E2E 端到端保护

一、E2E介绍

E2E通过一些机制，使sw-c发送终端和sw-c接收终端的数据保持一致，保证信息的完整性。

E2E可适用于各种总线通信，例如CAN、CAN FD、LIN、FlexRay总线通信中。

二、E2E算法

E2E策略的整体思路是CRC校验和计数器。E2E有很多算法，是autosar提供的，可以直接用，如E2E_P01，E2E_P02，E2E_P04，E2E_P05，E2E_P06。以E2E_P01进行算法说明。

发送方采用保护函数E2E_P01Protect，接收方采用校验函数E2E_P01Check。

发送方：选择算法E2E_P01，把需要保护的原始数据，DataID（16bit）、Counter通过算法计算出crc值，加上计数器的值（计数器每发送一次值就增加），形成E2E的报头，即4个bit的Counter，1个字节的CRC以及需要被保护的原数据，一起打包发送给接收方。

注：

1.当 E2E_P01DataIDMode = E2E_P01_DATAID_NIBBLE 时的DataID 信息在数据中位置由用户定义。

2.Data ID 有四种模式：E2E_P01_DATAID_BOTH、E2E_P01_DATAID_ALT、E2E_P01_DATAID_LOW、E2E_P01_DATAID_NIBBLE。

当 E2E_P01DataIDMode = E2E_P01_DATAID_BOTH 时，DataID 的长度为 16Bits。DataID 两个字节均参与 Crc 的计算，但是不参与数据传输；
E2E_P01DataIDMode = E2E_P01_DATAID_ALT 时，DataID 的长度为 16Bits。当 Counter 为偶数时，DataID 的低字节参与 Crc 的计算，但不参与数据传输, 而当 Counter 为奇数时，DataID 的高字节参与Crc 的计算，不参与数据传输；
当 E2E_P01DataIDMode = E2E_P01_DATAID_LOW 时，DataID 的高字节不使用，应置为 0x00，此时相当于可用 Data ID 长度为 8Bits。DataID 的低字节参与 Crc 的计算，但不参与数据传输；
当 E2E_P01DataIDMode = E2E_P01_DATAID_NIBBLE 时，DataID 高字节的高半字节不使用，应置为 0x00，此时相当于可用 DataID 的长度为 12Bits，且此时 Data ID 高字节的低半字节不仅参与 Crc 计算，还与数据一起传输，位置由 DataIDNibbleOffset 决定。

以上参考E2E技术手册。

接收方：接收方接收到发送方发送数据后，使用同样的Crc 算法计算 Crc 值（一把钥匙配一把锁嘛）校验 Crc 是否一致，并校验计数器信息（计数器每接收一次值就增加），一致说明发送端和接收端的数据保持一致，信息完整。

三、代码说明

参考autosarE2E技术手册api。

例：原始数据：

uint8 Data[8] = { 0x00, 0x20, 0x55, 0xAA, 0xBB, 0xCC, 0xDD, 0xEE };

//DataID参数模式

typedef enum

{

E2E_P01_DATAID_BOTH = 0u,

E2E_P01_DATAID_ALT = 1u,

E2E_P01_DATAID_LOW = 2u,

E2E_P01_DATAID_NIBBLE = 3u

} E2E_P01DataIDMode;

//发送端数据类型定义

typedef struct

{

uint16 CounterOffset; /*!< Bit offset of Counter */

uint16 CRCOffset; /*!< Bit offset of CRC */

uint16 DataID; /*!< Unique identifier for protection against masquerading */

uint16 DataIDNibbleOffset; /*!< Bit offset of the high byte of Data ID */

E2E_P01DataIDMode DataIDMode; /*!< Inclusion mode of DataID in CRC computation */

uint16 DataLength; /*!< Length of data, in bits */

uint8 MaxDeltaCounterInit; /*!< Initial maximum allowed gap between two counter values of two consecutively received valid Data */

uint8 MaxNoNewOrRepeatedData; /*!< Maximum amount of missing or repeated Data */

uint8 SyncCounterInit; /*!< Number of Data required for validating the consistency of the counter

after detection of an unexpected behavior of a received counter */

} E2E_P01ConfigType;

//发送端计数器类型定义

typedef struct

{

uint8 Counter; /*!< Counter to be used for protecting the next Data */

} E2E_P01ProtectStateType;

//E2E_P01CheckStatusType

typedef enum

{

E2E_P01STATUS_OK = 0x00u,

E2E_P01STATUS_NONEWDATA = 0x01u,

E2E_P01STATUS_WRONGCRC = 0x02u,

E2E_P01STATUS_SYNC = 0x03u,

E2E_P01STATUS_INITIAL = 0x04u,

E2E_P01STATUS_REPEATED = 0x08u,

E2E_P01STATUS_OKSOMELOST = 0x20u,

E2E_P01STATUS_WRONGSEQUENCE = 0x40u

} E2E_P01CheckStatusType;

//接收端校验结果类型定义

typedef struct

{

uint8 LastValidCounter; /*!< Counter value most recently received */

uint8 MaxDeltaCounter; /*!< Maximum allowed difference between two counter values of consecutively received valid messages */

boolean WaitForFirstData; /*!< If true means that no correct Data has been received yet */

boolean NewDataAvailable; /*!< Indicates that new Data is available for E2E to be checked */

uint8 LostData; /*!< Number of Data lost since reception of last valid one */

E2E_P01CheckStatusType Status; /*!< Result of the verification of the Data */

uint8 SyncCounter; /*!< Number of Data required for validating the consistency of the counter after detection of an unexpected behavior of a received counter */

uint8 NoNewOrRepeatedDataCounter; /*!< Amount of consecutive reception cycles in which there was either no or repeated Data */

} E2E_P01CheckStateType;

//发送端数据配置

E2E_P01ConfigType ConfigData1={

8, /* Counter位于数据(MSB)第2字节低半字节。 */

0, /* Crc位于数据(MSB)第1字节。 */

0x12,/* 数据ID。 */

12, /* DataID高字节低半字节位于数据(MSB) 第2字节高半字节。 */

E2E_P01_DATAID_BOTH, /* DataID两字节均参与Crc计算。 */

64, /* 数据长度为8个字节。 */

2, /* 连续两个接收有效Counter的最大允许差值。 */

3, /* 接收端的最大丢失或重复次数。 */

2 /* 同步状态下Counter的初始值。 */

};

//接收端数据配置

E2E_P01ConfigType ConfigData2 = {

8, /* Counter位于数据(MSB)第2字节低半字节。 */

0, /* Crc位于数据(MSB)第1字节。 */

0x12, /* 数据ID。 */

12, /* DataID高字节低半字节位于数据(MSB)第2字节高半字节。 */

E2E_P01_DATAID_BOTH, /* DataID两个字节均参与Crc计算。 */

64, /* 数据长度为8个字节。 */

1, /* 连续两个接收有效Counter的最大差值。 */

3, /* 接收端的最大丢失或重复次数。 */

2 /* 同步状态下Counter的初始值。 */

};

//发送端初始化配置

E2E_P01ProtectStateType StateStatus1 = {1};

//接收端初始化配置

E2E_P01CheckStateType StateStatus2 = {

10, /* 上次接收的Counter值。 */

3, /* 两个连续接收有效Counter的最大允许差值。 */

FALSE, /* 非等待接收第一帧有效数据。 */

TRUE, /* 检测到新的有效数据。 */

0, /* 丢失的数据个数。 */

E2E_P01STATUS_OK, /* 数据校验成功。 */

0, /* 同步状态下Counter的初始值。 */

1 /* 检测到无数据或重复数据的次数。 */

};

//接收端校验配置

E2E_P01CheckStateType StateStatus3 = {

0, /* 上次接收的Counter值。 */

1, /* 两个连续接收有效Counter的最大差值不超过1。 */

FALSE, /* 非等待接收第一帧有效数据。 */

TRUE, /* 检测到新的有效数据。 */

0, /* 丢失的数据个数。 */

E2E_P01STATUS_NONEWDATA, /* 数据校验的结果。 */

0, /* 同步状态下Counter的初始值。 */

0 /* 检测到无数据或重复数据的次数。 */

};

四、应用

Std_ReturnType retVal;

Std_ReturnType retVal1;

1.初始化

retVal = E2E_P01ProtectInit (&StateStatus1);

retVal1 = E2E_P01CheckInit(&StateStatus2);

/* 通信状态Counter为1。 */

2. 初始化数据保护状态，调用形式如下：

retVal = E2E_P01Protect (&ConfigData1, &StateStatus1, &Data[0]);

3.数据传输：

for(i=0;i<8;i++)

{

Data1[i]=Data[i];

} /* 通信状态。 */

4. 按P01方式进行数据校验，调用形式如下：

retVal1 = E2E_P01Check (&ConfigData2, &StateStatus3, &Data1[0]);

返回E2E_P01STATUS_OK 校验通过

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