汽車從業(yè)人員必須了解清楚的CAN網(wǎng)絡通信矩陣概念介紹

新用戶18032422 2024-06-19 發(fā)布于浙江

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CAN網(wǎng)絡通信矩陣

文章目錄：

1. CAN通信矩陣是什么
2. CAN通信矩陣內(nèi)容
3. Motorola格式和Intel格式

3.1 Intel格式
3.2 Motorola格式

4. 報文發(fā)送類型
5. RollingCounter和CheckSum

1. CAN通信矩陣是什么

CAN總線是一種通信形式，其協(xié)議僅規(guī)定了數(shù)據(jù)鏈路層和物理層標準，想了解具體的標準協(xié)議，可以閱讀文章：通信總線協(xié)議之CAN總線詳解，通信總線之CAN-FD總線協(xié)議詳解
也就是說協(xié)議字段中的具體傳什么ID、傳什么數(shù)據(jù)是由使用者自己定義的，這些ID段以及數(shù)據(jù)內(nèi)容規(guī)定一般由主機廠OEM自主來進行分配，分配好之后一般會形成一個.xls格式的表格，這個表格就是CAN通信矩陣
CAN通信矩陣(CAN Communication Matrix) ：通常由整車廠完成定義，定義了車輛網(wǎng)絡中的各個ECU節(jié)點需要接收和發(fā)送的報文信息，各個ECU節(jié)點遵循該通訊矩陣，完成信息的交互和共享
OEM制定CAN通信矩陣一般都是使用excel表格來完成，但是沒有統(tǒng)一的格式標準；在實際軟件開發(fā)測試中，會使用CAN工具來完成CAN通信矩陣數(shù)據(jù)的收發(fā)工作，基于excel文件數(shù)據(jù)難以實現(xiàn)自動讀取不同格式的數(shù)據(jù)內(nèi)容，因此行業(yè)為CAN通信矩陣規(guī)定了一種統(tǒng)一的標準文件DBC文件，后期會詳細介紹

2. CAN通信矩陣內(nèi)容

CAN通信矩陣是將信號、消息和網(wǎng)絡節(jié)點之間的相互關系以表格形式顯示，由整車廠完成定義，車輛網(wǎng)絡中的各個節(jié)點需要遵循該通訊矩陣才能完成信息的交互和共享

網(wǎng)絡節(jié)點 ：一般一個汽車控制器作為一個網(wǎng)絡節(jié)點
消息 ：一個控制器會發(fā)出多個幀報文，每幀報文稱為消息
信號 ：標準CAN一幀報文長度為1 - 8 byte，大多為8byte，即64bit ，CAN FD最大長度為64byte；因此一幀報文可以包含多個信號

通信矩陣基本內(nèi)容包括：
報文信息

控制器名稱 ：控制器ECU名稱
報文名稱 ：每個報文消息規(guī)定的名字
報文ID ：唯一標識報文的ID號，一般規(guī)定ID范圍為0x00 - 0x7FF
報文發(fā)送類型 ：分為周期報文，事件報文，周期事件報文，使能周期發(fā)送
報文周期 ：周期報文的發(fā)送周期值
長度 ：報文字節(jié)長度

信號定義：

信號名稱：信號英文名稱，一般命名：ECUName_MessgeName，ECUName為發(fā)送節(jié)點的名字簡寫，MessgeName為具體的報文名稱
信號描述：信號中文名稱描述
信號類型：信號的數(shù)據(jù)類型，比如布爾類型Boolean，無符號 Unsigned，有符號Signed
信號長度：信號的長度，即占多少個bit 位的長度
字節(jié)次序 ：規(guī)定信號的大小端位置和布局layout，有Motorola格式和Intel格式
起始字節(jié)位置：起始位所在的字節(jié)序號
起始位位置：信號起始位所在的bit位置編號
精度/偏移量：描述信號值如何轉變成信號物理值，計算公式：真實物理值 = 信號值 * 精度 + 偏移量
Range范圍 ：信號數(shù)值的范圍
信號單位 ：信號數(shù)值的單位，比如可為：m ，km
信號值描述：信號數(shù)值含義
初始值：信號默認的初始值
無效值 ：信號無任何含義的無效值狀態(tài)
備注：信號備注內(nèi)容

3. Motorola格式和Intel格式

以一個8byte的報文為例，8byte即為64個bit位，會將每一個bit位編號為0 - 63，信號起始位數(shù)值即為起始位位置所在的編號值，信號長度表示從起始位開始，連續(xù)占用的bit位長度
根據(jù)具體的布局安排，以及數(shù)據(jù)的大小端規(guī)定，可以分成Motorola格式和Intel格式

3.1 Intel格式

Intel格式規(guī)定的布局安排規(guī)定示例如下，起始位位置規(guī)定了位于64bit（編號0-63）具體的那個位置，如下示例起始位置為12；信號長度規(guī)定了從起始位編號位置開始，連續(xù)占用的bit位長度，如下示例信號長度為12
Intel格式字節(jié)布局規(guī)定是，每個byte中從低bit位向高bit位填充，字節(jié)從低字節(jié)向高字節(jié)填充

3.2 Motorola格式

Motorola格式字節(jié)布局規(guī)定是，每個byte中從低bit位向高bit位填充，字節(jié)從高字節(jié)向低字節(jié)填充
起始位表示信號的大小端規(guī)定不同，又可以分成 Motorola MSB格式 和 Motorola LSB格式
Motorola MSB格式布局示例如下，起始位位置表示的是大端位置
Motorola LSB格式布局示例如下，起始位位置表示的是小端位置
此外需要注意，如果信號的數(shù)據(jù)類型是有符號類型Signed，則最高位的bit位表示的為符號位，0表示正，1表示負

4. 報文發(fā)送類型

報文發(fā)送類型可分為：周期，事件，周期事件，使能周期

周期 ：報文按照固定的周期發(fā)送，例如周期為100ms，則每隔100ms發(fā)送一幀報文
事件 ：當事件觸發(fā)后，發(fā)送出數(shù)據(jù)報文，一般規(guī)定連續(xù)發(fā)送3幀，間隔20ms
周期事件 ：周期和事件的結合，報文以周期時間發(fā)送每幀報文，當某個事件信號觸發(fā)后，按照事件的形式立馬發(fā)送出來，之后恢復到固定周期發(fā)送
使能周期 ：報文以周期時間發(fā)送每幀報文，當某個事件觸發(fā)后并且達到下一個發(fā)送周期時，這個時刻按照事件發(fā)送，一般規(guī)定連續(xù)發(fā)送3幀，間隔20ms

周期事件報文中的事件信號，在實際應用中，有事件保持和事件不保持兩種

事件保持 ：觸發(fā)信號發(fā)送后，信號一直保持之前的狀態(tài)
事件不保持 ：觸發(fā)信號發(fā)送后，信號恢復到默認值狀態(tài)

例如：一個狀態(tài)信號規(guī)定，0 : 默認 1：狀態(tài)一 2：狀態(tài)二事件保持方式：狀態(tài)一觸發(fā)后，發(fā)送狀態(tài)一信號值1，之后此信號值一直保持為1 事件不保持：狀態(tài)一觸發(fā)后，發(fā)送狀態(tài)一信號值1，之后此信號值恢復到默認值0，事件狀態(tài)不保持