本文根據(jù)AUTOSAR4.4（Classic Platform）（https://www.autosar.org/standards/classic-platform/classic-platform-440/）標(biāo)準(zhǔn)中的 ：

AUTOSAR_SRS_MemoryServices.pdf

AUTOSAR_SWS_NVRAMManager.pdf

兩篇文章整理。僅為個(gè)人理解，不當(dāng)之處，還請(qǐng)指正，感謝！

AUTOSAR基本架構(gòu)的介紹很多，可以自行搜索相關(guān)資料，比如 https://www.jianshu.com/p/cfffc1692ea2。

言歸正傳，這兩篇文檔主要是Memory Service 層的 Requirement 和 Specification。

1 NVRAM Block

1.1 縮寫(xiě)

NVRAM Block是NVM manager層所定義對(duì)象。其相關(guān)的概念和基本對(duì)象包括：

Acronym:	Description:
Basic Storage Object （本文簡(jiǎn)稱(chēng)BSO） 基本存儲(chǔ)對(duì)象	A “Basic Storage Object” is the smallest entity of a NVRAM Block. Several “Basic Storage Objects” can be used to build a NVRAM Block. A “Basic Storage Object” can reside in different memory locations (RAM/ROM/NV memory).	基本存儲(chǔ)對(duì)象是NVRAM Block的最小實(shí)體。 幾個(gè)BSO組成一個(gè)NVRAM Block。 BSO可以位于不同的存儲(chǔ)器中(RAM/ROM/NV memory)
NVRAM Block	The “NVRAM Block” is the entire structure, which is needed to administrate and to store a block of NV data.	NVRAM Block是NVM層存儲(chǔ)器的定義對(duì)象，用作管理和存儲(chǔ)非易失性數(shù)據(jù)。
NV data	The data to be stored in the Non-Volatile memory.	要存儲(chǔ)在NV Memory中的非易失性數(shù)據(jù)。
Block Management Type block管理型類(lèi)	Type of the NVRAM Block. It depends on the (configurable) individual composition of a NVRAM Block in chunks of different mandatory/optional Basic Storage Objects and the subsequent handling of this NVRAM block.	NVRAM Block 的類(lèi)型。取決于NVRAM block  的BSO構(gòu)成和后續(xù)block的處理方式。
NV Block Header	Additional information included in the NV Block if the mechanism “Static Block ID” is enabled.	如果BVRAN Block啟用了 “Static Block ID”，則其中包含NV Block的附加信息。
RAM Block	The “RAM Block” is a Basic Storage Object. It represents the part of a NVRAM Block, which resides in the RAM. See [SRS_LIBS_08534]	BSO：RAM Block。對(duì)NVRAM Block來(lái)說(shuō)是必需（mandatory）成分。
ROM Block	The “ROM Block” is a Basic Storage Object. It represents the part of a NVRAM Block, which resides in the ROM. The “ROM Block” is an optional part of a NVRAM Block.	BSO：ROM Block，位于ROM中。對(duì)NVRAM Block來(lái)說(shuō)是可選（optinal）成分。
NV Block	The “NV Block” is a Basic Storage Object. It represents the part of a NVRAM Block, which resides in the NV memory. The “NV Block” is a mandatory part of a NVRAM Block.	BSO：NV Block。位于NV Memory（比如：Flash，EEPROM等）中，對(duì)NVRAM Block來(lái)說(shuō)是必需（mandatory）成分。
Administrative Block	The “Administrative Block” is a Basic Storage Object. It resides in RAM. The Administrative Block contains any RAM data, that are necessary to manage the NVRAM block, for being able to perform processing on it and to deliver status information. The “Administrative Block” is a mandatory part of a NVRAM Block.	BSO：Administrative Block。位于RAM中。其中包含管理NVRAM Block所必需的的RAM數(shù)據(jù)（狀態(tài)信息等）。是NVRAM Block的必需（mandatory）成分。

1.2 BSO和NVRAM Block 之間的組織關(guān)系如圖 1 所示

圖1 NVRAM 個(gè)構(gòu)成（BSO）

Application（以后簡(jiǎn)稱(chēng)App）層的SoftWare Component（以后簡(jiǎn)稱(chēng)SWC）需要存儲(chǔ)非易失性數(shù)據(jù)（NV Data）時(shí)，就使用NVM Manager 生成不同的NVRAM Block。NVRAM Block包含不同的BSO成分，每一個(gè)NVRAM Block包含哪些BSO在配置時(shí)決定，配置時(shí)每個(gè)NVRAM Block都會(huì)有一個(gè) NVRAM block descriptor ，一旦 block descriptor 固定，則NVRAM Block的構(gòu)成也就固定（fixed）了。每一個(gè)NVRAM Block都會(huì)被分配一個(gè) Block ID，NVM模塊就使用 Block ID 來(lái)選擇要訪(fǎng)問(wèn)的single block。每一個(gè)NVRAM Block都可以為其配置 block management type（Native，Redundant，Dataset）。

所有地址偏移都是相對(duì)于 NVRAM block descriptor 中RAM或ROM的起始地址（這里認(rèn)為是block ID，待確認(rèn)）給出的。一般認(rèn)為起始地址為0。（如果需要，相應(yīng)的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序?qū)⑻砑釉O(shè)備特別定義的基址或偏移量）。

1.3 BSO的邏輯成分

下圖展示了集中BSO的邏輯組成：

1.4 Block management types

前面提到：每一個(gè)NVRAM Block都可以為其配置 block management type（Native，Redundant，Dataset）。

NVRAM Block的管理類(lèi)型有3種：

1. native

   
   

2. redundant

   
   

3. dataset

   
   

每一種類(lèi)型的NVRAM Block的BSO組成為：

1.4.1 Native NVRAM Block

Native NVRAM塊是最簡(jiǎn)單的塊管理類(lèi)型。

1.4.2 Redundant NVRAM Block

包含2個(gè)NV block。如果一個(gè) NV block 塊被認(rèn)為是無(wú)效（invalid）的（例如read fail），則會(huì)使用另一個(gè)有效的NV block 中的數(shù)據(jù)來(lái)恢復(fù)無(wú)效的 NV block（即將有效NV block 中的數(shù)據(jù)寫(xiě)到無(wú)效的 NV block中）。如果恢復(fù)失敗，則應(yīng)將該錯(cuò)誤報(bào)告給DET（錯(cuò)誤碼為：NVM_E_LOSS_OF_REDUNDANCY）

1.4.3 Dataset NVRAMBlock

Dataset NVRAM Block 塊中包含幾個(gè)大小相同的（NV / ROM）block。應(yīng)用程序可以一次訪(fǎng)問(wèn)block中的任意一個(gè)。

（原文：The Dataset NVRAM block is an array of equally sized data blocks (NV/ROM). The application can at one time access exactly one of these elements.）

[SWS_NvM_00144] dataset 的 位置 index 在Administrative block 通過(guò)一個(gè)單獨(dú)的字段來(lái)標(biāo)識(shí)。
[SWS_NvM_00374] NNvM模塊應(yīng)能讀取daset中所有的NV塊。
[SWS_NvM_00375] 當(dāng)且僅當(dāng)禁用 write protection 時(shí)，NvM模塊才能write所有的NV塊。
[SWS_NvM_00146] 如果dataset NVRAM block配置了 ROM block，則index range要能涵蓋ROM，即通過(guò)index 要能索引NV block 和 ROM block 。
[SWS_NvM_00376] NvM模塊應(yīng)只能讀取ROM block（default datasets）。
[SWS_NvM_00377] NvM模塊應(yīng)將 write ROM block 視為 write to a protected NV block。
[SWS_NvM_00444] Dataset NVRAM Block中的 （NV ROM）block 總數(shù)必須在1..255的范圍內(nèi)。
[SWS_NvM_00445]?在可選ROM塊的情況下，索引從0到NvMNvBlockNum-1的數(shù)據(jù)區(qū)域表示NV塊在NV存儲(chǔ)器中的CRC。索引從NvMNvBlockNum到NvMNvBlockNum NvMRomBlockNum-1的數(shù)據(jù)區(qū)域表示ROM塊。

[SWS_NvM_00445]   Dataset NVRAM Block中的 （NV ROM塊） 的index 關(guān)系圖如下圖：

先是NV block，然后是ROM block

1.5 NVRAM Manager API configuration classes

NVM 模塊提供哪些API AUTOSAR 中也做了規(guī)定。但是為了適應(yīng)不同的硬件資源，NVM模塊可以配置哪些API在當(dāng)前的環(huán)境中是可用的。為此，NVM模塊中提供了一個(gè) API configuration classes 的配置項(xiàng)，其有三個(gè)參數(shù)，對(duì)應(yīng)不同的API范圍：

—— API configuration class 3: 所有定義的API都可以使用；
—— API configuration class 2: 部分API可用，可用API的中間集合.
—— API configuration class 1: 最少的API可用，在任何情況下都需要的API最小集合。適用于硬件資源非常有限系統(tǒng)。

NvM module 將只包含用的到的代碼，即使用宏編譯開(kāi)關(guān)根據(jù)配置項(xiàng)來(lái)決定相關(guān)的代碼是否使用。

Configuration Class	No	class3	class2	class1	Characteristics of Request Types
type1	1	NvM_SetDataIndex(...)	NvM_SetDataIndex(...)	NvM_GetErrorStatus(...)	synchronous request
	2	NvM_GetDataIndex(...)	NvM_GetDataIndex(...)	NvM_SetRamBlockStatus(...)	affects one RAM block
	3	NvM_SetBlockProtection(...)	NvM_GetErrorStatus(...)	NvM_SetBlockLockStatus(...)	available for all SW Cs
	4	NvM_GetErrorStatus(...)	NvM_SetRamBlockStatus(...)
	5	NvM_SetRamBlockStatus(...)	NvM_SetBlockLockStatus(...)
	6	NvM_SetBlockLockStatus()
type2	1	NvM_ReadBlock(...)	NvM_ReadBlock(...)	/	asynchronous request (result via callback or polling)
	2	NvM_WriteBlock(...)	NvM_WriteBlock(...)		affects one NVRAM block
	3	NvM_RestoreBlockDefaults(...)	NvM_RestoreBlockDefaults(...)		handled by NVRAM manager task via request list
	4	NvM_EraseNvBlock(...)	NvM_CancelJobs(…)		available for all SW Cs
	5	NvM_InvalidateNvBlock(...)	NvM_ReadPRAMBlock(...)
	6	NvM_CancelJobs(…)	NvM_WritePRAMBlock(...)
	7	NvM_ReadPRAMBlock(...)	NvM_RestorePRAMBlockDefaults(...)
	8	NvM_WritePRAMBlock(...)
	9	NvM_RestorePRAMBlockDefaults(...)
type3	1	NvM_ReadAll(...)	NvM_ReadAll(...)	NvM_ReadAll(...)	asynchronous request (result via callback or polling)
	2	NvM_WriteAll(...)	NvM_WriteAll(...)	NvM_WriteAll(...)	affects all NVRAM blocks with permanent RAM data
	3	NvM_CancelWriteAll(...)	NvM_CancelWriteAll(...)	NvM_CancelWriteAll(...)
	4	NvM_ValidateAll(...)	NvM_ValidatedAll(...)
	1	NvM_FirstInitAll(…)	NvM_Init(...)? ( )
type4	1	NvM_Init(...)	NvM_Init(...)	NvM_Init(...)	· synchronous request · basic initialization · success signaled to the task via command interface inside the function itse
Remark				1. No queue; 2. No immediate data can be written; 3. Not support Dataset management type; 4.

1.6 硬件抽象層的尋址方案

硬件抽象接口（即更低層的Fee和EA）為NVM提供了虛擬線(xiàn)性32位地址空間用于尋址，這32位地址由16bit的 block number和16bit的block address offset構(gòu)成。

According to [SWS_NvM_00051], the NvM module allows for a (theoretical) maximum of 65536（2^16） logical blocks, each logical block having a (theoretical) maximum size of 64（2^16） Kbytes.

（NVM模塊最多允許尋址 65536（2^16）個(gè)邏輯塊，每個(gè)邏輯塊的大小最大為 64（2^16） Kbytes）

16bit 的block number 被進(jìn)一步劃分成兩部分：

1. NV block base number (NVM_NV_BLOCK_BASE_NUMBER) with a bit width of (16 -NVM_DATASET_SELECTION_BITS)

   
   

2. Data index with a bit width of (NVM_DATASET_SELECTION_BITS)

   
   

即：NVM_DATASET_SELECTION_BITS NVM_NV_BLOCK_BASE_NUMBER = 16

NvMDatasetSelectionBits 在NVM module中是可配置項(xiàng)，用作Dataset類(lèi)型的NVRAM Block中的NV block的尋址，即dataset中，NVblock的dataindex 可以為 0,1,2... (2^bit-1)。NvMDatasetSelectionBits被定義之后，則block base number的大小也隨即確定（用作對(duì)base number尋址的bits個(gè)數(shù) == 16-selectionbits）, 即NVRAM Block ID可以為 0,1,2,... (2^basenumberbits-1)。

NVM模塊的 NvMNvBlockBaseNumber, NvMDatasetSelectionBits 和FeeEA 模塊的 EA_BLOCK_NUMBER / FEE_BLOCK_NUMBER 的關(guān)系換算關(guān)系是：

FEE/EA_BLOCK_NUMBER = (NvMNvBlockBaseNumber << NvMDatasetSelectionBits) DataIndex.

bit 和其組合后的表示意義：

NvMDatasetSelectionBits        ——> Data Index（一個(gè)NVRAM Block的NV block 的編號(hào)）

NvMNvBlockBaseNumberbits ——> NVMBlockBaseNumber（即為NVRAM Block ID，NVRAM Block的編號(hào)）

即兩個(gè)類(lèi)型的 bit 合計(jì)共有16個(gè)。

例 1：

NvMDatasetSelectionBits == 2 （即被配置為2bit），則可以用作NvMNvBlockBaseNumber 的是14bit。由此：

? Range of NvMNvBlockBaseNumber: 0x1..0x3FFE（2^14個(gè)，即：1 ~（2^14-1-1））
? Range of data index: 0x0..0x3(=2^NvMDatasetSelectionBits-1) （2^2個(gè)，即：0 ~ （2^2-1））
? Range of FEE_BLOCK_NUMBER/EA_BLOCK_NUMBER: 0x4..0xFFFB （0x1<<2bit 0）

對(duì)于一個(gè) native NVRAM block，如果其 NvMNvBlockBaseNumber = 2:
——?jiǎng)t其對(duì)應(yīng)的NV block 在 Fee/EA 層的 FEE/EA_BLOCK_NUMBER = 8

對(duì)于一個(gè) redundant NVRAM block（有2個(gè)NV block）如果其 NvMNvBlockBaseNumber = 3:
—— 其1st NV block （data index = 0）在 Fee/EA 層的 FEE/EA_BLOCK_NUMBER = 12 （=3<<2 0,）
—— 其2nd NV block（data index = 1） 在 Fee/EA 層的 FEE/EA_BLOCK_NUMBER = 13（=3<<2 1）

對(duì)于一個(gè) dataset NVRAM block 如果其 NvMNvBlockBaseNumber = 4, NvMNvBlockNum = 3 （即有3個(gè)NV block）:
—— 其 1st NV block（data index = 0） 在 Fee/EA 層的 FEE/EA_BLOCK_NUMBER = 16 （4<<2 0）
—— 其 2nd NV block （data index = 1）在 Fee/EA 層的 FEE/EA_BLOCK_NUMBER = 17（4<<2 1）
—— 其 3rd NV block （data index = 2）在 Fee/EA 層的 FEE/EA_BLOCK_NUMBER = 18（4<<2 2）

2 功能

NVRAM Manager（Non-Volatile RAM Manager）管理所有非易失性存儲(chǔ)器（Non-Volatile Memory）中數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)。其本身是獨(dú)立于硬件（hardware）的，直接訪(fǎng)問(wèn)硬件的功能被封裝到BSW的更下層（MemIF，F(xiàn)ee/EA, Fls/Eep）。NVRAM Manger 負(fù)責(zé)處理對(duì)非易失性數(shù)據(jù)的訪(fǎng)問(wèn)并對(duì)單個(gè)數(shù)據(jù)元素提供（checksum protection等）可靠性機(jī)制。為了適用于汽車(chē)系統(tǒng)的所有領(lǐng)域，NVRAM Manager具有高度的可擴(kuò)展性。

3 SRS文檔中：Requirements Tracing（14條BRF）

Requirement	Description	Satisfied by
RS_BRF_00129	AUTOSAR shall support data corruption detection and protection。 支持?jǐn)?shù)據(jù)損壞檢測(cè)和保護(hù)	SRS_Mem_00030, SRS_Mem_00129, SRS_Mem_08001, SRS_Mem_08010, SRS_Mem_08545, SRS_Mem_08546, SRS_Mem_08547, SRS_Mem_08550, SRS_Mem_08552, SRS_Mem_08553, SRS_Mem_08555, SRS_Mem_08556
RS_BRF_01048	AUTOSAR module design shall support modules to cooperate in a multitasking environment。 模塊支持多任務(wù)環(huán)境下協(xié)作。	SRS_Mem_00034, SRS_Mem_08542, SRS_Mem_08558
RS_BRF_01064	AUTOSAR BSW shall provide callback functions in order to access upper layer modules。 BSW通過(guò)callback函數(shù)訪(fǎng)問(wèn)上層模塊。	SRS_Mem_00125
RS_BRF_01076	AUTOSAR basic software shall perform module local error recovery to the extent possible。 BSW模塊可以進(jìn)行本地錯(cuò)誤恢復(fù)。	SRS_Mem_00038
RS_BRF_01096	AUTOSAR shall support start-up and shutdown of ECUs。 支持ECU的start-up 和 shutdown。	SRS_Mem_00137, SRS_Mem_08540
RS_BRF_01416	AUTOSAR services shall support standardized handling of non-volatile memory data。 service支持對(duì)非易失性數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化處理。	SRS_Mem_00013, SRS_Mem_00016, SRS_Mem_00017, SRS_Mem_00136, SRS_Mem_00138, SRS_Mem_08544, SRS_Mem_08554
RS_BRF_01800	AUTOSAR non-volatile memory functionality shall be divided into a hardware dependent and independent layer。 NV memory的功能被劃分成兩部分：硬件獨(dú)立和硬件依賴(lài)。	SRS_Mem_00011
RS_BRF_01808	AUTOSAR non-volatile memory handling shall support different kinds of memory hardware。 支持多種類(lèi)型的硬件。	SRS_Mem_08000
RS_BRF_01812	AUTOSAR non-volatile memory functionality shall support the prioritization and asynchronous execution of jobs。 支持作業(yè)優(yōu)先級(jí)設(shè)定和異步請(qǐng)求。	SRS_Mem_00034, SRS_Mem_08543, SRS_Mem_08558
RS_BRF_01816	AUTOSAR non-volatile memory functionality shall organize persistent data based on logical memory blocks。 應(yīng)基于邏輯存儲(chǔ)器塊組織持久數(shù)據(jù)。	SRS_Mem_00041, SRS_Mem_08001, SRS_Mem_08009, SRS_Mem_08528, SRS_Mem_08529, SRS_Mem_08531, SRS_Mem_08533, SRS_Mem_08534, SRS_Mem_08538, SRS_Mem_08543, SRS_Mem_08549, SRS_Mem_08560
RS_BRF_01824	AUTOSAR non-volatile memory functionality shall provide a mapping of non volatile memory into random access memory。 提供NV memory到RAM memory的映射	SRS_Mem_00027, SRS_Mem_08014, SRS_Mem_08533, SRS_Mem_08538, SRS_Mem_08549

RS_BRF_01832	AUTOSAR non-volatile memory shall handle logical memory blocks independent of its physical address。 應(yīng)獨(dú)立于物理地址處理邏輯存儲(chǔ)器塊。	SRS_Mem_08007, SRS_Mem_08531
RS_BRF_01840	AUTOSAR non-volatile memory functionality shall secure integrity of memory blocks。 保證存儲(chǔ)塊的完整性。	SRS_Mem_00018, SRS_Mem_00030, SRS_Mem_00127, SRS_Mem_00129, SRS_Mem_00135, SRS_Mem_08010, SRS_Mem_08011, SRS_Mem_08015, SRS_Mem_08535, SRS_Mem_08541, SRS_Mem_08546, SRS_Mem_08547, SRS_Mem_08548, SRS_Mem_08552, SRS_Mem_08553, SRS_Mem_08556
RS_BRF_01848	AUTOSAR non-volatile memory functionality shall provide mechanisms to enhance hardware reliability。 提供增強(qiáng)硬件可靠性的機(jī)制。	SRS_Mem_00018, SRS_Mem_08529, SRS_Mem_08531, SRS_Mem_08548, SRS_Mem_08551, SRS_Mem_08554

3 SRS中：Requirements Specification

functional requirement 主要分為5個(gè)部分來(lái)闡述：

1. configuration：在配置期間要滿(mǎn)足那些要求，可以進(jìn)行哪些操作等。

   
   

2. initialization：ECU啟動(dòng)時(shí)的操作

   
   

3. normal operation：正常功能和操作

   
   

4. shutdown operation：ECU關(guān)機(jī)的操作

   
   

5. fault operation：錯(cuò)誤處理