浮點(diǎn)型，變量名= “reading”，單位=“Kelvin”

所有的靜態(tài)數(shù)據(jù)已經(jīng)與message ID關(guān)聯(lián)了，所以只用傳輸非靜態(tài)數(shù)據(jù)，

這條dlt消息的非靜態(tài)數(shù)據(jù)如下所示：

根據(jù)消息ID，接收方可以重新組合此Dlt消息的所有靜態(tài)數(shù)據(jù)(源代碼中的位置、靜態(tài)文本、變量名和單元)。非靜態(tài)數(shù)據(jù)將被一致地打包傳輸。可以通過使用與消息ID相關(guān)聯(lián)的信息進(jìn)行解釋。此外，參數(shù)的順序與消息ID相關(guān)聯(lián)。

2.3.1.2 非冗余模式被傳輸數(shù)據(jù)的解析格式

外部文件像ASAM Fibex文件，保存著如何解析有效載荷的信息。應(yīng)用程序或中間件的軟件供應(yīng)商應(yīng)提供此描述文件。由于Dlt可以有多個(gè)日志或跟蹤消息源(多個(gè)應(yīng)用程序或診斷模塊)，因此可以將提供的描述文件合并到給定ECU的一個(gè)文件中。

每個(gè)用于描述非詳細(xì)消息的Fibex描述文件只對應(yīng)于一個(gè)ECU的日志或跟蹤消息。這是因?yàn)槊總€(gè)ECU的消息id是唯一的。此外，ECU的軟件版本號必須由描述文件提供。

原則上，每個(gè)日志或跟蹤消息都相當(dāng)于某些網(wǎng)絡(luò)協(xié)議中已知的PDU。在這里，日志或跟蹤消息的描述應(yīng)該等同于Fibex指定的CAN-Frame。來自Extended Header的信息被另外放入FRAME-TYPE xml元素中的xml元素中。非靜態(tài)數(shù)據(jù)由PDU和SIGNAL xml元素描述。

從用戶的角度來看，日志或跟蹤消息有幾個(gè)參數(shù)。這些參數(shù)可以是靜態(tài)文本或非靜態(tài)變量。只傳輸非靜態(tài)變量的數(shù)據(jù)。為了用所有參數(shù)重新組合整個(gè)消息，一個(gè)FRAME xml元素應(yīng)該包含一些空的PDU xml元素，這些元素用靜態(tài)文本表示參數(shù)。此文本應(yīng)置于PDU xml元素的DESC xml元素中。

一條日志或追蹤消息必須是一個(gè)Fibex XML元素框架表示

消息ID必須是<FRAME>XML元素的ID屬性

下面的示例顯示了FIBEX XML中示例Dlt消息的描述。

<fx:FRAME ID="ID_1"> <ho:SHORT-NAME>Dlt Message with ID_1</ho:SHORT-NAME> <fx:BYTE-LENGTH>1</fx:BYTE-LENGTH> <fx:FRAME-TYPE>OTHER</fx:FRAME-TYPE> <fx:PDU-INSTANCES> <fx:PDU-INSTANCE ID="P_1_0"> <fx:PDU-REF ID-REF="PDU_1_0"/> <fx:SEQUENCE-NUMBER>0</fx:SEQUENCE-NUMBER> </fx:PDU-INSTANCE> <fx:PDU-INSTANCE ID="P_1_1"> <fx:PDU-REF ID-REF="PDU_1_1"/> <fx:SEQUENCE-NUMBER>1</fx:SEQUENCE-NUMBER> </fx:PDU-INSTANCE> <fx:PDU-INSTANCE ID="P_1_2"> <fx:PDU-REF ID-REF="PDU_1_2"/> <fx:SEQUENCE-NUMBER>2</fx:SEQUENCE-NUMBER> </fx:PDU-INSTANCE> </fx:PDU-INSTANCES> <fx:MANUFACTURER-EXTENSION> <MESSAGE_TYPE>DLT_TYPE_LOG</MESSAGE_TYPE> <MESSAGE_INFO>DLT_LOG_DEBUG</MESSAGE_INFO> <APPLICATIONID>APPI</APPLICATIONID> <CONTEXTID>CONI</CONTEXTID> <MESSAGE_SOURCE_FILE>demo.c</MESSAGE_SOURCE_FILE> <MESSAGE_LINE_NUMBER>72</MESSAGE_LINE_NUMBER> </fx:MANUFACTURER-EXTENSION> </fx:FRAME> 

<!--=============== 1. Parameter ==================-->

<fx:PDU ID="PDU_1_0"> <ho:SHORT-NAME></ho:SHORT-NAME> <ho:DESC>Temperature measurement</ho:DESC> <fx:BYTE-LENGTH>0</fx:BYTE-LENGTH> <fx:PDU-TYPE>OTHER</fx:PDU-TYPE> </fx:PDU>

<!--=============== 2. Parameter ==================--> 

<fx:PDU ID="PDU_1_1"> <ho:SHORT-NAME>measurement_point</ho:SHORT-NAME> <fx:BYTE-LENGTH>1</fx:BYTE-LENGTH> <fx:PDU-TYPE>OTHER</fx:PDU-TYPE> <fx:SIGNAL-INSTANCES> <fx:SIGNAL-INSTANCE ID="S_1_0"> <fx:SEQUENCE-NUMBER>0</fx:SEQUENCE-NUMBER> <fx:SIGNAL-REF ID-REF="S_UINT8"/> </fx:SIGNAL-INSTANCE> </fx:SIGNAL-INSTANCES> </fx:PDU> 

<!--=============== 3. Parameter ==================--> 

<fx:PDU ID="PDU_1_2"> <ho:SHORT-NAME>reading</ho:SHORT-NAME> <fx:BYTE-LENGTH>1</fx:BYTE-LENGTH> <fx:PDU-TYPE>OTHER</fx:PDU-TYPE> <fx:SIGNAL-INSTANCES> <fx:SIGNAL-INSTANCE ID="S_1_0"> <fx:SEQUENCE-NUMBER>0</fx:SEQUENCE-NUMBER> <fx:SIGNAL-REF ID-REF="FLOA32"/> </fx:SIGNAL-INSTANCE> </fx:SIGNAL-INSTANCES> </fx:PDU>

2.3.2 冗余模式

DLT的冗余模式相對于非冗余模式，顯而易見，傳遞的數(shù)據(jù)更加全面完整，

如果ECU的內(nèi)存和帶寬都夠，建議使用冗余模式傳輸DLT消息。

冗余模式下的DLT消息結(jié)構(gòu)如下圖所示：

數(shù)據(jù)負(fù)載包含變量的值(即應(yīng)用程序或中間件的調(diào)試信息)，它將在通信總線上傳輸。除了變量值本身之外，還需要提供變量的大小和類型等信息。該信息包含在Type Info字段中。

-Type Info：32位，表示元數(shù)據(jù)信息。

從上圖可以看出，Type Info主要描述“Data payload”類型信息。

Type Length（TYLE）：Type Length指定標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)類型的長度。比如：規(guī)定BOOL型為8位，SINT和UINT為8位、16位、32位、64位、128位，F(xiàn)LOA型為16位、32位、64位、128位。

Variable Info(VARI): 如果設(shè)置了變量信息(VARI)，則可以添加變量的名稱和單位。兩者都包含一個(gè)長度信息字段和一個(gè)帶有文本(名稱或單元)的字段。長度字段包含關(guān)聯(lián)的名稱或單元字段的字符數(shù)。只在某些數(shù)據(jù)類型中添加單元信息。

Fixed Point(FIXP):如果使用定點(diǎn)值，則應(yīng)設(shè)置定點(diǎn)(FIXP)位。比數(shù)據(jù)字段表示一個(gè)固定點(diǎn)變量的物理值。為了解釋不動點(diǎn)變量，必須計(jì)算這個(gè)變量的邏輯值。邏輯值由不動點(diǎn)變量的物理值、量化值q和偏移量o來計(jì)算。

邏輯值Lv和物理值Pv之間的關(guān)系是Lv=Pv*q + O

不動點(diǎn)必須是整型數(shù)據(jù)

String Coding(SCOD): String Coding 僅對String 類型(STRG)的字符串?dāng)?shù)據(jù)進(jìn)行編碼。所有其他字符串，如參數(shù)名稱、單元和描述都是用8位ASCII格式編碼的。

Bool:如果數(shù)據(jù)是布爾型，1就代表True，0代表False。

Signed and Unsigned:整型和無符號整型數(shù)據(jù)。該位設(shè)置時(shí)，代表Data payload里的數(shù)據(jù)是整型和無符號整型數(shù)據(jù)。

FLOA：浮點(diǎn)型，該位置1時(shí)，代表Data payload里的數(shù)據(jù)時(shí)浮點(diǎn)型數(shù)據(jù)

String(STRG):字符串，該位置1時(shí)，代表Data payload里的數(shù)據(jù)是字符串

Array(ARAY): 該位置1時(shí)，代表Data payload里的數(shù)據(jù)是數(shù)組。

Struct(STRU):該位置1時(shí)，代表Data payload里的數(shù)據(jù)是數(shù)組。

Raw(RAWD):該位置1時(shí)，代表Data payload里的數(shù)據(jù)是原始數(shù)據(jù)。

Trace Info(TRAI):該位置1時(shí)，跟蹤信息(如模塊名/函數(shù))應(yīng)在參數(shù)中傳遞。在數(shù)據(jù)有效負(fù)載的起始，一個(gè)16位無符號整數(shù)應(yīng)指定跟蹤數(shù)據(jù)字符串的長度，以字節(jié)為單位，包括終止字符。

介紹了那么多，來個(gè)示例解釋下自然數(shù)據(jù)類型參數(shù)是如何表示的吧下面這個(gè)示例展示了如何在冗余模式VARI置1的情況下，將一個(gè)8位無符號整型數(shù)據(jù)組裝起來。

Type Info是描述數(shù)據(jù)的32位字段。

在這個(gè)例子中，它定義了變量類型(無符號整數(shù))、

它的長度(8位)和描述變量名稱和單位的variable Info (VARI)的存在。

Variable Info后面跟著兩個(gè)16位無符號整數(shù)，描述變量的Name和Unit的長度。

后面跟著兩個(gè)以空結(jié)束的字符串，它們描述了Name和Unit。最后，變量值緊隨其后。

Data字段的長度是8位。

Type Info字段各個(gè)位之間的組合表

下表顯示了根據(jù)使用的變量類型的強(qiáng)制(標(biāo)記x)和可選(標(biāo)記o)設(shè)置:

為了識別日志或跟蹤消息的來源，需要在Dlt消息中添加一些在源代碼中找到位置的信息。

因此，Dlt消息中的前兩個(gè)參數(shù)應(yīng)為:

源文件的名稱(字符串)

代碼行(無符號整數(shù))

日志或跟蹤消息的第一個(gè)參數(shù)應(yīng)該是一個(gè)字符串參數(shù)，其中字段“Name”(在Variable Info中)包含字符串“source_file”，數(shù)據(jù)字段包含源文件的URL。

日志或跟蹤消息的第二個(gè)參數(shù)應(yīng)該是UINT參數(shù)(32位)，其中字段“Name”(在Variable Info中)包含字符串“l(fā)ine_number”，數(shù)據(jù)字段包含發(fā)送日志或跟蹤消息的源文件中的行號。

2.4 DLT服務(wù)(命令）

以下章節(jié)將介紹已定義的Dlt命令，包括唯一標(biāo)識(Service ID)、格式和所需參數(shù)。

下面的表格表示DLT支持的服務(wù)命令：

建議定義的Dlt命令可以通過接收相應(yīng)的Dlt控制消息和/或通過單獨(dú)的C api觸發(fā)

三、時(shí)序圖

DLT 數(shù)據(jù)消息傳輸時(shí)序圖(Transmission of Dlt Data Message)

設(shè)置日志登記過濾器(Set LogLevel Filter)

緩存溢出(Buffer Overflow)

四、術(shù)語解析

術(shù)語名稱 解釋

SW-C Software Component的縮寫，即軟件組件，它是組成應(yīng)用軟件的基本單元

VFB VFB(Virtual Function Bus)，也就是虛擬功能總線，而RTE是它的具體實(shí)現(xiàn)

RTE 運(yùn)行時(shí)環(huán)境（RTE）是AUTOSAR ECU體系結(jié)構(gòu)的核心。RTE是AUTOSAR中VFB的接口實(shí)現(xiàn)，特定于每個(gè)ECU生成的。RTE提供基礎(chǔ)的通信服務(wù)，支持軟件構(gòu)件間和軟件構(gòu)件到基礎(chǔ)軟件模塊的通信，并提供AUTOSAR軟件組件訪問基本軟件模塊（包括OS和通信服務(wù)）的服務(wù)。

Metadata 元數(shù)據(jù)是關(guān)于數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)(參考3)

Log and trace message 一條日志和追蹤消息里包含所有描述軟件中的日志和事件追蹤的數(shù)據(jù)和選項(xiàng)。它們由消息頭和有效載荷組成

Dlt User DLT用戶是指產(chǎn)生Dlt消息的源頭。它們可以是應(yīng)用，RTE或者軟件模塊

Log message 日志消息包含調(diào)試信息，如狀態(tài)變化或值變化。

Trace Message 跟蹤消息包含通過VFB傳遞的信息

FIBEX 現(xiàn)場總線交換格式是一種通用的XML基礎(chǔ)描述格式。

ECU ID ECU ID是一個(gè)ECU的名稱，由4個(gè)8位ASCII字符(如ABS0、COMB)組成

Session 會話是日志或跟蹤消息源的邏輯實(shí)體。如果一個(gè)SW-C /應(yīng)用程序被實(shí)例化多次，則使用具有全局唯一會話ID的每個(gè)實(shí)例的一個(gè)會話。

Session ID 會話ID是日志或跟蹤會話的標(biāo)識號

Application ID “應(yīng)用ID”是SW-C / Application的縮寫。它標(biāo)識日志和跟蹤消息產(chǎn)生的SW-C /應(yīng)用程序。

Context ID 上下文ID是用戶自定義ID，四個(gè)8位ASCII字符組成上下文ID。用于對swc /應(yīng)用程序生成的日志和跟蹤消息進(jìn)行分組。具有以下使用規(guī)則：1. 每個(gè)應(yīng)用ID可以擁有幾個(gè)上下文ID 2.上下文ID由應(yīng)用ID進(jìn)行分組 3. 一個(gè)應(yīng)用ID里的上下文ID必須是唯一的 4. 使用元組“應(yīng)用程序ID”和“上下文ID”標(biāo)識日志和跟蹤消息的源

Message ID 消息ID是標(biāo)識信息的ID，信息由消息本身傳輸。消息ID唯一地標(biāo)識日志或跟蹤消息。它可以用來標(biāo)識消息的源(在源代碼中)，也可以用來描述消息的有效負(fù)載。消息ID是在開發(fā)或配置時(shí)靜態(tài)固定的。

Log level 日志級別定義了日志消息的嚴(yán)重級別的分類。

Trace status 跟蹤狀態(tài)提供了是否應(yīng)該發(fā)送跟蹤消息的信息

Log Channel 一種用于傳輸Dlt消息的物理通信總線

External client 外部客戶端是使用Dlt模塊控制、監(jiān)視和存儲ecu提供的日志/跟蹤信息的工具。

PDU Protocol Data Unit，PDU包含SDU和PCI，PCI包含源地址和目標(biāo)地址信息，SDU是數(shù)據(jù)信息

五、參考

1.AUTOSAR虛擬功能總線-VFB

2.DLT協(xié)議(AutoSAR官方)

3.元數(shù)據(jù)

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