AUTOSAR基礎軟件中的通訊，前文已經介紹過COM模塊：
今天介紹COM的下層模塊：PduR—協議數據單元路由。
1 PduR的位置和作用
PDU Router（下文簡稱“PduR”）模塊位於AUTOSAR通訊架構的中間位置，其上層主要包括DLT、DCM、COM和IpduM，下層主要包括CANTp、CanIf、FrIf、LinTp、IpduM、CanNm、FrNm。由於IpduM具有兩個不同的角色，所以它分爲上下兩個模塊：
上層：COM模塊與I-PDU多路複用器(IpduM)模塊之間的通信；
下層：IpduM模塊與通信接口模塊（CanIf、FrIf）之間的通信。
圖1 PduR在BSW通訊模塊中的位置
PduR模塊同級的I-PDU多路複用器 (IpduM) 模塊，它提供對多路複用I-PDU的支持。當IpduM調用PduR模塊來傳輸複用的I-PDU時，或當PduR模塊調用它來接收或傳輸複用的I-PDU確認時，或者當它通過觸發器傳輸來提供數據時，IpduM都被認爲是一個上層模塊。IpduM調用PduR模塊，提出傳輸確認或接收指示上層（例如COM），或當它被稱爲PduR模塊更新I-PDU時，屬於多路複用I-PDU，則被視爲下層模塊。
2 PduR的內容
從ECU的角度來看，PduR模塊可以執行三種不同的功能類操作:
PDU接收到本地模塊：從底層模塊接收I-PDU並將其傳遞到一個或多個上層模塊；
從本地模塊傳輸PDU：根據上層模塊的請求，將I-PDU傳遞到一個或多個底層模塊；
PDU網關:
從接口模塊接收I-PDU，並立即通過相同或其他通信接口模塊傳輸I-PDU；
從傳輸協議模塊接收I-PDU，並通過相同或其他傳輸協議模塊傳輸I-PDU。
當然，PDU接收和PDU網關可以相結合。例如：COM模塊在接收I-PDU的同時，它被網關接到另一個較低層的模塊。
I-PDU的路由是基於靜態定義的I-PDU標識符執行的。在運行時不會動態地路由I-PDU，可能取決於它的有效負載。PduR模塊是基於接口模塊的通用方法，接口模塊在PduR模塊配置中配置。可以很容易地配置PduR來支持其他上層和下層模塊。當然，這種方法也允許將複雜驅動程序(ComplexDrivers，CDDs)集成爲PduR的上層或下層模塊，但一般項目爲了複雜驅動模塊的獨立，會單獨解耦處理。
PduR模塊的用戶列表不是固定的。最常見的上層和下層的組合如下:
AUTOSAR DCM和Tp模塊；
AUTOSAR COM和通信接口模塊、傳輸協議模塊或I-PDU多路複用器；
I-PDU多路複用器和通信接口模塊；
如圖2所示，PduR主要包含兩部分：
a) PduR路由路徑: 描述每個I-PDU的靜態路由路徑。路由路徑可以在ECU的編程狀態下更新後生成可加載，或者通過可選初始化PduR時選用。
b) PduR引擎: 根據PduR的路由路徑執行路由操作的實際代碼。路由器引擎需要處理:
· 將I-PDU從源方路由到目標方；
· 將源方的I-PDU ID傳遞給目標方 (例如PduR_transmission轉換爲canif_transmission，PduR_CanIfTxConfirmation轉換爲Com_TxConfirmation)。
圖2 PduR的組成
I-PDU由靜態I-PDU ID標識，因爲在編譯PduR模塊後必須標識I-PDU。PduR模塊使用靜態配置表中的I-PDU ID來確定I-PDU的目標。I-PDU用於PDUR上層模塊的數據交換，如COM模塊和DCM模塊。路由器模塊的路由操作並不修改I-PDU，它只是將I-PDU轉發給目標模塊。在TP路由時，I-PDU的傳遞可以在收到完整I-PDU之前開始，即“動態網關”。而對於網絡管理數據交換，可以繞過PduR模塊實現。
I-PDU ID配置時，需要同時配置實現的API。如此，可以在每個接收I-PDU ID的模塊中高效地實現查找表(例如，PduR模塊的配置包含PduR_CanIfTxConfirmation的I-PDU ID)。
PduR模塊可以實現：
從本地模塊到通信接口模塊I-PDU的單播(1:1)。
從本地模塊到通信接口模塊I-PDU組播(1:n)。
從本地模塊到傳輸協議模塊I-PDU的單播 (1:1) (單幀(SF)或多幀(FF和CFs))。
從本地模塊到傳輸協議模塊I-PDU的組播(1:n) (單幀(SF))。
從通信接口模塊到本地模塊I-PDU的單播(1:1)。
從通信接口模塊到本地模塊I-PDU的組播(1:n)。
從傳輸協議模塊到本地模塊I-PDU的單播(1:1) (單幀(SF))。
從傳輸協議模塊到本地模塊I-PDU的組播(1:n) (單幀(SF))。
從通信接口模塊到使用緩衝區通信接口模塊I-PDU的網關(1:1)。
從通信接口模塊到使用緩衝區通信接口模塊I-PDU的網關(1:n)。
從通信接口模塊到通信接口模塊I-PDU使用FIFO的網關(1:1)。
從通信接口模塊到通信接口模塊I-PDU使用FIFO的網關(1:n)。
從通信接口模塊到通信接口模塊I-PDU使用FIFO的網關(n:1)。
從傳輸協議模塊到傳輸協議模塊I-PDU使用FIFO的網關(1:1)。
從傳輸協議模塊到傳輸協議模塊I-PDU使用FIFO的網關(1:n)。
從傳輸協議模塊到傳輸協議模塊I-PDU使用FIFO的網關(n:1)。
PduR模塊不支持以下內容:
信號提取或轉換。
數據完整性檢查 (如校驗和)。
更改或修改I-PDU。
制定任何依賴於PDU負載的路由決策。
支持TP模塊和If模塊之間的路由。
支持I-PDU在If模塊之間的速率轉換。(此功能在COM模塊中實現)。
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3 API函數
PduR模塊依賴所使用的通信硬件抽象層模塊、所使用的通信API和功能服務層模塊。PduR模塊需要的API函數主要包括:
下層Com IF模塊：
_Transmit (e.g.CanIf_Transmit, FrIf_Transmit, LinIf_Transmit)
_CancelTransmit (e.g.FrIf_CancelTransmit)
下層Tp模塊：
_Transmit (e.g.CanTp_Transmit, FrTp_Transmit, LinTp_Transmit)
_CancelTransmit(e.g. CanTp_CancelTransmit, FrTp_CancelTransmit)
_CancelReceive(e.g. CanTp_CancelReceive, FrTp_CancelReceive)
上層COM模塊：
_RxIndication (e.g.Com_RxIndication)
_TxConfirmation (e.g.Com_TxConfirmation)
_TriggerTransmit(e.g. Com_TriggerTransmit)
上層Dcm模塊：
_StartOfReception(e.g. Dcm_StartOfReception)
_CopyRxData (e.g.Dcm_CopyRxData)
_CopyTxData (e.g.Dcm_CopyTxData)
_TpRxIndication (e.g.Dcm_TpRxIndication)
_TpTxConfirmation(e.g. Dcm_TpTxConfirmation)
每個處理I-PDU併爲I-PDU提供API的BSW模塊必須包含I-PDU ID列表，這意味着每個被調用的模塊將有標識I-PDU的查詢表。
舉個例子：
COM模塊調用PduR_ComTransmit（PDUR模塊將列出I-PDU ID）， PDUR模塊將調用CanIf_Transmit(CanIf模塊配置將列出I-PDUID)，CanIf將調用PduR_CanIfTxConfirmation(PDUR模塊配置將列出I-PDU ID)和PDUR模塊將調用Com_TxConfirmation(COM模塊配置將列出I-PDU ID)。如下圖3所示(僅I-PDU ID爲參數):
圖3 攜帶I-PDU ID的傳遞
4 I-PDU的收發
I-PDU接收是指從底層通信接口模塊或傳輸協議模塊接收並傳遞到COM模塊。
PduR不是通信接口模塊和I-PDU的唯一客戶。其他模塊如NM和TP模塊直接從通信接口模塊接收PDU。
圖4 PduR的發送序列圖
PduR模塊通過源模塊I-PDU ID(位於PDUR配置中)和目標模塊I-PDU ID(位於被調用的目標模塊配置中)的組合唯一地標識路由路徑。PDUR模塊應將I-PDU ID轉換爲傳輸路徑和確認路徑的目標模塊。
比如，COM模塊將I-PDU傳輸給CanIf和LinIf。調用PduR_comtransmission。PduR模塊將源I-PDU ID(PDUR模塊配置)轉換爲I-PDU ID (LinIf模塊配置)和I-PDU ID(CanIf模塊配置)。從COM模塊接收到的PduInfoType值被複制到CanIf和LinIf模塊，而不做任何更改。
LIN通訊類似，Linif將使用I-PDU ID調用PduR_liniftxconfirm，根據傳輸成功與否，調用結果是E_OK(成功傳輸)或E_NOT_OK(傳輸失敗)。然後，PduR模塊將轉換I-PDU ID，並使用com_txconfirm將調用轉發到COM，使用轉換後的I-PDU ID和接收到的結果。
PduR模塊只能根據配置中給出的路由路徑對I -PDU進行路由。當具有不同元數據類型的I-PDU通過路由路徑連接時，PduR生成器將會拒絕配置。PduR模塊的接收操作，總是通過底層模塊（通信接口模塊或傳輸協議模塊）的指示來完成。指示函數由底層輪詢通信驅動的循環函數執行，或在中斷情況下執行。
源通信接口模塊通過調用PduR_RxIndication來指示接收到的I-PDU。I-PDU可以有多個目標本地模塊，通過路由路徑來配置。
對於傳輸協議模塊，當接收第一幀(FF)或單幀(SF)時，首先通知PduR模塊並開始接收通知。通過調用_StartOfReception將此調用轉發到相關的上層模塊。每個段的有效載荷(N-PDU)將由_CopyRxData調用在目標上層模塊中複製。在接收到最後一個N-PDU之後，傳輸協議模塊將指示PDU路由器模塊已經接收到完整的I-PDU，而PDU路由器模塊將通過調用_TpRxIndication將這個指示轉發給相關的上層模塊。
通過傳輸協議模塊接收I-PDU可以只配置一個由路由路徑配置的上層模塊。
圖5 PduR的接收序列圖
PduR模塊爲從源傳輸協議模塊接收並路由到目標上層模塊的I-PDU提供1:1的路由。比如，從CanTp模塊接收功能性尋址請求(在SF中)並將其路由到DCM模塊。
目標底層模塊的傳輸操作異步實現的，這意味着傳輸服務請求返回在I-PDU被PduR模塊傳遞到目標下層模塊之後。如果目標底層通知PduR模塊通過PduR_TxConfirmation(通信接口)或PduR_TxConfirmation(傳輸協議)在I-PDU傳輸成功或失敗，PDUR模塊將通過_TxConfirmation(通信接口)或該指示轉發給上層模塊_TpTxConfirmation (傳輸協議)。
PduR模塊的傳輸操作由上層源模塊的PDU傳輸請求觸發，並將請求轉發到目標下層模塊。
5 I-PDU網關
PduR模塊支持I-PDU從源總線到一個或多個目標總線的網關交換。本地模塊的傳輸和接收的區別在於，PDUR模塊必須同時是接收器和發送器，在某些情況下還爲I-PDU提供緩衝。
爲了在不需要網關的情況下有效地實現PduR模塊，網關需求被有意地分開。如果PDUR模塊允許I-PDU的網關交換，則這些要求被視爲附加要求，而不是取代以前的要求。
圖6 PduR的廣播（multicast）形式
圖7 PduR的網關（gateway）形式
以下概述了I-PDU網關的功能:
PDUs可以從源通信接口模塊網關到一個(1:1)或多個目標通信接口模塊I-PDU網關(1:n)。
對於每個目的地，PDU路由器模塊可以在可配置的深度內緩衝I-PDU的每個目的地(例如，如果多於一個I-PDU，則FIFO)。
一個I-PDU可以被一個上層模塊在與n個目標通信接口同時接收。
使用TP傳輸的I-PDU可以被網關到一個或多個目標TP模塊，範圍如下:
單幀和多幀都可以被網關到多個目標TP模塊或本地模塊(如DCM)。
在多個N-PDUs中傳輸的I-PDU可以被“動態地”傳送到一個目的地，這意味着在目標TP模塊上開始傳輸之前，不需要接收完整的I-PDU。
在多個N-PDUs中傳輸的I-PDU可以通過網關傳送到另一個TP模塊，也可以由一個本地模塊接收，但不能同時接收兩個模塊。
使用TP模塊傳輸的I-PDU可以採用FIFO緩衝。這適用於SF和多幀I-PDU。
I-PDU只能在通信接口模塊或TP模塊之間進行網關，不能混合使用。例如，I-PDU不能從CanIf和網關到LinTp接收。
如果不支持I-PDU在不同週期或速率的通信接口模塊之間路由，則可以通過使用信號網關的COM模塊來完成。在這種情況下，I-PDU必須被路由到COM模塊。
舉例說明一下。
基於信號的通信路徑如圖8所示，發送路徑由Com模塊啓動，經過PduR進行路由，派發到對應總線的接口模塊，最後由對應的總線驅動模塊把信號發送到總線上；接收路徑反之。
圖8 COM模塊經路由的通信路徑
Dcm的診斷信息通信路徑如圖9所示。發送路徑由Dcm模塊啓動，經過PduR進行路由，派發到對應總線的TP模塊，經過Tp的拆包功能經對應總線的接口層發送到驅動模塊，最後由對應的總線驅動模塊把信號發送到總線上；接收路徑反之。
圖9 DCM模塊經路由的通信路徑
PDU的網關路徑如圖10所示。第一種網關路徑是不同總線的接口層之間的，先由驅動接收到幀，經接口層提交給PduR模塊，然後PduR模塊根據之前配置的網關路徑轉發給另一種總線的接口層，接口層提交給目標總線的驅動層，最後由驅動層把PDU發佈到總線上。另外一種網關路徑是不同總線的TP層之間的，和第一種相比是在路徑中增加了TP節點，同時也多了拆包組包的消耗。
圖10 不同總線的網關路徑
PDU廣播路徑如圖11所示。廣播路徑由Com模塊啓動，根據PduR對這個PDU的配置，使用多條路徑進行路由，之後派發到對應總線的接口模塊，最後由對應的總線驅動模塊把信號發送到總線上，從而達到廣播效果。
圖11 COM觸發的廣播路徑
6 PDU ID的映射機制
在每一層，PDU都有一個全局的識別號（簡稱全局ID）和一個本地的識別號（簡稱本地ID）。其中全局ID由ECU配置（簡稱EcuC）全局分配，一條通信路徑上的PDU 的全局ID相同。爲了方便本層管理PDU，會使用本地ID連續的機制，爲每個PDU分配一個本地ID。
通信協議棧中上層在使用下層服務時，先根據PDU在自己層的本地ID，查找到這個PDU的全局ID，然後根據這個全局ID，查找這個PDU在下層對應的本地ID，最後根據得到的本地ID使用下層服務。
通信協議棧的下層在使用上層服務時，先根據PDU在自己層的本地ID，查找到這個PDU的全局ID，然後根據這個全局ID，查找這個PDU在上層對應的本地ID，最後根據得到的本地ID回調上層。
總結：
PduR模塊主要提供兩方面的服務：
一是承上啓下銜接上層和下層：發送時派發從高層模塊的PDU到低層模塊；接收時派發從底層模塊如If或者TP接收的PDU給高層模塊（COM，PduR）。
二是通信網絡中的網關功能。其中網關功能有兩種：從一個接口層到另外一個相同或者不同總線類型的接口層；從一個TP到另外一個相同或者不同總線類型的TP層。其中路由協議是基於一個靜態的路由表和PDU ID的概念。
縮略詞：
CAN Communication Matrix：CAN通信矩陣，用來描述完整的CAN網絡，包括：涉及的CAN節點；CAN PDU的定義（ID和數據長度DLC）；PDU的發送和接收信息。
Physical Channel：物理通道。代表CAN網絡的接口，不同CAN硬件單元的不同物理通道可以訪問不同的網絡。
DCM: Diagnostic Communication Manager，診斷通信管理
COM IF：communicationinterface modules，通訊接口模塊
COM Tp：Communication Transport，通訊傳輸
IpduM：I-PDU Multiplexer，I-PDU多路複用
DLC：Data LengthCode，描述SDU長度的CAN信息。
I-PDU: Interaction Layer Protocol Data Units，交互層協議數據單元。
L-PDU：Data LinkLayer Protocol Data Unit，數據鏈接層的協議數據單元，包含標識符（ID）, 數據長度（DLC）和數據（L-PDU）
L-SDU：Data LinkLayer Service Data Unit數據鏈接層服務數據單元，它其中的數據傳輸到L-PDU中。
gatewaying-on-the-fly: 網關功能。在兩個TP模塊之間的路由，在所有數據被接收之前，數據的轉發就開始了(當達到指定的閾值時)。如果在兩個接口之間傳輸數據量較大，最好能夠在從源網絡接收所有數據之前在目標網絡上開始傳輸，可以節省內存和時間。
multicast operation：組播模式。同時傳遞PDU給衆多接收組羣。（1：n）
data provision：數據條款。包含兩種數據條款接口模式：直接數據條款和觸發型數據條款。
last-is-best buffering：first in first out緩衝策略，用最新值覆蓋最後一個值。
FIFO buffering：緩衝概念，使用先進先出策略。
SF：Single Frame，單幀
FF：First Frame，首幀
CF：ConsecutiveFrame，連續幀
N-PDU：CAN傳輸層的網絡協議數據單元。
N-SDU：CAN傳輸層的服務數據單元。其中的數據傳輸到N-PDU中。
PDU Router：協議數據單元路由。將I-PDU從一個模塊傳遞到另外一個模塊，PDU Router可以用於網關運行或內部路由。