實(shí)現(xiàn)汽車(chē)CAN通信開(kāi)發(fā)，必不可少要用到DBC文件和CAN通信矩陣。

CAN通信矩陣是指用于描述 CAN 網(wǎng)絡(luò)中各個(gè)節(jié)點(diǎn)之間通信關(guān)系的表格或矩陣。它通常記錄了每個(gè)節(jié)點(diǎn)能夠發(fā)送和接收的消息標(biāo)識(shí)符（ID）以及與其他節(jié)點(diǎn)之間的通信權(quán)限。

通信矩陣在 CAN 網(wǎng)絡(luò)中具有重要作用：

• 通信權(quán)限管理：通過(guò)通信矩陣可以清晰地了解每個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的通信權(quán)限，包括哪些節(jié)點(diǎn)可以向哪些節(jié)點(diǎn)發(fā)送消息，以及哪些節(jié)點(diǎn)可以接收來(lái)自哪些節(jié)點(diǎn)的消息。這有助于確保網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)傳輸是有序和安全的。

• 網(wǎng)絡(luò)配置和管理：通信矩陣可以用于配置和管理 CAN 網(wǎng)絡(luò)的通信規(guī)則。通過(guò)調(diào)整矩陣中的條目，可以靈活地修改節(jié)點(diǎn)之間的通信關(guān)系，以滿足不同的通信需求和網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。

• 故障診斷：在出現(xiàn)通信故障或異常情況時(shí)，通信矩陣可以作為診斷工具，幫助定位問(wèn)題。通過(guò)比較實(shí)際通信情況和預(yù)期的通信矩陣，可以找出通信錯(cuò)誤的根本原因，并進(jìn)行相應(yīng)的修復(fù)。

DBC（DataBase Container）文件是用于描述CAN總線網(wǎng)絡(luò)中消息和信號(hào)的一種格式，是一種數(shù)據(jù)庫(kù)文件，通常由CAN網(wǎng)絡(luò)中的通信和信號(hào)定義組成，可用于配置和管理CAN總線上的通信協(xié)議。

下載CANdb++軟件可以打開(kāi)DBC文件。

鏈接：https://www.vector.com/int/en/products/products-a-z/software/candb/#c104632

以下是一個(gè)DBC文件示例：

以下是 DBC 文件的主要組成部分：

消息定義：描述了在CAN總線上發(fā)送和接收的消息，包括消息的ID、周期、發(fā)送節(jié)點(diǎn)等信息。每個(gè)消息定義通常包含了一條或多條信號(hào)定義。

• 控制器名稱(chēng) ：控制器ECU名稱(chēng)

• 報(bào)文名稱(chēng) ：每個(gè)報(bào)文消息規(guī)定的名字

• 報(bào)文ID ：唯一標(biāo)識(shí)報(bào)文的ID號(hào)，一般規(guī)定ID范圍為0x00 - 0x7FF

• 報(bào)文發(fā)送類(lèi)型 ：分為周期報(bào)文，事件報(bào)文，周期事件報(bào)文，使能周期發(fā)送

• 報(bào)文周期 ：周期報(bào)文的發(fā)送周期值

• 長(zhǎng)度  ：報(bào)文字節(jié)長(zhǎng)度

信號(hào)定義：描述了消息中傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，如信號(hào)的名稱(chēng)、起始位、長(zhǎng)度、單位、因子、偏移量等。信號(hào)定義用于將物理數(shù)據(jù)映射到CAN消息的數(shù)據(jù)域中。

• 信號(hào)名稱(chēng)：信號(hào)英文名稱(chēng)，一般命名：ECUName_MessgeName，ECUName為發(fā)送節(jié)點(diǎn)的名字簡(jiǎn)寫(xiě)，MessgeName為具體的報(bào)文名稱(chēng)

• 信號(hào)描述：信號(hào)中文名稱(chēng)描述

• 信號(hào)類(lèi)型：信號(hào)的數(shù)據(jù)類(lèi)型，比如布爾類(lèi)型Boolean，無(wú)符號(hào) Unsigned，有符號(hào)Signed

• 信號(hào)長(zhǎng)度：信號(hào)的長(zhǎng)度，即占多少個(gè)bit 位的長(zhǎng)度

• 字節(jié)次序 ：規(guī)定信號(hào)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(hào)

• 起始位位置：信號(hào)起始位所在的bit位置編號(hào)

• 精度/偏移量：描述信號(hào)值如何轉(zhuǎn)變成信號(hào)物理值，計(jì)算公式：真實(shí)物理值 = 信號(hào)值 * 精度 + 偏移量

• Range范圍 ：信號(hào)數(shù)值的范圍

• 信號(hào)單位 ：信號(hào)數(shù)值的單位，比如可為：m ，km

• 信號(hào)值描述：信號(hào)數(shù)值含義

• 初始值：信號(hào)默認(rèn)的初始值

• 無(wú)效值 ：信號(hào)無(wú)任何含義的無(wú)效值狀態(tài)

• 備注：信號(hào)備注內(nèi)容

打開(kāi)DBC文件后，我們主要關(guān)注：Tx Messages和Rx Messages，這里面是CAN發(fā)送和接收的信息。

寫(xiě)程序時(shí)候，最容易搞錯(cuò)的就是起始位和信號(hào)長(zhǎng)度，如果發(fā)送或者接收的信號(hào)沒(méi)有對(duì)齊，數(shù)據(jù)解析就會(huì)存在問(wèn)題。

可以使用CANdb++軟件打開(kāi)Layout，通過(guò)可視化的方式看清楚報(bào)文的字節(jié)排序，例如以下0X342報(bào)文的字節(jié)排序：

以一個(gè)8byte的報(bào)文為例，8byte即為64個(gè)bit位，會(huì)將每一個(gè)bit位編號(hào)為0 - 63，信號(hào)起始位數(shù)值即為起始位位置所在的編號(hào)值，信號(hào)長(zhǎng)度表示從起始位開(kāi)始，連續(xù)占用的bit位長(zhǎng)度。

根據(jù)具體的布局安排，以及數(shù)據(jù)的大小端規(guī)定，DBC中CAN字節(jié)排序有兩種格式：Motorola格式和Intel格式。

Intel格式：也稱(chēng)為小端序。在Intel格式中，數(shù)據(jù)的低位字節(jié)存儲(chǔ)在低地址，高位字節(jié)存儲(chǔ)在高地址。與Motorola格式相反，數(shù)據(jù)的最低有效字節(jié)存儲(chǔ)在地址最低的位置，而最高有效字節(jié)存儲(chǔ)在地址最高的位置。大多數(shù)個(gè)人計(jì)算機(jī)和x86架構(gòu)的處理器都使用小端序。

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(hào)0-63）具體的那個(gè)位置，如下示例起始位置為12；信號(hào)長(zhǎng)度規(guī)定了從起始位編號(hào)位置開(kāi)始，連續(xù)占用的bit位長(zhǎng)度，如下示例信號(hào)長(zhǎng)度為12。

Motorola格式：也稱(chēng)為大端序。在Motorola格式中，數(shù)據(jù)的高位字節(jié)存儲(chǔ)在低地址，低位字節(jié)存儲(chǔ)在高地址。這意味著數(shù)據(jù)的最高有效字節(jié)存儲(chǔ)在地址最低的位置，而最低有效字節(jié)存儲(chǔ)在地址最高的位置。這種格式通常用于一些嵌入式系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)協(xié)議中。起始位表示信號(hào)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。

使用Intel格式設(shè)置續(xù)航里程998KM， 它的信號(hào)值在整條報(bào)文中為3E、60、00、00、00、00、00、00，在DBC文件中設(shè)置如下：

信號(hào)以低字節(jié)低位起始，此處占了12bit，以第一字節(jié)的低bit 0位算起，計(jì)12個(gè)bit總長(zhǎng)度，信號(hào)是非連續(xù)的（發(fā)送的字節(jié)序體現(xiàn)出的信號(hào)值非連續(xù)，但是bit位是由低到高連續(xù)的）。 

使用Motorola格式設(shè)置續(xù)航里程998KM， 它的信號(hào)值在整條報(bào)文中為3E、60、00、00、00、00、00、00，在DBC文件中設(shè)置如下：

信號(hào)以高字節(jié)低位起始，此處占了12bit，以第二字節(jié)的低bit 12位算起，計(jì)12個(gè)bit總長(zhǎng)度，信號(hào)是連續(xù)的（此處連續(xù)針對(duì)低字節(jié)在前的字節(jié)發(fā)送序，參看LSB與MSB）。 

報(bào)文發(fā)送類(lèi)型可分為：周期，事件，周期事件，使能周期。

• 周期 ：報(bào)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(bào)文。

• 事件 ：當(dāng)事件觸發(fā)后，發(fā)送出數(shù)據(jù)報(bào)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(jié)合，報(bào)文以周期時(shí)間發(fā)送每幀報(bào)文，當(dāng)某個(gè)事件信號(hào)觸發(fā)后，按照事件的形式立馬發(fā)送出來(lái)，之后恢復(fù)到固定周期發(fā)送。

• 使能周期 ：報(bào)文以周期時(shí)間發(fā)送每幀報(bào)文，當(dāng)某個(gè)事件觸發(fā)后并且達(dá)到下一個(gè)發(fā)送周期時(shí)，這個(gè)時(shí)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(bào)文中的事件信號(hào)，在實(shí)際應(yīng)用中，有事件保持和事件不保持兩種。

• 事件保持 ：觸發(fā)信號(hào)發(fā)送后，信號(hào)一直保持之前的狀態(tài)。

• 事件不保持 ：觸發(fā)信號(hào)發(fā)送后，信號(hào)恢復(fù)到默認(rèn)值狀態(tài)。

有些報(bào)文規(guī)定了兩個(gè)特殊的信號(hào)：RollingCounter信號(hào) 和 CheckSum信號(hào)，為CAN報(bào)文添加安全加密屬性，保護(hù)CAN報(bào)文信號(hào)數(shù)據(jù)。

• RollingCounter信號(hào) ：滾動(dòng)計(jì)數(shù)值，例如示例信號(hào)從0 - 15，循環(huán)滾動(dòng)，每發(fā)送一幀報(bào)文，該信號(hào)值累加1。

• CheckSum信號(hào) ：檢驗(yàn)值，基于某種校驗(yàn)算法，將報(bào)文數(shù)據(jù)進(jìn)行加密處理，加密算法一般使用的是CRC算法。

參考資料：

1、https://www.cnblogs.com/yao-zhang/p/10220665.html

2、https://blog.csdn.net/PlutoZuo/article/details/133043032

3、https://blog.csdn.net/CJohn1994/article/details/124105213

4、https://blog.csdn.net/wteruiycbqqvwt/article/details/102929488

5、https://mp.weixin.qq.com/s/5x0-JqTKx6Uv_3yz9p4K0g