一文了解CAN DBC文件
一文了解CAN DBC文件
DBC文件是汽车研发中用于解析CAN通讯数据的重要文件，它将二进制/十六进制格式的数据与物理信号相互转换。本文详细介绍了DBC文件的结构和功能，包括节点（Node）、报文（Message）、信号（Signal）及其相互关系，并提供了实际应用中的常见问题和解决方案。
1. 为什么需要DBC文件
汽车控制器主要采用CAN总线进行通信，当采用高速CAN的数据帧进行数据传输，那么每一帧报文将能传递8个字节，即64个bit的数据，每个bit能传输0/1。当然利用CAN通讯是为了传输物理信号，而不只是没有物理/实际意义的二进制数值，比如将MCU的电机转速传输给VCU，VCU最终希望获得是电机转速多少rpm，而不是一个没有实际意义的二进制/十进制/十六进制数值，此时就希望有这样一份“密码本”，可以将没有物理/实际意义的数据转换为有意义的物理信号。
DBC文件就是这份“密码本”，因此DBC文件是主机厂的绝密文件，其他厂商进行竞品分析时，要耗费很大的人力物力来破解部分内容。因此不难理解，DBC文件是描述汽车网络拓扑上所有ECU之间CAN通讯信息的数据库文件，其中包含了CAN总线协议中协议数据及其所代表的具体意义，它可以用来监测和分析CAN网络上的报文数据，也可以用来模拟某个ECU的CAN节点。通常一个DBC文件只能包含一个CAN网络的节点信息，为了描述整车的网络拓扑信息，会需要多个DBC文件。
2. DBC文件详解
接下来就从节点开始，逐个介绍节点（Node）、报文（Message）、信号（Signal）以及它们之间的关系。
2.1 节点Nodes
在介绍节点之前，先回顾下整车网络拓扑，以一个经典的网路拓扑为例：
假如这里DBC文件描述的辅助驾驶CAN，那么当你打开DBC文件，看到的Node会有BSD、 PAS和IEC。同理，假设某路CAN有两个控制器ACU和CCU，那么，DBC文件的ECUs和Network nodes就应该有这两个控制器。
因此，对于DBC文件中的ECUs和Network nodes中具有哪些控制器，其来源于整车网络拓扑。当ECU明确了有ACU和CCU之后，那么接下来关注的它俩分别会接收哪些报文（Tx Messages）以及发送哪些报文（Rx Messages）。
2.2 报文Messages
将视线转到DBC文件中的Messages，这里将包含整个DBC文件的所有接收和发送的报文。
对于一条报文，其信息包括：
- 定义Definition，包括报文的名字、报文类型（标准格式/扩展格式）、ID、长度和报文种类（周期型/事件型）等信息；
- 信号Signals，此报文包含哪些信号；
- 收发方，如果该报文发送方，那么接收方是哪些ECU；如果该报文是接收方，那么发送方是哪个ECU；
- 信号排列Layout，报文所包含的信号是怎样排列在这64bit中。
也就是通过对报文进行编辑和配置，那么一方面Message与Network Nodes已经建立了联系，该条报文属于哪个ECU的Tx messages，哪个ECU的Rx messages，即报文的存在一定有发送方也一定有接收方；另一方面Message与Signals也建立了联系，Messages配置完整的前提一定是明确了包含哪些信号。
2.3 信号Signals
其实，在进行报文配置的同时，就要开始进行信号的配置，只有信号配置好了，报文的配置才能完成。对于信号的配置，关键点是定义Definition，这决定了CAN数据帧的64bit数据能否被正确地解析为物理信号。Definition的配置根据CAN通讯矩阵的具体定义，另外个人认为对于值的描述Value Description（枚举量）也非常重要，非常便于相关人员快速获取信号的物理意义。
2.4 三者的关系
通过上述的三个小结分别介绍了节点（Nodes）、报文（Messages）和信号（Signals），每一项都需要有哪些配置内容，然后从节点—>报文—>信号，以此形成了一个有层次的结构。
这样理清了三者之间的关系，那么再来看DBC的内容，思路就会十分的清晰。即使DBC文件包含的报文或信号数量非常多，当你需要找一个信号时，也不会觉得难找。这时找信号的思路是：
- 第一个关注点是哪个ECU接收还是发送的；
- 第二个关注点是在哪条报文（ID）；
- 第三个关注点是信号的具体定义。
3. DBC使用常见问题
在DBC使用过程中可能会遇到一些问题，个人体会有以下几点：
- 关于报文采集，DBC文件是用来将CAN报文解析成具有实际意义的信号，没有DBC文件不会影响用设备（周立功，PCAN和CANalyzer等）去采集报文信号，在Trace界面仍然能看到不同报文及其数据在不断刷新。
- 关于DBC文件版本，DBC文件版本要确认好，不然会出现解析出来的信号异常或有偏差，有时情况很明显，信号一看就不正常，有时情况不明显，信号一点偏差，刚开始没发现，大量数据分析结果之后总觉得数据有点不对。
- 关于DBC文件加载，DBC文件该加载到设备哪个通道，经常会碰到不同的人用不同配置去采集报文数据，比如A的配置是设备的通道1采CAN1，通道2采CAN2，而B却反之，结果A打开B采的数据，没看不到。其实两个通道还好，如果多几个呢？这里分享一个不要问别人的配置DBC文件的技巧，即试错法，拖着DBC文件依次放在不同通道上，数据出来就配对了。
- 关于DBC文件创建，最好学习下如何自动生成DBC文件，手写太费时。
以上就是关于DBC基础使用过程中需要关注的一些点，更多DBC文件的内容可持续关注后续文章！