CANoe開發從入門到精通

本書遵循由淺入深的原則，將內容分為三篇。基礎篇首先介紹車載網路的相關知識，接著介紹CANoe開發環境和常見功能的使用，以便初學者掌握使用CANoe進行一般的匯流排模擬、測試和分析的方法；入門篇首先介紹CANoe開發匯流排模擬的基礎知識，接著結合實例重點介紹匯流排資料庫創建、面板設計，以及CAPL語言設計；進階篇結合廣大開發工程師可能面臨的技術難題，由簡單到複雜地介紹一些典型實例，以提高讀者的實戰技術。

第1章  車載網路概述    3
1.1  車載網路起源    3
1.2  CAN匯流排概述    4
 1.2.1  CAN匯流排簡史    4
 1.2.2  CAN匯流排特點    4
 1.2.3  CAN匯流排主要應用    5
 1.2.4  CAN-FD協議簡介    6
1.3  LIN匯流排概述    6
 1.3.1  LIN匯流排簡史    6
 1.3.2  LIN匯流排特點    7
 1.3.3  LIN匯流排主要應用    7
1.4  目前典型車載網路架構    7
 1.4.1  緊湊型    8
 1.4.2  豪華型    8
1.5  主要的車載網路    9
1.6  車載網路發展趨勢    11

第2章  CANoe概述    12
2.1  關於Vector公司    12
2.2  CANoe簡介    13
2.3  CANoe在ECU專案開發中的作用    13
 2.3.1  *一階段：全模擬網路系統    13
 2.3.2  第二階段：真實節點和部分模擬節點共存    14
 2.3.3  第三階段：全真實節點的網路系統    14
2.4  CANoe不同版本的區別    15
 2.4.1  CANoe pex版本    15
 2.4.2  CANoe run版本    15
 2.4.3  CANoe full版本    16
 2.4.4  關於Demo版本CANoe    16
 2.4.5  關於64bit版本CANoe    17
2.5  CANoe安裝    17
 2.5.1  系統組態要求    17
 2.5.2  常見硬體介面卡    18
 2.5.3  安裝過程    18
2.6  CANoe常見的匯流排授權選項    23
2.7  CANoe的授權管理    24
2.8  CANoe的硬體設定    25
 2.8.1  硬體資訊查看    25
 2.8.2  硬體設定    27
 2.8.3  通道數量設置    28

第3章  CANoe開發環境    29
3.1  CANoe主介面    29
3.2  CANoe選項卡和功能區    30
 3.2.1  File菜單    30
 3.2.2  Home功能區    31
 3.2.3  Analysis功能區    32
 3.2.4  Simulation功能區    33
 3.2.5  Test功能區    34
 3.2.6  Diagnostics功能區    35
 3.2.7  Environment功能區    36
 3.2.8  Hardware功能區    37
 3.2.9  Tools功能區    38
 3.2.10  Layout功能區    39
3.3  常用模擬視窗    40
 3.3.1  Simulation Setup窗口    40
 3.3.2  Start Values窗口    40
3.4  常見診斷窗口    41
 3.4.1  Diagnostic Console窗口    41
 3.4.2  Diagnostic Session Control窗口    42
 3.4.3  Fault Memory窗口    42
3.5  常見測試窗口    43
 3.5.1  Test Unit窗口    43
 3.5.2  Test Module窗口    45

第4章  CANoe匯流排測量和分析    46
4.1  CANoe匯流排測量和分析概述    46
4.2  Measurement Setup窗口    47
 4.2.1  主要功能    48
 4.2.2  插入分析視窗或資料記錄模組    48
 4.2.3  插入功能模組    49
4.3  常見分析視窗    49
 4.3.1  Write窗口    49
 4.3.2  Trace窗口    51
 4.3.3  Graphic窗口    52
 4.3.4  State Tracker窗口    52
 4.3.5  Data窗口    53
 4.3.6  Statistics窗口    53
 4.3.7  Scope窗口    54
 4.3.8  Video窗口    55
 4.3.9  GPS窗口    55
4.4  測量資料記錄設置及處理    56
 4.4.1  Logging檔設置    56
 4.4.2  Logging檔案格式    57
 4.4.3  Filter設置    57
 4.4.4  Trigger設置    58
 4.4.5  Trace導入和匯出    60
 4.4.6  Trace查看和編輯    63
 4.4.7  Trace重播    64
4.5  離線分析    67
4.6  發生器模組    68
 4.6.1  CAN IG模組    68
 4.6.2  IG模組    69

第5章  CANoe模擬工程配置及運行    71
5.1  配置模擬工程    71
 5.1.1  物理通道分配問題    71
 5.1.2  串列傳輸速率設置問題    71
 5.1.3  授權或相關選項缺失問題    74
 5.1.4  虛擬通道設置問題    75
 5.1.5  硬體連接問題    76
5.2  不同版本工程檔之間的相容性處理    76
5.3  模擬工程個性化設置    78
 5.3.1  添加/修改的Desktop設置    78
 5.3.2  保存不同的工程設定檔    78
5.4  模擬工程資料夾的命名習慣    79
　　入  門  篇
第6章  車載匯流排模擬基礎    83
6.1  ECU硬體/軟體架構介紹    83
 6.1.1  硬體架構    83
 6.1.2  軟體架構    84
6.2  開發模擬工程的必要性    85
 6.2.1  軟體發展的V模型    86
 6.2.2  模擬工程的必要性    86
6.3  CANoe模擬工程架構    87

第7章  開發*一個CANoe模擬工程    88
7.1  創建*一個模擬工程    88
7.2  添加CAN資料庫    89
 7.2.1  新建CAN資料庫    89
 7.2.2  添加報文和信號    89
 7.2.3  添加資料庫到工程中    91
7.3  定義系統變數    91
7.4  創建模擬面板    92
 7.4.1  創建開關面板    92
 7.4.2  創建指示燈面板    93
7.5  創建網路節點    93
 7.5.1  添加網路節點    93
 7.5.2  添加Hello World代碼    95
 7.5.3  添加Switch代碼    95
 7.5.4  添加Light代碼    96
7.6  工程運行測試    96
7.7  查看Trace信息    97

第8章  匯流排資料庫設計    98
8.1  匯流排資料庫概述    98
8.2  CANdb Editor    98
 8.2.1  File菜單    99
 8.2.2  工具列    100
8.3  在X-Vehicle專案中創建CAN匯流排資料庫    100
 8.3.1  基於範本新建匯流排資料庫    100
 8.3.2  Networks    101
 8.3.3  ECUs    102
 8.3.4  Network Nodes    102
 8.3.5  Messages    103
 8.3.6  Signals    105
 8.3.7  Environment Variable    109
 8.3.8  Attribute    110
 8.3.9  Value Table    113
 8.3.10  Byte Order    114
8.4  導入資料庫檔    116
8.5  LIN匯流排資料庫編輯器LDF Explorer    117

第9章  Panel設計    118
9.1  Panel概述    118
9.2  Panel設計環境介紹    119
 9.2.1  File菜單    119
 9.2.2  Home功能區    120
 9.2.3  Panel功能區    121
 9.2.4  Properties功能區    122
 9.2.5  Toolbox窗口    122
 9.2.6  Symbol Explorer窗口    122
 9.2.7  Working Area窗口    123
 9.2.8  Properties窗口    124
 9.2.9  Output Window    124
9.3  控制項介紹    125
 9.3.1  Switch/Indicator控制項    126
 9.3.2  LED Control控制項    127
 9.3.3  Input/Output Box控制項    128
 9.3.4  Hex/Text Editor控制項    130
 9.3.5  Analog Gauge控制項    131
 9.3.6  Meter控制項    132
9.4  多幀圖片簡介    133
9.5  系統變數簡介    134
9.6  在X-Vehicle項目中創建模擬Panel    136
 9.6.1  添加Control面板    136
 9.6.2  添加Display面板    140
 9.6.3  創建一個Desktop    143

第10章  CAPL語言設計    145
10.1  CAPL概述    145
　10.1.1  CAPL主要用途    145
　10.1.2  CAPL的特點    146
10.2  CAPL開發環境—— CAPL流覽器簡介    146
　10.2.1  File菜單    147
　10.2.2  功能區    147
　10.2.3  導航區和編輯區    150
　10.2.4  函數流覽區    150
　10.2.5  對象流覽區    150
　10.2.6  輸出窗口    151
10.3  CAPL基礎——資料類型    151
　10.3.1  變數的聲明與定義    152
　10.3.2  簡單變數    153
　10.3.3  複合類型    154
　10.3.4  特殊類型    155
10.4  CAPL基礎——常見運算    157
10.5  CAPL基礎——流程控制    158
　10.5.1  if條件陳述式    158
　10.5.2  switch語句    158
　10.5.3  while迴圈語句    159
　10.5.4  for迴圈語句    160
　10.5.5  break語句    160
　10.5.6  return語句    161
10.6  CAPL基礎——程式結構    161
　10.6.1  標頭檔    161
　10.6.2  全域變數聲明    162
　10.6.3  事件處理    162
　10.6.4  自訂函數    169
10.7  CAPL基礎——常用函式程式庫簡介    170
　10.7.1  通用函數    170
　10.7.2  計算函數    172
　10.7.3  字串函數    172
　10.7.4  CAN匯流排函數    173
　10.7.5  LIN匯流排函數    174
　10.7.6  診斷函數    174
10.8  CAPL基礎——匯流排資料庫的使用    175
10.9  CAPL基礎——變數和信號的訪問    175
　10.9.1  CAPL中訪問信號    175
   10.9.2  CAPL中訪問系統變數    176
   10.9.3  CAPL中訪問環境變數    176
10.10  在X-Vehicle專案中添加CAPL程式    177
   10.10.1  創建節點Engine的CAPL程式    178
   10.10.2  創建節點Door的CAPL程式    178
   10.10.3  創建節點Display的CAPL程式    180
10.11  工程運行測試    181

第11章  模擬工程編譯和調試    182
11.1  CAPL程式編譯    182
　11.1.1  條件編譯    182
　11.1.2  編譯CAPL程式    183
11.2  CAPL程式的Debug功能調試    184
　11.2.1  設置Debug Mode    184
　11.2.2  Debugger工具列    185
　11.2.3  設置調試中斷點    185
　11.2.4  變數查看    186
　11.2.5  中斷點查看    187
11.3  使用Write視窗調試CAPL程式    187

第12章  模擬工程開發入門—— CAN模擬    190
12.1  匯流排模擬工程概述    190
12.2  匯流排模擬工程開發流程及策略    190
　12.2.1  開發流程    190
　12.2.2  模擬工程開發策略    191
12.3  工程實例簡介    192
　12.3.1  網路拓撲圖    192
　12.3.2  實現功能    193
12.4  工程實現    193
　12.4.1  創建模擬工程    194
　12.4.2  DBC檔設計與導入    194
　12.4.3  系統變數    197
　12.4.4  面板設計    198
　12.4.5  CAPL代碼實現    207
　12.4.6  Automation Sequences    217
　12.4.7  分析視窗設置    218
　12.4.8  Trace窗口與Logging    220
　12.4.9  Desktop佈局    221
12.5  工程運行測試    223
　　進  階  篇

第13章  模擬工程開發進階I ——  CAN LIN模擬    227
13.1  工程實例簡介    227
　13.1.1  網路拓撲圖    227
　13.1.2  實現功能    228
13.2  工程實現    229
　13.2.1  添加LIN匯流排支援    229
　13.2.2  資料庫LDF檔設計與導入    230
　13.2.3  添加環境變數    236
　13.2.4  面板設計    237
　13.2.5  CAPL實現    248
　13.2.6  Trace窗口與Logging    256
　13.2.7  設置Desktop佈局    257
13.3  工程運行測試    257
13.4  擴展話題——關於網路管理    258

第14章  模擬工程開發進階II——模擬 測試    260
14.1  基於CANoe的自動化測試系統簡介    260
14.2  Test Feature Set功能簡介    261
　14.2.1  約束和條件設置函數    261
　14.2.2  信號測試函數    261
　14.2.3  等待指示函數    262
　14.2.4  測試控制函數    263
　14.2.5  故障注入函數    263
　14.2.6  測試判別函數    264
　14.2.7  測試架構函數    264
　14.2.8  測試報告函數    265
14.3  Test Service Library功能簡介    265
　14.3.1  檢測函數    266
　14.3.2  狀態報告函數    268
　14.3.3  激勵函數    269
　14.3.4  檢測控制函數    270
14.4  測試單元與測試模組簡介    270
　14.4.1  測試單元與測試模組的區別    271
　14.4.2  測試模組架構    271
14.5  工程實例簡介    272
14.6  工程實現    272
　14.6.1  添加CAPL測試模組    272
　14.6.2  測試方法分析    274
　14.6.3  CAPL測試用例    276
　14.6.4  CAPL測試模組    282
14.7  工程運行測試    283
　14.7.1  測試執行    283
　14.7.2  測試報告    285
14.8  擴展話題——關於vTESTstudio    286

第15章  模擬工程開發進階III —— 模擬 診斷    288
15.1  汽車診斷技術概述    288
　15.1.1  診斷術語    289
　15.1.2  OBD診斷與增強型診斷    289
　15.1.3  診斷協議    289
　15.1.4  診斷介面    290
　15.1.5  診斷週期    291
　15.1.6  UDS診斷服務    291
　15.1.7  Vector診斷工具簡介    292
15.2  CANoe診斷功能簡介    293
　15.2.1  診斷描述檔    294
　15.2.2  安全訪問服務    294
　15.2.3  診斷測試窗口    295
15.3  CANoe常見診斷函數    295
　15.3.1  通信/設定功能函數    295
　15.3.2  安全訪問函數    296
　15.3.3  物件訪問函數    296
　15.3.4  參數訪問函數    297
　15.3.5  診斷測試函數    298
15.4  工程實例簡介    299
15.5  工程實現    299
　15.5.1  CDD文件導入    299
　15.5.2  Security DLL檔配置    301
　15.5.3  診斷控制台    301
　15.5.4  診斷測試面板    302
　15.5.5  添加Tester節點    314
　15.5.6  虛擬診斷回應    317
　15.5.7  自動化診斷測試方法分析    318
　15.5.8  CAPL診斷測試模組實現    319
　15.5.9  製作GenerateKey.dll    332
15.6  工程運行測試    332
　15.6.1  手動診斷測試面板    332
　15.6.2  自動化診斷測試模組    333
15.7  擴展話題——VT System在測試中的應用    335

第16章  CANoe高級程式設計 —— COM Server技術    336
16.1  COM介面技術簡介    336
16.2  CANoe COM Server簡介及設置    336
16.3  工程實例簡介    337
16.4  開發實現 —— CANoe工程    338
　16.4.1  CANoe工程*調用的系統變數    338
　16.4.2  CANoe工程*調用的匯流排信號    339
　16.4.3  新建CANoe CAPL函數    340
16.5  開發實現——VB.NET工程    342
　16.5.1  新建VB.NET工程    342
　16.5.2  添加CANoe相關引用    342
　16.5.3  介面設計    344
　16.5.4  全域變數定義    348
　16.5.5  CANoe應用和Measurement物件控制    348
　16.5.6  CANoe事件處理    349
　16.5.7  系統變數操作    349
　16.5.8  匯流排信號操作    350
　16.5.9  CAPL函式呼叫    350
　16.5.10  完整代碼    351
16.6  工程運行測試    362
16.7  擴展話題 —— Python腳本調用COM Server    362

第17章  CANoe高級程式設計 —— CAPL DLL技術    363
17.1  CAPL DLL技術概述    363
　17.1.1  CAPL DLL函數清單    364
　17.1.2  CAPL回呼函數    365
17.2  工程實例簡介    366
17.3  工程實現 —— VC.NET開發CAPL DLL    366
　17.3.1  創建使用者自訂函數 —— CRC演算法函數    366
　17.3.2  創建使用者自訂函數 —— 讀取MAC位址函數    369
17.4  工程實現 —— CANoe調用CAPL DLL    371
　17.4.1  如何添加CAPL DLL    371
　17.4.2  DLL路徑搜索順序    372
　17.4.3  添加系統變數    372
　17.4.4  添加一個測試面板    372
　17.4.5  添加CAPL代碼    375
17.5  工程運行測試    378
17.6  擴展話題 —— CANoe模擬工程代碼保護    379
　17.6.1  編譯後刪除原始程式碼    379
　17.6.2  加密後刪除原始程式碼    380
　17.6.3  加密保護與硬體綁定    380

第18章  CANoe高級程式設計 —— C Library API技術    381
18.1  CCL庫文件概述    381
18.2  常用CCL介面函數介紹    381
18.3  工程實例簡介    383
18.4  工程實現 —— VC.NET開發CCL    384
　18.4.1  如何創建一個CCL庫檔    384
　18.4.2  CCL代碼實現    386
18.5  工程實現 —— CANoe調用CCL    389
　18.5.1  如何調用CCL API    389
　18.5.2  添加系統變數    390
　18.5.3  添加測試面板    390
　18.5.4  添加IG模組    392
18.6  工程運行測試    392

第19章  CANoe高級程式設計 —— 自訂功能表外掛程式    394
19.1  自訂菜單外掛程式概述    394
19.2  工程實例簡介    394
19.3  開發自訂功能表外掛程式    394
　19.3.1  創建和配置工程    395
　19.3.2  代碼實現    396
19.4  在CANoe中配置自訂功能表外掛程式    401
19.5  工程運行測試    401
19.6  擴展話題 —— 關於C#語言    402

第20章  CANoe高級程式設計 —— .NET測試模組開發    403
20.1  .NET測試模組開發概述    403
20.2  .NET測試環境設定    404
　20.2.1  配置CANoe的.NET檔編輯器    404
　20.2.2  配置Visual C#專案開發範本    405
20.3  工程實例簡介    406
20.4  工程實現 —— .NET測試模組    406
　20.4.1  添加.NET測試模組    406
　20.4.2  調用CAPL測試庫中的測試用例    407
　20.4.3  新建C#測試模組工程    409
　20.4.4  資料庫和系統變數的存取方法    409
　20.4.5  .NET測試模組開發    410
　20.4.6  .NET測試模組配置和編譯    414
20.5  工程運行測試    415
20.6  擴展話題 —— XML測試模組    416

第21章  CANoe高級程式設計 —— TCP/IP通信程式設計    419
21.1  網路傳輸協定簡介    419
　21.1.1  網際層    420
　21.1.2  傳輸層    420
　21.1.3  Socket程式設計簡介    421
21.2  .NET程式設計中TCP/IP相關類的簡介    421
21.3  CAPL中TCP/IP相關函數的簡介    424
21.4  工程實例簡介    426
21.5  工程實現 —— C#  TCP/IP伺服器端開發    427
　21.5.1  新建一個工程    427
　21.5.2  介面設計    427
　21.5.3  C#代碼實現    429
21.6  工程實現 —— CANoe TCP/IP用戶端開發    434
　21.6.1  創建模擬工程    434
　21.6.2  新建系統變數    434
　21.6.3  Panel設計    435
　21.6.4  CAPL實現    438
21.7  工程運行測試    446
21.8  擴展話題 —— UDP Socket通信    447

第22章  CANoe高級程式設計 —— FDX協定與HIL系統通信    449
22.1  FDX協議    449
　22.1.1  Datagram    450
　22.1.2  創建Data Groups和Items    454
　22.1.3  FreeRunning模式    455
22.2  工程實例簡介    455
22.3  工程實現 —— CANoe專案    456
　22.3.1  創建FDX Description文件    456
　22.3.2  配置FDX    457
22.4  工程實現 —— VC.NET項目    458
　22.4.1  VC.NET中FDX相關類簡介    458
　22.4.2  Datagram結構體定義    459
　22.4.3  介面設計    461
　22.4.4  代碼實現    463
22.5  工程運行測試    480
22.6  擴展話題 —— 硬體在環    481

第23章  CANoe高級程式設計 —— 調用LabVIEW    482
23.1  LabVIEW Integration系統設置要求    482
23.2  工程實例簡介    482
23.3  工程實現 —— LabVIEW    483
　23.3.1  創建共用變數    483
　23.3.2  創建DemoVI    484
23.4  工程實現 —— CANoe    485
　23.4.1  啟用LabVIEW Integration設置    485
　23.4.2  設置Signal Generators    486
　23.4.3  CAPL調用LabVIEW共用變數    487
　23.4.4  添加一個Desktop佈局    488
23.5  工程運行測試    488
23.6  擴展話題 —— LabVIEW調用CANoe    490
附錄A  英文縮寫對照表    491
參考文獻    494