CAN總線功能介紹

CAN總線是博世公司1986年發(fā)明的用于汽車內(nèi)部單片機(jī)電路板(ECU)之間通訊，硬件上使用2根線實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸，CAN總線通訊單元不再是單個(gè)字節(jié)，而是一個(gè)數(shù)據(jù)包，這個(gè)數(shù)據(jù)包包含了數(shù)據(jù)長(zhǎng)度，數(shù)據(jù)內(nèi)容，目的地址ID，CRC校驗(yàn)等，相較于485，232通訊數(shù)據(jù)的組包是在軟件實(shí)現(xiàn)的，CAN總線是硬件實(shí)現(xiàn)，編程時(shí)只要設(shè)置相關(guān)的參數(shù)即可.目前在車載通訊和工業(yè)通訊都使用的比較多.主要功能有:

• 不大于8字節(jié)應(yīng)用報(bào)文實(shí)時(shí)通訊:控制燈光開關(guān)，天窗開關(guān)，空調(diào)控制等,涉及到具體的模塊的實(shí)際業(yè)務(wù)邏輯
• 大于8字節(jié)的長(zhǎng)報(bào)文通訊:讀取故障碼，軟件版本，OTA等

Lua簡(jiǎn)介

Lua是一個(gè)文本腳本語(yǔ)言,1993年巴西人發(fā)明的,能嵌入到C,C++執(zhí)行,即可以調(diào)用C/C++的函數(shù),目前在游戲行業(yè)用的比較多.

C/C++為什么需要腳本語(yǔ)言

C/C++代碼運(yùn)行的時(shí)候已經(jīng)由編譯器編譯成了二進(jìn)制的機(jī)器碼了，執(zhí)行速度快.公司項(xiàng)目需求變化快，類似項(xiàng)目超級(jí)多，不同項(xiàng)目的核心功能基本不變的，只是業(yè)務(wù)邏輯的變化.如果全部用C/C++實(shí)現(xiàn)，一方面軟件版本過(guò)多，不好維護(hù)。另一方面架構(gòu)做的不夠好時(shí)可能會(huì)造成改一個(gè)小功能，會(huì)造成核心代碼修改.然而采用C/C++加腳本的架構(gòu)實(shí)現(xiàn)有如下優(yōu)勢(shì)：

• C/C++實(shí)現(xiàn)核心功，框架搭建，腳本負(fù)責(zé)業(yè)務(wù)邏輯(C/C++的不同函數(shù)組合),設(shè)計(jì)之初就是朝著模型和業(yè)務(wù)分離的實(shí)現(xiàn)，自然地實(shí)現(xiàn)高內(nèi)聚低耦合的架構(gòu)。
• 便于團(tuán)隊(duì)分工，新員工比較快熟悉業(yè)務(wù).

為什么是Lua

目前最火的腳本語(yǔ)言是Python，對(duì)此Lua有如下優(yōu)點(diǎn):

• Lua移植簡(jiǎn)單:Lua編譯器是用標(biāo)準(zhǔn)C寫的，比較容易集成到不同的編譯器(Keil,gcc,qt等)。不像什么MicroPython只支持GCC編譯器.
• 開銷小:一般的Cortex M0及以上單片機(jī)都可以移植Lua編譯，還有很大的一部分空間和時(shí)間運(yùn)行C代碼.
• 干凈：不像Python運(yùn)行還要安裝其它的環(huán)境，Lua是寄宿在C/C++中的，不需要安裝。
• 容易上手，學(xué)習(xí)成本幾乎為零.只要公司開發(fā)個(gè)Demo，新人參考Demo就可以直接寫Lua代碼.
  CAN用Lua做什么
• 自動(dòng)化測(cè)試:C/C++提供發(fā)送接收?qǐng)?bào)文 延時(shí)等函數(shù)接口，Lua組合發(fā)送不同的報(bào)文以及時(shí)序來(lái)驗(yàn)證ECU的各個(gè)功能是否正確，然后生成測(cè)試報(bào)告以及保存相關(guān)的通訊報(bào)文記錄。
• OTA升級(jí):現(xiàn)在新能源汽車的每個(gè)ECU都支持OTA功能，通訊組包使用ISO 15765-2協(xié)議實(shí)現(xiàn),每個(gè)汽車主機(jī)廠都是一樣的，只是安全訪問(wèn) 順序可能有些差別.就像ZLG ZCAN Pro，CANOE都支持用戶開發(fā)升級(jí)功能。ZLG的方式是：使用Dll實(shí)現(xiàn)，需要使用 VStudio，學(xué)習(xí)成本高.CANOE的方式是：他們自己弄了一套CAPL腳本語(yǔ)言,公司沒(méi)有強(qiáng)大的實(shí)力是搞不出來(lái)的，這也是CANOE貴的原因之一吧!使用Lua的話，C/C++實(shí)現(xiàn)ISO 15765-2，HEX文件的解析和分割.Lua是調(diào)用發(fā)送接收接口，HEX文件讀取,安全訪問(wèn)的密鑰計(jì)算等.

Demo

C/C++的接口暴露給LUA：

lua_State* L;


static const struct luaL_Reg Iterface[]
{
    {"send_data",LSendData},  //腳本里調(diào)用send_data字符串就可以調(diào)用到LSendData函數(shù)
    {"get_rx_data",LGetRxData},
    {"print",LPrint},
    {"delay",LDelay}, 
    {0,0},
};


void Lua_Init()
{
   L = luaL_newstate();
   luaopen_base(L);
   luaL_setfuncs(L,Iterface,0);
}

Lua腳本業(yè)務(wù)代碼

print('ECU功能測(cè)試')
--發(fā)送一幀數(shù)據(jù)喚醒單片機(jī)
send_data(0x431,0x30,0x32)
--延時(shí)50ms
delay(50)
--開天窗
send_data(0x38A,0x1)
delay(5000)
--關(guān)天窗
send_data(0x38A,0x1)
--ECU復(fù)位
send_data(0x880,0x11,0x1,0x67)

總結(jié)

Lua之于CAN就像html和英特網(wǎng)的關(guān)系一樣，在新能源汽車發(fā)展如火如荼的今天，CAN的應(yīng)用也越來(lái)越多，都有OTA升級(jí)的要求，Lua不僅在基于CAN系統(tǒng)的測(cè)試，升級(jí)方面也能夠有自己的一席用武之地，在其它的Modbus之類的標(biāo)準(zhǔn)通訊也是可以使用Lua的.