CAN總線功能介紹

CAN總線是博世公司1986年發(fā)明的用于汽車內部單片機電路板(ECU)之間通訊，硬件上使用2根線實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸，CAN總線通訊單元不再是單個字節(jié)，而是一個數(shù)據(jù)包，這個數(shù)據(jù)包包含了數(shù)據(jù)長度，數(shù)據(jù)內容，目的地址ID，CRC校驗等，相較于485，232通訊數(shù)據(jù)的組包是在軟件實現(xiàn)的，CAN總線是硬件實現(xiàn)，編程時只要設置相關的參數(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)應用報文實時通訊:控制燈光開關，天窗開關，空調控制等,涉及到具體的模塊的實際業(yè)務邏輯
• 大于8字節(jié)的長報文通訊:讀取故障碼，軟件版本，OTA等

Lua簡介

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

C/C++為什么需要腳本語言

C/C++代碼運行的時候已經(jīng)由編譯器編譯成了二進制的機器碼了，執(zhí)行速度快.公司項目需求變化快，類似項目超級多，不同項目的核心功能基本不變的，只是業(yè)務邏輯的變化.如果全部用C/C++實現(xiàn)，一方面軟件版本過多，不好維護。另一方面架構做的不夠好時可能會造成改一個小功能，會造成核心代碼修改.然而采用C/C++加腳本的架構實現(xiàn)有如下優(yōu)勢：

• C/C++實現(xiàn)核心功，框架搭建，腳本負責業(yè)務邏輯(C/C++的不同函數(shù)組合),設計之初就是朝著模型和業(yè)務分離的實現(xiàn)，自然地實現(xiàn)高內聚低耦合的架構。
• 便于團隊分工，新員工比較快熟悉業(yè)務.

為什么是Lua

目前最火的腳本語言是Python，對此Lua有如下優(yōu)點:

• Lua移植簡單:Lua編譯器是用標準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及以上單片機都可以移植Lua編譯，還有很大的一部分空間和時間運行C代碼.
• 干凈：不像Python運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，學習成本幾乎為零.只要公司開發(fā)個Demo，新人參考Demo就可以直接寫Lua代碼.
  CAN用Lua做什么
• 自動化測試:C/C++提供發(fā)送接收報文 延時等函數(shù)接口，Lua組合發(fā)送不同的報文以及時序來驗證ECU的各個功能是否正確，然后生成測試報告以及保存相關的通訊報文記錄。
• OTA升級:現(xiàn)在新能源汽車的每個ECU都支持OTA功能，通訊組包使用ISO 15765-2協(xié)議實現(xiàn),每個汽車主機廠都是一樣的，只是安全訪問 順序可能有些差別.就像ZLG ZCAN Pro，CANOE都支持用戶開發(fā)升級功能。ZLG的方式是：使用Dll實現(xiàn)，需要使用 VStudio，學習成本高.CANOE的方式是：他們自己弄了一套CAPL腳本語言,公司沒有強大的實力是搞不出來的，這也是CANOE貴的原因之一吧!使用Lua的話，C/C++實現(xiàn)ISO 15765-2，HEX文件的解析和分割.Lua是調用發(fā)送接收接口，HEX文件讀取,安全訪問的密鑰計算等.

Demo

C/C++的接口暴露給LUA：

lua_State* L;


static const struct luaL_Reg Iterface[]
{
    {"send_data",LSendData},  //腳本里調用send_data字符串就可以調用到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)務代碼

print('ECU功能測試')
--發(fā)送一幀數(shù)據(jù)喚醒單片機
send_data(0x431,0x30,0x32)
--延時50ms
delay(50)
--開天窗
send_data(0x38A,0x1)
delay(5000)
--關天窗
send_data(0x38A,0x1)
--ECU復位
send_data(0x880,0x11,0x1,0x67)

總結

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