CAN通信矩阵详解

一、CAN通信矩阵的定义

CAN通信矩阵通常由整车厂完成定义，定义了车辆网络中的各个ECU（电子控制单元）节点需要接收和发送的报文信息。每个ECU节点遵循该通信矩阵，完成信息的交互和共享。这些ID段和数据内容的分配通常由主机厂（OEM）自主进行，分配完成后通常会形成一个.xls格式的表格，这个表格就是CAN通信矩阵。

二、CAN通信矩阵的内容

CAN通信矩阵以表格形式显示了信号、消息和网络节点之间的相互关系，内容通常包括以下几个方面：

1. 网络节点：每个汽车控制器作为一个网络节点，负责发送和接收信息。

2. 消息：一个控制器会发出多个帧报文，每帧报文称为一个消息。这些消息在网络中传输，携带特定的数据。

3. 信号描述：包括信号的中文名称、数据类型（如布尔类型Boolean、无符号Unsigned、有符号Signed）、信号长度（占多少个bit位）、字节次序（Motorola格式或Intel格式）、起始字节位置和起始位位置等。

4. 精度/偏移量：描述信号值如何转变成信号物理值，通过公式“真实物理值 = 信号值 * 精度 + 偏移量”计算。

5. 范围：信号数值的范围，以及信号值的单位（如m、km）。

6. 信号值描述：信号数值的含义，包括初始值和无效值等。

三、报文发送类型

报文发送类型可分为周期、事件、周期事件和使能周期四种类型：

• 周期：报文按照固定的周期发送，例如每隔100ms发送一帧报文。

• 事件：当某个事件触发后，发送出数据报文，一般规定连续发送3帧，间隔20ms。

• 周期事件：报文以周期时间发送，当某个事件信号触发后，按照事件的形式立即发送，之后恢复到固定周期发送。

• 使能周期：报文以周期时间发送，当某个事件触发后并且达到下一个发送周期时，按照事件发送，一般规定连续发送3帧，间隔20ms。

有些报文规定了两个特殊的信号：RollingCounter信号和CheckSum信号。

• RollingCounter信号：滚动计数值，每发送一帧报文，该信号值累加1。

• CheckSum信号：检验值，基于某种校验算法（如CRC算法）对报文数据进行加密处理，保护CAN报文信号数据的安全。

在处理跨平台数据传输时，需要考虑字节序（Byte Order）的问题。字节序分为大端序（Big Endian）和小端序（Little Endian）两种：

• 大端序（Motorola格式）：最高有效字节（MSB）存储在内存的最低地址处，最低有效字节（LSB）存储在内存的最高地址处。

• 小端序（Intel格式）：最低有效字节（LSB）存储在内存的最低地址处，最高有效字节（MSB）存储在内存的最高地址处。

CAN通信矩阵是CAN网络中不可或缺的组成部分，它定义了网络中各个节点之间的通信关系和数据传输规则。了解并掌握CAN通信矩阵对于开发、测试和维护CAN网络至关重要。通过合理定义和使用CAN通信矩阵，可以确保网络中各个节点之间的信息交互和共享高效、准确地进行。