Генерация структур данных из матрицы сообщений CAN

Автор:

Анатолий Георгиевский

Назначение

Формат предназначен для формального описания матрицы сообщений CAN.

Формат позволяет описывать структуру сообщений CAN для стандартых и расширенных пакетов, подходит для описания прикладных протоколов таких как CANopen, J1939.

На основе формата J1939DBC выполняется генерация структур данных для обработки, диагностики и разбора сообщений CAN. Целью генерации могут быть исходные коды и заголовки Си, таблицы CSV, или SQL запросы на формирование и заполнение базы.

Формат применяется для формализованного обмена сообщениями CAN между оборудованием разных производителей.

Автоматический синтез структур данных позволяет свести к минимуму ошибки прораммиста, снизить расходы на разработку программ, снизить трудозатраты связанные с синхронизацией изменений в коде при обновлении версий протокола и состава оборудования.

Сборка из исходного кода

$ gcc can_dbc.c -o dbc `pkg-config.exe --cflags --libs glib-2.0`

Состав пакета

sys/can.h -- структуры can_frame, can_filter и системные типы CAN
canopen.h -- заголовок для разбора стандарта CANopen CiA
can_j1939.h -- заголовок для разбора кадров стандарта SAE J1939
can_ev.h -- основной заголовок, содержит макросы разбора кадров
can_ev.c -- сериализация данных для CAN, протокол EV-1.0
can_ev_proxy.c -- представление данных на устройстве EV-Gateway
can_ev_modbus.c -- сериализация данных для RS-485 Modbus RTU, протокол EV-1.0
can_ev_serial.c -- сериализация данных для UART point-to-point, протокол EV-1.0
can_ev_mqtt.c -- сериализация данных для протокола MQTT (Message Queuing Telemetry Transport)
can_ev_pcap.c -- экспорт данных в формат PCAP, Linktype = SocketCAN
can_ev_json.c -- экспорт данных в формат JSON
can_ev_sql.c -- экспорт данных в текстовый формат SQL
can_j1850_crc.c -- расчет контрольной суммы кадра CRC-8/SAE-J1850, компактаня реализация

Описание формата J1939 DBC

Формат тестовый. Состоит из строк. Строки могут группироваться. Каждая строка начинается с ключевого слова.

Для формального описания используются обозначения:

| выбор элемента из перечня вариантов
(* *) комментарий
[ ] - необязательный элемент
{ } - повторение 0 и более раз

Структура документа

VERSION: "EV 2023-03-25" (* Версия документа *)
NS_: (* Пространство имен *)
BS_: (* Характеристики линии CAN *)
BU_: (* Перечисление функциональных блоков, устройств на линии *)
BO_ ... (* Описание сообщений *) 
	SG_ ... (* Описание сигналов *) 
	SG_ ... (* Описание сигналов *)

Определение линии, скорость передачи данных

'BS_:' [baudrate ':' BTR1 ',' BTR2] ; 
BTR1 = unsigned_int ;
BTR2 = unsigned_int ;

Определение узла, перечисление узлов в сети

'BU_:' {node_name} ;
node_name = C_identifyer ;

Определение кадра сообщения

'BO_' message_id message_name ':' message_size transmitter {signal} ;
message_id = unsigned_int ; (* Идентификатор сообщения, число *)
message_name = C_identifyer ; (* Имя - идентифкатор для генерации *)
message_size = unsigned_int ; (* размер тела сообщения в байтах *)
transmitter = node_name | 'Vector_XXX' ; (* Идентификатор отправителя *)

Определение сигнала

'SG_' signal_name multiplexor_id ':' start_bit '|'
	signal_size '@' byte_order value_type (factor ',' offset ')'
	'[' minimum '|' maximum ']' unit receiver { ',' receiver } ; 
signal_name = C_identifier ;
multiplexor_id = ' ' | 'M' | m multiplexer_switch_value ;
byte_order = '0' | '1' ; (* 0-little endian, 1-big endian *)
value_type = '+' | '-' ; (* + unsigned, - signed *)
unit = char_string ;
receiver = node_name | 'Vector_XXX' ;

Правила вычисления значений из числового формата

 physical_value = raw_value * factor + offset;
 raw_value = (physical_value - offset)/factor;

Комментарии в коде

comment = 'CM_' object message_id node_name char_string ;
object = 'BU_'|'BO_'|'SG_' ;

Определение атрибутов

'BA_DEF_' object attribute_name value_type Min_Max ;
value_type = 'INT' | 'STRING' | 'REAL' | 'ENUM' ; (* INT, STRING, float или REAL , ENUM *) 
Min_Max (* диапазон значений *)
'BA_DEF_DEF_' attribute_name default_value ;
default_value (* начальное значение атрибута *)

Таблица значений для типов заданных перечислением

'VAL_' message_id signal_name N “DefineN” . . . 0 “Define0”;

Атрибуты сообщений

Предполагается использование некоторых стандартизованных атрибутов

GenMsgSendType -- Defines the send type of a message
Тип отсылки может включать два или три времени: задержка на активацию, периодичность сообщений и временная привязка (time-triggered communication).

enum GenMsgSendType {//!< Defines the send type of a message
    _none,
    _cyclic,
    _triggered,
    _cyclicIfActive,
    _cyclicAndTriggered,
    _cyclicIfActiveAndTriggered,
};

Определение:

BA_DEF BO_ "GenMsgSendType" ENUM "cyclic","triggered","cyclicIfActive","cyclicAndTriggered","cyclicIfActiveAndTriggered"
BA_DEF_DEF "GenMsgSendType" ""

GenMsgCycleTime -- Defines the cycle time of a message in ms.

BA_DEF BO_ "GenMsgCycleTime" INT 0 0 (* определение типа атрибута *)
BA_DEF_DEF "GenMsgCycleTime" 0 (* значение по умолчанию *)

GenMsgStartDelayTime -- Defines the allowed delay after startup this message must occure the first time in ms.

BA_DEF BO_ "GenMsgStartDelayTime" INT 0 0 
BA_DEF_DEF "GenMsgStartDelayTime" 0

GenMsgDelayTime -- Defines the allowed delay for a message in ms.

BA_DEF BO_ "GenMsgDelayTime" INT 0 0 
BA_DEF_DEF "GenMsgDelayTime" 0

VFrameFormat -- формат сообщения CAN

BA_DEF_ BO_ "VFrameFormat" ENUM  "StandardCAN","ExtendedCAN","J1939PG";
BA_DEF_DEF_  "VFrameFormat" "";

ProtocolType -- Тип протокола: OBD2, J1939, CANopen ...

BA_DEF_  "ProtocolType" STRING ;
BA_DEF_DEF_  "ProtocolType" "";

Атрибуты сигналов

GenSigStartValue -- Defines the value as long as no value is set/received for this signal.

BA_DEF SG_ "GenSigStartValue" INT 0 0 
BA_DEF_DEF "GenSigStartValue" 0

Рекомендуемое приложение для редактирования и просмотра таблиц Kvaser Database Editor 3

Генерация кода

Определения сигналов SG_ name преобразуются в набор определений и структур, состоящих из битовых полей.

#define name##_Type -- тип: 'signed' 'unsigned' 'float' 'double' 'Enumerated' 'Boolean' 'BitString' 'String' 'Octets' 'Date' 'Time' 'OID'
#define name##_Pos  -- позиция поля в битах
#define name##_Bits -- длина поля в битах bit size
#define name##_Msk  -- маска выделения сигнала ULL до 64 бит
#define name##_Factor -- множитель для отображения значения
#define name##_Offset
#define name##_Min -- минимальное значение
#define name##_Max -- максимальное значение

Идентификаторы системных типов данных (совместимые идентификаторами BACnet)

enum _SYS_TYPE { //!< базовые типы данных в протоколе BACnet и EV-1.0
	_TYPE_NULL	=0x0,//!< пустышка
	_TYPE_BOOLEAN	=0x1,//!< логическое значение
	_TYPE_UNSIGNED	=0x2,//!< целое без знака
	_TYPE_SIGNED	=0x3,//!< целое со знаком
	_TYPE_REAL	=0x4,//!< вещественное 32 бита
	_TYPE_DOUBLE	=0x5,//!< вещественное 64 бита
	_TYPE_OCTETS	=0x6,//!< байтовая строка
	_TYPE_STRING	=0x7,//!< текстовая строка UTF-8
	_TYPE_BIT_STRING=0x8,//!< битовая строка
	_TYPE_ENUMERATED=0x9,//!< перечисление
	_TYPE_DATE	=0xA,//!< дата или шаблон даты
	_TYPE_TIME	=0xB,//!< время с миллисекундах
	_TYPE_OID       =0xC,//!< уникальный идентификатор
};

Пример генерации определений:

#define GNSS_NMEA_1_byte2_Pos           16
#define GNSS_NMEA_1_byte2_Bits          8
#define GNSS_NMEA_1_byte2_Factor        1
#define GNSS_NMEA_1_byte2_Offset        0

Пример генерации структуры данных:

typedef struct _GNSS_NMEA_6 GNSS_NMEA_6_t;
struct _GNSS_NMEA_6 {
      signed GNSS_NMEA_6_byte0     :8;  // 0..7:
      signed GNSS_NMEA_6_byte1     :8;  // 8..15:
      signed GNSS_NMEA_6_byte2     :8;  // 16..23:
      signed GNSS_NMEA_6_byte3     :8;  // 24..31:
      signed GNSS_NMEA_6_byte4     :8;  // 32..39:
      signed GNSS_NMEA_6_byte5     :8;  // 40..47:
      signed GNSS_NMEA_6_byte6     :8;  // 48..55:
      signed GNSS_NMEA_6_byte7     :8;  // 56..63:
};

Name		Name	Last commit message	Last commit date
Latest commit History 45 Commits
sys		sys
API.md		API.md
Concepts.md		Concepts.md
DSP.md		DSP.md
LINALG.md		LINALG.md
MATHAN.md		MATHAN.md
README.md		README.md
can_dbc.c		can_dbc.c
can_ev.h		can_ev.h
can_j1850_crc.c		can_j1850_crc.c
can_j1939.h		can_j1939.h
canopen_crc.c		canopen_crc.c
iot_objects.h		iot_objects.h

Provide feedback

Saved searches

Use saved searches to filter your results more quickly

Repository files navigation

Генерация структур данных из матрицы сообщений CAN

Назначение

Сборка из исходного кода

Состав пакета

Описание формата J1939 DBC

Структура документа

Определение линии, скорость передачи данных

Определение узла, перечисление узлов в сети

Определение кадра сообщения

Определение сигнала

Комментарии в коде

Определение атрибутов

Таблица значений для типов заданных перечислением

Атрибуты сообщений

Атрибуты сигналов

Генерация кода

Генерация таблиц SQL

Экспорт данных в JSON

Экспорт данных в формат PCAP

About

Releases

Packages

Languages

AnatolyGeorgievski/CAN-J1939-DBC

Folders and files

Latest commit

History

Repository files navigation

Генерация структур данных из матрицы сообщений CAN

Назначение

Сборка из исходного кода

Состав пакета

Описание формата J1939 DBC

Структура документа

Определение линии, скорость передачи данных

Определение узла, перечисление узлов в сети

Определение кадра сообщения

Определение сигнала

Комментарии в коде

Определение атрибутов

Таблица значений для типов заданных перечислением

Атрибуты сообщений

Атрибуты сигналов

Генерация кода

Генерация таблиц SQL

Экспорт данных в JSON

Экспорт данных в формат PCAP

About

Resources

Stars

Watchers

Forks

Releases

Packages 0

Languages

Packages