使用CANOE进行CAN总线的DBC文件制作.docx
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使用CANOE进行CAN总线的设计
信号定义与分配
DBC文件制作
我们在进行CAN总线的通讯设计过程中,对于通讯矩阵的建立,我们常常会选择一种编码方式,最常见的编码格式是Intel格式和Motorola格式。
但是往往人们都是以一种习惯去选择,究竟两种格式具体的区别在哪里呢?
我们需要明白两种格式对信号是如何排布的,又是按照什么顺序进行正确解析的。
本篇文章就是作者根据在整理通讯矩阵和dbc文件中遇到的一些问题,提出的自己的一些体会和见解,希望大家通过此篇文章对两种格式有更加深刻的理解。
我们在设计初期,都会首先选择一种编码格式,这种选择大多都是根据设计者自己的习惯,具体Intel格式和Motorola格式哪个更有优势的问题,在这里没有区别。
但是就使用者而言,需要对接收到数据帧进行正确的解析,否则就无法得到想要的信号。
下面我们就来说一下两种格式的区别。
首先我们需要明确一点,无论是Intel格式还是Motorola格式,在每个字节中,数据传输顺序都是从高位(msb)传向低位(lsb)。
如下图所示。
图1
一般主机厂设计人员在设计初期都会定义好字节的发送顺序,定义Byte0为LSB,Byte7为MSB。
第一种情况:
先发送Byte0,然后Byte1到Byte7;第二种情况:
先发送Byte7,然后Byte6到Byte0。
根据我了解到的大部分主机厂都会采取第一种发送方法,很少会采取后者。
我们在用CANoe中的CANdb++编辑数据库时,肯定会用到如下图所示的编辑界面。
图2
结合工作中的出现的问题,有的网络设计者会在排布信号的时候出现误区。
上图中用的是比较常规的排布方式,即位在字节中的索引是从右至左,还有一种是颠倒过来的,即从左至右。
如下图所示。
图3
我们现在以第一种矩阵模式进行说明。
在这种情况下,如果主机厂在初期定义先发送LSB,再发送的MSB的形式,那么数据信号可以按照从上到下,从左到右的顺序发送,非常方便,接收器解析起来也比较容易。
如果主机厂定义先发送MSB再发送LSB的形式,那样数据传输比较复杂,所以一般都不建议用这种方案。
至于设计者常出现的错误我们在下文中会重点说明,下面我们先了解一下Intel格式和Motorola格式在CANdb++中的区别。
一、Motorola编码格式:
如果我们选择使用Motorola编码格式,那需要知道它在CANdb++中的3种信号排布方式。
这三种排布的主要区别在于它们的起始位不同。
我们假设一个信号的位长为12,那么它就要跨字节排布。
在Motorola格式中的第一种排布形式为MotorolaForwardLSB,即从小端开始,它的起始位为lsb(16);第二种排布形式为MotorolaForwardMSB,即从大端开始,它的起始位为msb(11);第三种排布形式为MotorolaBackward,它的起始位为第8位,这种形式基本不采用,因为排布规律相对于前两种比较复杂。
如下图所示;
图4
针对上述Motorola格式第一种排布形式,信号的起始位为高字节的低位。
在CANdb++中的具体体现如图所示。
图5
在CANdb++中,无法区别这三种排布形式,它的起始位也是自动定义的,所以我们在设计通讯矩阵时,一般都会采用第一种,即MotorolaForwardLSB。
只是有的工程师根据自己的个人习惯,去改变起始位,但我们需要明确一点就是,在Canoe软件中,一种格式的信号排布是没有区别的。
二、Intel编码格式
如果我们选择使用Intel编码格式,它在CANdb++中也有两种信号排布方式。
我们假设一个信号位长为12,它也是要跨字节排布。
第一种排布形式为IntelStandard,即标准形式,它的起始位为lsb(12)。
信号的起始位为低字节的低位。
如下图所示:
图6
图7
第二种排布形式为IntelSequential,即顺序排布形式或者叫颠倒排布。
这种形式不太常用,但我们也需要了解,它的起始位为lsb(11)。
如下图所示:
图8
以上文字介绍了当信号的位长超过一个字节的情况下,信号分别以Motorola编码格式和Intel编码格式排布时的区别。
我们现在假设一个信号的位长为4,观察在CANdb++中信号的排布有什么区别。
Motorola编码格式下的信号排布:
(绿色信号)
图9
Intel编码格式下的信号排布:
(绿色信号)
图10
由图可知,两种格式的起始位不同,但是他们的排布方式相同,都是信号的高位放在该字节的高位(msb),信号的低位放在该字节的低位(lsb)。
所以,当一个信号的位长小于8时,那么两种编码格式没有区别。
如果信号的位长大于8,那么两种编码格式将会产生很大差别。
这是我们在网络通讯设计初期必须要掌握的。
下面我们说一下一些工程师在做通讯矩阵的设计时,常会出现的几个问题:
1.在编写通讯矩阵时,在起始位的编写中,常会将Intel格式和Motorola格式弄混。
例如:
如下图所示的通讯矩阵
如果一个信号的位长为4,那么若是Motorola编码格式,那它的起始位就是4;而若是Intel编码格式,那它的起始位就是0。
2.在CANdb++中进行通讯矩阵的调整时,首先应明确信号选取的编码格式,然后进行拖曳,有的工程师常常在没有区分编码格式,凭借主观感觉对通讯矩阵进行调整,这往往会导致信号的传输错误。
3.在信号跨字节排布中,未明确msb和lsb,在拖曳过程中会出现错误。
综上所述,Motorola编码格式和Intel编码格式主要区别还是在信号位长大于8或者信位长不超过8但是跨字节的情况下,前者的规则:
该信号的高位(S_msb)将被放在低字节(MSB)的高位,信号的低位(S_lsb)将被放在高字节(LSB)的低位;后者的规则:
该信号的高位(S_msb)将被放在高字节(MSB)的高位,信号的低位(S_lsb)将被放在低字节(LSB)的低位。
希望大家能从此篇文章中收获一些经验。
文中术语解释及定义:
1.信号的高位,即最能表达信号特性的因子,比如:
车速信号500km/h按照给定的公式,转换成十六进制数为0x6A5,因为6代表的数量级最大(162),那么其中6就是其信号的高位。
2.信号的低位,即最不能表达信号特性的因子,比如:
车速信号500km/h按照给定的公式,转换成十六进制数为0x6A5,因为5代表的数量级最小(160),那么其中5就是其信号的低位。
3.信号的起始位,一般来讲,主机厂在定义整车CAN总线通信矩阵时,其每一个信号都从其最低位开始填写,这样也符合使用习惯。
所以信号的起始位就是信号的最低位。
这也与CANoe中CANdb++的定义Startbit含义一致。
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