AUTOSAR ETH模块（3）——接口功能分析

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分类专栏： AUTOSAR 文章标签： AUTOSAR ETH

于 2025-03-07 23:27:43 首次发布

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Eth_SetControllerMode

函数原型

规范说明

Eth_GetControllerMode

Eth_UpdatePhysAddrFilter

前言

本文将按照我的理解，对以太网的数据发送流程进梳理，以求更容易理解整个模块、

先附上规范链接，建议组合学习：

https://www.autosar.org/fileadmin/standards/R18-10_R4.4.0_R1.5.0/CP/AUTOSAR_SWS_EthernetDriver.pdf

在研究接口的作用和类型之前，了解 ETH 的通信流程可以帮助我们理解接口的功能及其实现的操作。本章着重介绍与数据发送功能息息相关的接口。

数据发送流程

简单来讲，首先在完成 ETH 模块初始化完成之后，将以太网控制器和 PHY芯片的模式设置为发送状态，然后将要发送的数据填入缓冲区，然后发送出去，最后调用回调函数来通知数据是否发送成功。

接口分析

Eth_Init

函数原型

void Eth_Init( 
    const Eth_ConfigType* CfgPtr 
)

参数类型	参数名称	方向	说明
const Eth_ConfigType*	CfgPtr	输入	指向包含所有初始化内容的结构体指针

返回值：无

顾名思义，该接口函数实现的功能就是以太网的初始化。

Eth_ConfigType是一个结构体，存储着需要初始化的内容。由于包含指向例如控制器索引、PHY相关配置等的指针，因此后续所有函数只有再调用该接口函数之后才能正常使用。所以该接口的入参为一个不可修改的结构体指针，并通过指针所指向的数据来实现以太网的初始化。

规范说明

上图为该接口的相关规范，以及对应翻译。大概主要意思是介绍该接口对以太网控制器的操作、程序运行出现问题时产生的错误类型和该接口必须在初始化时执行三点。

先说对控制器的操作，翻译过来的内容如下几点：

1. 禁用所有控制器

2. 清除等待的以太网中断

3. 配置所有控制器参数(如中断、帧长、过滤器等)

4. 配置所有发送/接收资源(例如缓冲区初始化)

5. 删除所有待处理的发送和接收请求

总结来说，就是清除所有待执行的任务和缓冲区，然后配置参数并关闭控制器。

下表是常见的开发错误，当我们开启开发错误检测（Det）功能后，如果程序执行出现问题，一般会抛出以下几种错误，出现这些错误的原因也就这几种，后面再出现类似内容的话就不多赘述了。

错误类型	错误码	Value
Invalid controller index （无效的控制器索引）	ETH_E_INV_CTRL_IDX	0x01
Eth module or controller was not initialized （模块或控制器未初始化）	ETH_E_UNINIT	0x02
Invalid pointer in parameter list （参数列表中的指针无效）	ETH_E_PARAM_POINTER	0x03
Invalid parameter （无效的参数）	ETH_E_INV_PARAM	0x04
Invalid mode （无效的模式）	ETH_E_INV_MODE	0x05

Eth_SetControllerMode

函数原型

Std_ReturnType Eth_SetControllerMode( 
    uint8 CtrlIdx, 
    Eth_ModeType CtrlMode 
)

参数类型

参数名称

方向

说明

uint8

CtrlIdx

输入

控制器索引

Eth_ModeType

CtrlMode

输入

枚举类型，代表控制器的模式：ETH_MODE_DOWN 0x00 禁用控制器

ETH_MODE_ACTIVE 0x01 启用控制器

返回值：Std_ReturnType（enum）

E_OK: 模式设置成功

E_NOT_OK: 控制器模式修改失败

该接口实现对控制器模式的切换。根据 CtrlIdx 确定要操作的控制器，CtrlMode 为要设置的模式，根据这些参数来对控制器进行操作。返回值为枚举类型，当模式设置成功时返回 E_OK ，反之则为 E_NOT_OK 。

对于有返回值的函数，我们可以通过判断返回值来确定函数是否执行成功。

初始化完成之后，需要开启控制器才能进行数据的发送和接收；在某些场合下需要禁用以太网功能时，使用这个接口同样可以关闭控制器，以实现停止接收和发送以太网帧。

规范说明

这段的意思是开启或关闭控制器时，所进行的一系列操作。

当CtrlMode为 ETH_MODE_DOWN 时，禁用以太网控制器并重置所有发送和接收缓冲区；

当CtrlMode为 ETH_MODE_ACTIVE 时，则启用控制器和所有发送和接收缓冲区。

在上个接口也有提到开发错误检测功能，并附上相关返回值的内容，考虑到篇幅问题就不叙述了，自行分辨即可。从该接口开始，所有接口都需要先进行控制器初始化（Eth_Init）然后才能执行并生效。

Eth_GetControllerMode

函数原型

Std_ReturnType Eth_GetControllerMode( 
    uint8 CtrlIdx, 
    Eth_ModeType* CtrlModePtr 
)

参数类型

参数名称

方向

说明

uint8

CtrlIdx

输入

控制器索引

Eth_ModeType*

CtrlMode

输出

枚举类型指针，存放当前控制器的模式：ETH_MODE_DOWN 0x00 禁用控制器

ETH_MODE_ACTIVE 0x01 启用控制器

返回值：Std_ReturnType（enum）

E_OK: 模式获取成功

E_NOT_OK: 控制器模式获取失败

此接口能够获取当前控制器的状态。索引到控制器之后，接口获取当前控制器的模式，并将模式状态存入指针 CtrlMode 所指向的内存。接口执行完成后，通过判断指针所指向的值就能知晓当前控制器的状态。

规范说明

此处规范只是介绍了接口功能和开发错误，不过多说明。

Eth_GetPhysAddr

函数原型

void Eth_GetPhysAddr(
    uint8 CtrlIdx,
    uint8* PhysAddrPtr
)

参数类型	参数名称	方向	说明
uint8	CtrlIdx	输入	控制器索引
uint8*	PhysAddrPtr	输出	按网络字节顺序的物理源地址（MAC 地址）。

返回值：无

该接口负责实现获取MAC地址，指针负责存储获取到的地址。MAC地址简单来说和身份证号一样，每个人都是独一无二的。MAC就是自己的身份证号，也就是发送方；对应的接收方的地址就是DST地址。

规范说明

Eth_SetPhysAddr

函数原型

void Eth_SetPhysAddr(
    uint8 CtrlIdx,
    const uint8* PhysAddrPtr
)

参数类型	参数名称	方向	说明
uint8	CtrlIdx	输入	控制器索引
const uint8*	PhysAddrPtr	输入	按网络字节顺序存储物理源地址（MAC 地址）。

返回值：无

索引控制器后，接口将原MAC地址修改为传入的地址。

规范说明

Eth_UpdatePhysAddrFilter

函数原型

Std_ReturnType Eth_UpdatePhysAddrFilter(
    uint8 CtrlIdx,
    const uint8* PhysAddrPtr,
    Eth_FilterActionType Action
)

参数类型	参数名称	方向	说明
uint8	CtrlIdx	输入	控制器索引
const uint8*	PhysAddrPtr	输入	指向要添加或删除的地址的指针
Eth_FilterActionType	Action	输入	枚举，表示要对地址指针执行的操作：ETH_ADD_TO_FILTER 0x00 将MAC地址添加到过滤器中，允许接收 ETH_REMOVE_FROM_FILTER 0x01 将MAC地址从过滤器中删除，拒绝接收

返回值：Std_ReturnType（enum）

E_OK: 过滤器成功配置

E_NOT_OK: 过滤器无法修改

该接口实现对过滤器的操作。当硬件无法实现过滤或者直接通过软件进行过滤时，可以使用此接口。只有存入过滤器的地址才能被接收。通过 Action 的值，结合 PhysAddrPtr 来实现MAC地址的添加或删除。

规范说明

规范中提到的回调函数 RxIndication() 是指 EthIf_RxIndication，此处含义为如果地址匹配，则在接收时会触发该回调函数；如果不匹配，那么该帧就会被丢弃，不会被接收。

在控制器上更新物理地址接收过滤器。通过添加或删除过滤器可以实现控制器想要接收的报文。如果将地址设置为FF:FF:FF: FF:FF:FF，则完全打开过滤器；如果设置为设置为00:00:00:00:00:00，则只会接收该地址的报文。

Eth_WriteMii

函数原型

Std_ReturnType Eth_WriteMii(
    uint8 CtrlIdx,
    uint8 TrcvIdx,
    uint8 RegIdx,
    uint16 RegVal
)

参数类型	参数名称	方向	说明
uint8	CtrlIdx	输入	控制器索引
uint8	TrcvIdx	输入	MII 收发器索引
uint8	RegIdx	输入	收发器寄存器索引
uint16	RegVal	输入	要写入收发器寄存器的值

返回值：Std_ReturnType（enum）

E_OK: 服务接受

E_NOT_OK: 服务被拒绝

通过 CtrlIdx 和 TrcvIdx 可以锁定要操作的控制器和收发器（也就是PHY芯片），然后根据RegIdx 对收发器寄存器进行索引，将 RegVal 写入寄存器。

写收发寄存器,也就是配置PHY芯片的参数和工作模式等。本质上就是配置 PHY芯片。

规范说明

当MII访问完成时，将调用EthTrcv_WriteMiiIndication() 来通知上层数据写入完成。在预编译阶段可以通过修改EthCtrlEnableMii的开关来选择是否开启Mii功能。

Eth_ReadMii

函数原型

Std_ReturnType Eth_ReadMii(
    uint8 CtrlIdx,
    uint8 TrcvIdx,
    uint8 RegIdx,
    uint16* RegValPtr
)

参数类型	参数名称	方向	说明
uint8	CtrlIdx	输入	控制器索引
uint8	TrcvIdx	输入	MII 收发器索引
uint8	RegIdx	输入	收发器寄存器索引
uint16*	RegValPtr	输出	存储收发器寄存器内容的指针

返回值：Std_ReturnType（enum）

E_OK: 服务接受

E_NOT_OK: 服务被拒绝

根据索引将收发器寄存器的值存入指针 RegValPtr，获取PHY芯片的参数和状态。

规范说明

当MII访问完成时，将调用 EthTrcv_ReadMiiIndication() 来通知上层数据写入完成。在预编译阶段可以通过修改 EthCtrlEnableMii 的开关来选择是否开启Mii功能。

Eth_ProvideTxBuffer

函数原型

BufReq_ReturnType Eth_ProvideTxBuffer(
    uint8 CtrlIdx,
    uint8 Priority,
    Eth_BufIdxType* BufIdxPtr,
    uint8** BufPtr,
    uint16* LenBytePtr
)

参数类型	参数名称	方向	说明
uint8	CtrlIdx	输入	控制器索引
uint8	Priority	输入	发送缓冲区 FIFO 选择的帧优先级
Eth_BufIdxType*	BufIdxPtr	输出	发送缓冲区资源的索引
uint8**	BufPtr	输出	指向发送缓冲区的指针
uint16*	LenBytePtr	输入，输出	帧字节长度输入：预期需要的字节长度输出：实际使用的字节长度

返回值：BufReq_ReturnType（enum）

BUFREQ_OK: 成功

BUFREQ_E_NOT_OK: 检测到开发错误

BUFREQ_E_BUSY: 所有缓冲区都在使用

BUFREQ_E_OVFL: 请求的缓冲区过大

该接口实现对指定优先级的 FIFO 的缓冲区的操作。和CAN类似，以太网也存在类似的FIFO。当 FIFO 中同时存在多帧时，通过 Priority 来指定帧在发送时的优先级，BufIdxPtr 指向的缓冲区资源就是存放要发送的数据帧的内存空间，BufPtr 表示的就是数据帧的字节长度，表达的含义如上表所示，根据输入和输出情况的不同，其含义也不一样。

规范说明

对索引控制器的指定FIFIO缓冲区进行操作。通过该接口将数据存入缓冲区，并且驱动程序会锁定该缓冲区，直到被Eth_Transmit调用。

当 Eth_SetControllerMode 禁用以太网控制器之后，所有发送缓冲区都要被释放。

Eth_Transmit

函数原型

Std_ReturnType Eth_Transmit(
    uint8 CtrlIdx,
    Eth_BufIdxType BufIdx,
    Eth_FrameType FrameType,
    boolean TxConfirmation,
    uint16 LenByte,
    const uint8* PhysAddrPtr
)

参数类型	参数名称	方向	说明
uint8	CtrlIdx	输入	控制器索引
Eth_BufIdxType	BufIdx	输入	发送缓冲区资源索引
Eth_FrameType	FrameType	输入	帧头类型
boolean	TxConfirmation	输入	是否开启传输成功确认
uint16	LenByte	输入	缓冲区数据长度
const uint8*	PhysAddrPtr	输入	目的MAC地址

返回值：Std_ReturnType（enum）

E_OK: 发送成功

E_NOT_OK: 发送失败

调用这个接口可以将缓冲区存放的数据帧发送出去。索引的要发送的缓冲区之后，会根据以太网帧的格式结合其他参数构建数据帧并发送。

需要注意的是，该接口的返回值并不是代表发送成功，而是检测到发送缓冲区的数据是否被释放，并不能代表数据被成功发出。如果开启了传出成功确认，在发送完成后会调用Eth_TxConfirmation 来通知上层是否发送成功。

规范说明

将缓冲区数据发送到指定的目标地址。在传输完成后，驱动程序应该释放缓冲区。际缓冲区释放的具体时间由实现决定，例如在 Eth_TxConfirmation、Eth_MainFunction 或下一次 Eth_ProvideTxBuffer 期间。

同样的，当控制器被 Eth_SetControllerMode 禁用后，也会释放所有缓冲区。

Eth_Receive

函数原型

void Eth_Receive(
    uint8 CtrlIdx,
    uint8 FifoIdx,
    Eth_RxStatusType* RxStatusPtr
)

参数类型	参数名称	方向	说明
uint8	CtrlIdx	输入	控制器索引
uint8	FifoIdx	输入	FIFO 索引
Eth_RxStatusType*	RxStatusPtr	输出	存放接收相关信息的结构体指针

返回值：无

该接口能够从接收FIFO 中读取收到的数据帧，RxStatusPtr 用于指示是否已接收帧，如果状态为已接收，则指示相关 fifo 中是否有更多帧可用。

规范说明

接收指定缓冲区的帧。除了接收该接口还可以通过回调函数EthIf_RxIndication来提示缓冲区是否还有更多的帧。

Eth_TxConfirmation

函数原型

void Eth_TxConfirmation(
    uint8 CtrlIdx
)

参数类型	参数名称	方向	说明
uint8	CtrlIdx	输入	控制器索引

返回值：无

当 Eth_Transmit 启用了传输确认之后，便会调用该接口检测数据帧是否发送成功。该函数通过调用回调函数 EthIf_TxConfirmation 来确认对应索引的以太网控制器的帧是否发送成功。

规范说明

检查所有已经填充数据的缓冲区是否发送成功。对应发送成功的帧，该接口调用回调函数EthIf_TxConfirmation为每个发出的帧进行传输确认。若之前通过调用 Eth_Transmit 函数启用了传输确认，则函数应释放缓冲区资源。

以太网软件驱动程序应调用 EthIf_TxConfirmation，并将 Result 设置为 E_OK 以指示传输成功;从 Interrupt 例程（在 Interrupt 模式下）或从 Polling 模式下的 Eth_TxConfirmation 例程（如果已启用通知）。

如果传输失败，以太网软件驱动程序应调用 EthIf_TxConfirmation，并将 Result 设置为 E_NOT_OK。

对 EthIf_TxConfirmation 的调用并将 Result 设置为 E_NOT_OK 应允许上层实现简单的锁定方案。它可以依赖于这样一个事实，即每次调用 Eth_Transmit 时，EthIf_TxConfirmation 都会在之后被调用。

以太网软件驱动程序应调用 EthIf_RxIndication 以指示从中断例程（在中断模式下）或从轮询模式下的Eth_Receive例程成功接收。