[AutoSar NVM] 存储服务层（Service）详解

专栏《深入浅出AutoSAR》。全文 3400 字，依AutoSAR及公开知识辛苦整理，禁止转载。

接上一讲 [AutoSar NVM] 存储架构

"数据是新时代的石油" -- 克莱门特•M•杜森堡（Clement M. Dusenbury）

我们深入了解下存储服务层 (Memory Sevices). 后续的章节，会自上而下进行学习，也会加上对底层的知识来理解上层的行为。虽然AutoSar 实现了软硬件分离，但我认为只有真的懂底层存储，才能真的用好存储服务。分离的好处，是软件代码实现的时候，可以不因硬件改动而频繁改变，但也带来弊端，就是研发不懂底层，设备性能发挥不出来。

闲话少说，转回正题

AutoSar NVM（Non-Volatile Memory）存储服务层是AutoSar基础软件中的一个模块，用于管理非易失性存储器（NVM）中的数据。NVM可以是EEPROM、Flash等类型的存储设备，用于存储车辆的配置数据、故障码、历史数据等。

EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory)，电可擦可编程只读存储器--一种掉电后数据不丢失的存储设备，简称Eep。可以随机访问和修改任何一个字节，可以往每个bit中写入0或者1。掉电后数据不丢失，具有更高的可靠性，但是电路复杂，成本也高。[1]

应用层是怎样写入数据到 Memory Serive

AutoSar NVM存储服务层是应用层访问非易失性数据的唯一接口。

如下图2所示，用户在应用层通过RTE调用NvM模块的NvM_WriteBlock（NvM_BlockIdType,const void*）接口即可实现非易失性数据的写入功能，数据写入完成后，NvM会通过NvM_JobFinishedNotification（NvM_ServiceIdType,NvM_RequestResultType）通知用户数据写入结果。在整个写入过程中，用户无需关心NvM是如何将数据写入Fls或者Eep存储设备的。

图2 非易失性数据的写入时序示例

Memory Service 功能

AutoSar NVM存储服务层是应用层访问非易失性数据的唯一接口, 提供了以下功能：

数据管理：能够读、写和擦除NVM中的数据。
数据保护：提供了对NVM中数据的完整性校验（CRC冗余校验) 和保护，避免电路信息不好导致数据出错，避免数据因为意外情况（如掉电）而损坏。
数据备份：支持将NVM中的数据备份到其他存储设备中，以便在NVM出现问题时能够恢复数据。
数据迁移：支持将NVM中的数据移到其他存储设备中，以便在需要更换NVM时能够无缝切换。
安全保护：该服务层提供了防止非授权访问非易失性存储器的保护机制。它可以通过密码（数字，指纹，人脸识别）保护、加密和权限控制来确保数据的安全性。这主要是 eMMC 或 UFS 的 RPMB 区功能，或者是 SSD 加密算法实现。
支持多种非易失性存储器：该服务层可以支持不同类型的非易失性存储器，包括EEPROM、Flash（不会是裸Flash, 而是指的闪存存储器，如eMMC/UFS/SSD. eMMC 在中低端手机用的多， UFS 在高端手机用， SSD 还有个名字叫固态硬盘，主要用在电脑中）和FRAM等。它还提供了对存储器类型、大小和性能的配置选项。
故障管理：该服务层还提供了故障管理功能，可以检测和纠正非易失性存储器中的错误。它可以通过检查和修复存储器块、页面和扇区等来提高数据完整性和可靠性。
自我诊断：该服务层还提供了自我诊断和自我测试功能，以确保非易失性存储器的正确性和稳定性。它可以检查存储器中的块、段、页和扇区等，以捕获潜在的错误和故障。UFS 和 SSD 都有自检（self test) 功能， eMMC 是没有的。