基于Tricore芯片的AUTOSAR架構下的多核Shutdown介紹

正文

1. EcuM模塊中關于Multicore下電的流程概述

當ECU滿足休眠條件時，根據ECU的硬件設計會走Sleep或者Shutdown的過程。一般情況下，有SBC的ECU滿足休眠條件后走Shutdown流程下電；無SBC的ECU滿足休眠條件后走Sleep系統休眠的流程。

1.1 多核ECU走Sleep過程休眠

一般配置使用Flexible EcuM的項目在BswM模塊會自定義一個描述ECU狀態的狀態機，在ECU系統滿足休眠條件后會觸發Action調用EcuM_SelectShutdownTarget(ECUM_SHUTDOWN_TARGET_SLEEP),之后根據需求調用EcuM_GoHalt(深度休眠系統一般調用GoHalt)或者EcuM_GoPoll().

Figure 1: SLEEP Phase

Figure 2: Master Core GoSleep Sequence

Master Core的GoSleep Sequence中需要調用EcuM_EnableWakeupSource()這個Callout函數（需要用戶自定義）配置ECU休眠后的喚醒源。

Figure 3: Slave Core GoSleep Sequence.

Slave Core的GoSleep Sequence同樣需要調用EcuM_EnableWakeupSource()這個Callout函數。

Note: 個人理解Slave Core的GoSleep Sequence中調用EcuM_EnableWakeupSource()不需要做啥，因為喚醒的時候Master Core會調用StartCore喚醒Slave Core。

Figure 4: Master Core Halt Sequence

Master Core進入到Halt Sequence后會先等待Slave Core，多核完成同步后調用MCAL_MCU模塊提供的Mcu_SetMode()接口設置Master Core進入HALT深度休眠狀態。休眠后喚醒過程，本文暫不深入論述。

Figure 5: Slave Core Halt Sequence.

Slave Core的Halt Sequence過程基本和Master Core的過程一樣。

Note：多核ECU走Sleep休眠過程沒有OS的參與。

單核ECU走Sleep過程請參考：AUTOSAR架構下RH850芯片深度休眠配置實踐-Conifig EcuM and BswM

1.2 多核ECU走Shutdown下電

在ECU系統滿足休眠條件后觸發Action調用EcuM_SelectShutdownTarget(ECUM_SHUTDOWN_TARGET_OFF),之后根據需求調用EcuM_GoDown().

Figure 6: Shutdown Phase.

Figure 7: Master Core OffPreOS Sequence

Master Core進入OffPreOS Sequence后最關鍵的就是調用ShutdownAllCores完成多核同步。

Figure 8: Master Core OffPostOS Sequence

Master Core完成多核同步后進入OffPostOS Sequence，調用EcuM_AL_SwitchOff()這個Callout函數完成ECU Shutdown Off。

Example:

VoidEcuM_AL_SwitchOff(void)
{
  Cdd_SBC_GotoSleep();//給MCU下電
};

Figure 9: Slave Core OffPreOS Sequence.

因為Master Core調用EcuM_AL_SwitchOff ()后MCU已經下電了，Slave Core不用也來不及做啥操作了。

Figure 10: Slave Core OffPostOS Sequence.

2. OS模塊中關于多核Shutdown的描述

MasterCore滿足Shutdown Off條件后調用ShutdownAllCores(), 在ShutdownAllCores()中發送Signal給到Slave Core觸發Shutdown, 同時在ShutdownAllCores()中實現多核同步（Note: 后文實例代碼講解）。然后，所有的核都會àShutdowHook() àEcuM_Shutdown() àEcuM_AL_SwitchOff (Callout函數，中間調用用戶自定義的真正的Shutdown函數) àCdd_SBC_GotoSleep().

Figure 11: Example of a shutdown procedure.

3. 多核下電的具體實現

3.1 MICROSAROS中X-Signal

X-Signal用于MICROSAROS中跨核通信，具體通過MCU中未被使用的ISR中斷資源實現。

3.2 MICROSAR中Multicore Sleep

MICROSAR在Multicore上走SleepSequence時可以配置只有Master Core走Sleep，也可以選擇多Master andSlaveCore都走Sleep Sequence。如果走多核Sleep,則在BswM模塊中需要需要為每個Core配置ECU狀態機，滿足ECU Sleep條件后調用EcuM_GoHalt()/EcuM_GoPoll().

多核同步在EcuM_GoHalt()或EcuM_GoPoll()中完成。

3.3 MICROSAR中Multicore Shutdown

MICROSAR在Multicore上走Shutdown Sequence時所有的核都得走Shutdown Sequence,那么在BswM模塊需要為每個Core配置ECU狀態機，滿足Shutdown Off條件后調用EcuM_GoDown().

EcuM_ShutdownOS這個Callout函數中調用OSAPIShutdowAllCores()完成多核同步。

3.4 ShutdownAllCores中的核同步

Action 1：Master Core中Os_ShutdownAllCores()調用Os_TrapCallShutdownAllCores().

Action 2：Master Core中Os_TrapCallShutdownAllCores()調用Os_Api_ShutdownAllCores().

Action 3：Master Core中Os_Api_ShutdownAllCores()調用Os_SystemShutdown().

Action 4：Master Core中Os_SystemShutdown()調用Os_XSigSend_ShutdownAllCores()給Slave Cores發送Shutdown信號。

Action 5:Slave Core接收到Signal后調用Os_CoreShutdowAllLocal().

Action 6:Slave Core中Os_CoreShutdowAllLocal()調用Os_CoreShutdown().

Action 7:Master Core和Slave Cores都調用Os_CoreShutdown(),通過OsBarriers機制完成多核同步，最后都調用ShutdownHook().

OsBarriers機制參考：AUTOSAR架構下多核啟動

3.5 EcuM_GoHalt中的核同步

Master Core和Slave Core都調用EcuM_GoHalt(),然后：

MasterCore在EcuM_GoHalt()調用EcuM_EnterSleep().

SlaveCore在EcuM_GoHalt()調用EcuM_EnterSleepOnSlave().

MasterCore中EcuM_EnterSleep()調用EcuM_ShutdownSynchronization().

MasterCore中EcuM_ShutdownSynchronization()通過一個do while()循環等待所有Slave Core是否到達Sleep狀態，EcuM_GetCoreStatusValue()就是獲取Slave Core狀態。

Master Core在調用EcuM_ShutdownSynchronization()之前會調用EcuM_SetCoreStatusValue()設置MasterCore進入到Sleep狀態。

Slave Core中EcuM_EnterSleepOnSlave()調用EcuM_SetCoreStatusValue()設置Slave Cores進入到Sleep狀態，最后調用EcuM_McuSetMode()進入深度休眠Halt.

EcuM_SetCoreStatusValue(CoreID)和EcuM_GetCoreStatusValue(CoreID, CORE_STATE)其實就是在設置和訪問三個標識核狀態的全局變量。

Note: 標識三個核狀態的全局變量應該鏈接在三個核都能訪問的共享RAM里面，保證三個核都能訪問的到。

4. 總結

問題 1： ECU走Sleep過程休眠過程如何實現多核同步？

答：Multicore ECU走Sleep過程通過EcuM_GoHalt()/EcuM_GoPoll()實現核同步，具體參考3.5章節。

問題 2：ECU走Shutdown Off過程下電如何實現多核同步？

答：Multicore ECU走Shutdown過程下電通過ShutdownAllCores()實現核同步，具體參考3.4章節。

審核編輯：劉清