多路CAN卡的應(yīng)用及總線協(xié)議分析

在CAN網(wǎng)絡(luò)中，所有節(jié)點的數(shù)據(jù)收發(fā)共享一條總線。當(dāng)面對未知的多節(jié)點CAN總線網(wǎng)絡(luò)時，如何準(zhǔn)確分析各節(jié)點間的通信協(xié)議呢？

與485類似，CAN-Bus也是以總線的方式進(jìn)行通信的，所有的CAN節(jié)點都掛在一對差分線上。但CAN總線中的節(jié)點不存在主從的概念，當(dāng)節(jié)點有數(shù)據(jù)需要上傳時可自主、即時發(fā)送，先進(jìn)的仲裁機(jī)制保證數(shù)據(jù)不會沖突。

圖1 CAN總線通信方式

對比標(biāo)準(zhǔn)的通信七層模型，CAN總線大體可分為物理層、鏈路層、應(yīng)用層。對鏈路層的解析就能得到節(jié)點ID號。若對一個“未加密”CAN總線做鏈路層的解析，使用CAN總線接口卡（也稱CAN盒）即可。這類工具能將CAN通訊轉(zhuǎn)換為USB、PCI等通信方式，一般配合電腦使用。若要對CAN總線做全面的分析，則需要專業(yè)的總線分析儀。CANScope是集CAN節(jié)點測試與標(biāo)定、CAN總線故障診斷與解決的綜合儀器。

圖2 CAN總線抓包工具及方法

以上提到的總線協(xié)議分析是在總線節(jié)點少、節(jié)點ID已知的前提下進(jìn)行的。當(dāng)面對一個協(xié)議未知且節(jié)點數(shù)多、節(jié)點ID未知網(wǎng)絡(luò)時，首先要做的是分別摘取各路CAN中報文、辨識各節(jié)點ID。

圖3 數(shù)據(jù)分離、摘取

若將每個節(jié)點單獨取出做測試，則必然破壞原有通信規(guī)則。如何在不破壞原有通信的基礎(chǔ)上搞清楚一個陌生的收發(fā)協(xié)議呢？所謂工欲善其事，必先利其器。您需要一個能同時收發(fā)、轉(zhuǎn)送多路CAN數(shù)據(jù)的CAN卡，USBCAN-8E-U正是這種測試工具。

圖4 USBCAN-8E-U

USBCAN-8E-U集成8路CAN-bus接口，各通道間可做路由（轉(zhuǎn)發(fā)）功能。在識別節(jié)點ID時，可以將節(jié)點同時接到8個CAN接口上，然后設(shè)置8路CAN間通信自由轉(zhuǎn)發(fā)，保證原有網(wǎng)絡(luò)通信規(guī)則不受破壞。強大的上位機(jī)軟件將每個通道發(fā)送、接收的CAN報文按通道分開顯示，數(shù)據(jù)分析一目了然。

圖5 多節(jié)點CAN網(wǎng)絡(luò)分析