DBC文件结构深度解析

DBC文件结构深度解析

DBC（Database Canvas）文件是汽车电子领域中用于描述CAN网络通信协议的文件格式，主要包含节点、消息和信号等信息。DBC文件在汽车电子系统开发中扮演着重要角色，它不仅定义了网络节点之间的通信规则，还包含了详细的信号解释和注释信息，对于系统开发、调试和维护具有重要意义。本文将对DBC文件的结构进行深度解析，帮助读者全面了解DBC文件的各个组成部分及其具体结构。

DBC文件的构成

DBC文件主要包含以下部分：

• Bit_timing：波特率定义，必须部分，但通常为空
• nodes：定义网络节点
• messages：定义消息和信号

关键字

• VERSION：版本
• NS_：为new symbol的缩写，后面紧跟着一堆ns，一般是创建dbc时自动生成，不用太关心
• BS_：定义CAN网络的波特率
• BU_：网络节点
• BO_：报文
• SG_：信号
• CM_：对报文/信号的注解
• BA_DEF_：对报文/信号/节点等的属性定义
• BA_DEF_DEF_：对报文/信号/节点等的属性初始值定义
• BA_：对报文/信号/节点等的属性设置值定义
• VAL_：数值表定义
• VAL_TABLE_：全局信号值表，用来对信号值解码
• EV_：环境变量

符号说明

• ‘ | ’：可选择
• ‘ ; ’：结束定义
• ［。..］：内容可选（0或1次）
• {。..}：内容重复（0或多次）
• （。..）：注释
• unsigned_integer：无符号整型
• signed_integer：有符号整型
• double：双精度小数
• char_string：字符串
• C_identifier：C语言变量命名

波特率的结构（BS_）

BS_： ［baudrate:BTR1，BTR2］;

其中BS_为关键字，用于定义CAN网络的波特率；［ ］内容表示为可选部分，可以省略（如下图例子中即把该部分省略了）；但关键字”BS_：”必须存在，省略则会出错。《DBC File Format Document》规范中明确提醒，必须保留BS_： 标签。

网络节点的结构（BU_）

BU_： Nodename1 Nodename2 Nodename3 ……

BU_： GW ESC SAS ACU FRS FVCM

解释：

• BU_ 为关键字，表示网络节点
• Nodename1、Nodename2 网络节点名字，由用户自己定义；
• 注意事项：需要保证节点命名的唯一性
• 如示例中的BU_： VCU_Vehicle_Control_Unit MotorCtrol SCU PC Vector__XXX ：
• 表示定义了：
• VCU_Vehicle_Control_Unit
• MotorCtrol
• SCU
• PC
• Vector__XXX这五个网络节点
• 其中：标识为Vector__XXX时表示未指明具体节点

消息的结构（BO_）

BO_ message_id message_name ： message_size transmitter {signal}

BO_ 306YRS2： 8 FVCM

解释：

• BO_ 为关键字，表示报文；
• MessageId 报文ID，是以10进制数表示的；
• （如例子中的996，代表报文ID为0x3E4，是longlong类型，也就是CAN ID的值；）
• MessageName 报文的名字，命名规则和C语言变量相同；
• MessageSize 报文数据域字节数，为无符号整型数据，CAN 2.0为最大8字节，CAN FD 最大64字节；
• Transmitter 该报文的网络节点；如果该报文没有指定发送节点，则该值需设置为” Vector__XXX”。
• 如示例中的BO_ 201959408 MSG1： 8 VCU_Vehicle_Control_Unit
• 报文ID：201959408（0xC09A7F0）
• 报文名：MSG1
• 分隔符 ： “：”
• 报文长度：8字节
• 报文发送者：VCU_Vehicle_Control_Unit
• （由VCU_Vehicle_Control_Unit这个节点发出的，数据域长度为8字节，ID为201959408（0xC09A7F0），名字命名为MSG1的报文）

信号的结构（SG_）

SG_ signal_namemultiplexer_indicator ： start_bit | signal_size @ byte_order value_type （ factor ， offset ） ［ minimum | maximum ］ unit receiver {， receiver}

SG_ YRS2_Checksum ： 7|8@0+ （1，0） ［0|255］ “bit” FRS
SG_ YRS_LongitSensorState ： 15|2@0+ （1，0） ［0|3］ “bit” FRS
SG_ YRS_LongitAcce ： 23|16@0+ （0.001，-2） ［-2|2］ “g” FRS
SG_ YRS_AliveCounter ： 59|4@0+ （1，0） ［0|15］ “bit” FRS

解释：

• SG_ 为关键字，表示信号；
• SignalName（SigTypeDefinition） ： 表示该信号的名字 和 多路选择信号的定义；
• SigTypeDefinition是可选项，有3种格式：
• a）空，表示普通信号。
• b）M，表示多路选择器信号。
• c）m50，表示被多路选择器选择的信号，50，表示当M定义的信号的值等于50的时候，该报文使用此通路。
• StartBit、 SignalSize 表示该信号起始位、信号长度；
• ByteOrder 表示信号的字节顺序：0代表Motorola格式，1代表Inter格式；
• ValueType 表示该信号的数值类型：+表示无符号数，-表示有符号数；
• Factor，Offset 表示因子，偏移量；这两个值用于信号的原始值与物理值之间的转换。
• 转换如下：物理值=原始值*因子+偏移量；
• Min|Max 表示该信号的最小值和最大值，即指定了该信号值的范围；这两个值为double类型；
• Unit 表示该信号的物理单位，为字符串类型；
• Receiver 表示该信号的接收节点；若该信号没有指定的接收节点，则必须设置为” Vector__XXX”。
• 如示下面的例中：
• 第一个信号 ：
• SG_ S_Check ： 45|10@0+ （0.00625，0） ［0|160］ “M” EL3160_60，ESC
• 表示定义了一个命名为 S_Check的普通信号，其起始位是第45位，信号长度10 bit；
• 信号是Motorola格式，数值类型为无符号类型数；因子为0.00625，偏移量为0；信号取值范围为0到160；
• 信号物理单位为字符串”M”；该信号接收节点为EL3160_60，ESC这两个节点。
• 第二个信号：
• SG_ Send_Mux M ： 7|8@0+ （1，0） ［0|0］ “” EL3160_60，ESC
• 表示定义了一个命名为 Send_Mux的多路选择器信号，其起始位是第7位，信号长度8 bit；
• 信号是Motorola格式，数值类型为无符号类型数；因子为1，偏移量为0；信号取值范围为0到0；
• 信号物理单位为字符串””；该信号接收节点为EL3160_60，ESC这两个节点。
• 该信号做选择通道使用。
• 第三个信号：
• SG_ S_Level_A_Voltage m50 ： 15|16@0+ （0.00625，0） ［0|160］ “V” EL3160_60，ESC
• 表示定义了一个命名为S_Level_A_Voltage的被选择信号，其起始位是第15位，信号长度16 bit；
• 信号是Motorola格式，数值类型为无符号类型数；因子为0.00625，偏移量为0；信号取值范围为0到160；
• 信号物理单位为字符串”V”；该信号接收节点为EL3160_60，ESC这两个节点。
• 其中byte_order分为motorola和intel两种格式，motorola对应0，intel对应1。这两种格式是区别如下：
• 如果在同一个字节内，则没有区别，如果跨越多个字节则有区别，motorola格式是高位（msb）在低字节（说明：CAN消息的字节排列Byte0 Byte1 … Byte7，Byte0是低字节），intel格式是高位（msb）在高字节。

Intel格式

第一字节的bit0对应的是lsb（第一行的红色箭头），第二字节的bit14对应的是msb（第二行的红色箭头）。起始bit是lsb对应的bit0。

Motorola格式

第二字节的bit9对应的是lsb（第二行的红色箭头），第一字节的bit7对应的是msb（第一行的红色箭头）。起始bit是lsb对应的bit9。当然也可以修改起始位置，例如将起始位置改为bit8，如下图：

55~58行定义的是信号的选项值，其结构如下：‘VAL_’ message_id signal_name { value_description } ‘;’
注意，行结尾有一个分号。其中value_description的定义如下：value_description = double char_string ;

注解的结构（CM_）

CM_ Object MessageId/NodeName “Comment”

解释：

• CM_ 为关键字，表示注解信息；
• Object 表示进行注解的对象类型，可以是节点“BU_”、报文“BO_”、消息”SG_”；
• MessageId/NodeName 表示进行注解的对象，若前面的对象类型是信号或者报文，则这里的值应为报文的ID（10进制数表示）；若前面的对象类型为节点，则这里的值应为节点的名字；
• Comment 表示进行注解的文本信息；
• 如示例中的 CM_ SG_ 996 HUD_HeightLv “Control hud height level”;
• 表示对ID为996（0x3E4）这条报文下的名为”HUD_HeightLv ”的信号进行注解说明，说明的内容为“Control hud height level”。
• 又如 CM_ BU_ HUD “Head Up Display“;表示对HUD这个节点进行注解说明，说明的内容为” Head Up Display “。
• 注释以 “” 包围，注释内部不允许出现“号。

特征（属性）的结构（BA_DEF_ BA_DEF_DEF_ BA_）

和特征相关的Tag一共有三条：

报文/信号/节点等的属性定义（BA_DEF_）

特征名称类型定义。格式如下：
BA_DEF_ ObjectAttributeNameValueTypeMin Max;

解释：

• BA_DEF 标签
• Object 特征类型，可以是BU_（节点特征定义）、BO_（报文特征定义）、SG_（信号特征定义）、空格（项目特征定义）；
• AttributeName 特征名称（C语言变量格式）
• ValueType 特征值类型（只能是十进制、十六进制、浮点数、枚举、字符5种类型）
• Min Max 数值类型这里出现范围，枚举类型这里是枚举值，字符类型，这里是空。

报文/信号/节点等的属性初始值定义（BA_DEF_DEF_）

特征默认值定义。格式如下：
BA_DEF_DEF_ AttributeNameDefaultValue;

解释：

• BA_DEF_DEF_ 标签
• AttributeName 特征名称（C语言变量格式）
• DefaultValue 该特征的默认设置值

报文/信号/节点等的属性设置值定义（BA_）

特征项目设置值定义，格式如下：
BA_ AttributeName projectValue;

解释：

• BA_ 标签
• AttributeName 特征名称（C语言变量格式）
• projectValue 该特征的设置值

举例：
BA_DEF_ BO_ “GenMsgCycleTime” INT 0 65535;
BA_DEF_DEF_ “GenMsgCycleTime” 2200;
BA_ “GenMsgCycleTime” BO_ 400 100;
表示对定义了一个针对消息类型的特征，特征名为”GenMsgCycleTime”，特征值是整型数据，取值范围在0到65535之间；
默认值为2200；
项目设置值 CAN ID ==400的消息的该特征值设置为100

在DBCView4.3里面是把BA_DEF_ 和 BA_DEF_DEF_合并在一起了，用了特征视图来管理，如下图。

然后把 特征项目设置值定义 BA_ AttributeName projectValue; 和元素合并在一起了。

数值表的结构（VAL_）

格式如下：
VAL_ MessageId SignalName N “DefineN” …… 0 “Define0”;

解释：

• VAL_ 为关键字，表示数值表定义；
• MessageId 表示该信号所属的报文ID（10进制数表示）；
• SignalName 表示信号名；
• N “DefineN” …… 0 “Define0” 表示定义的数值表内容，即该信号的有效值分别用什么符号表示 。
• 如示例中的 VAL_ 996 HUD_OffSt 1 “Active” 0 “Not Active”;
• 表示对ID为996（0x3E4）的这条报文下的，一个命名为”HUD_OffSt”的信号，进行其数值表的定义；
• 用”Active”取代1；用”Not Active”取代0。只有自然数类型的信号才可以使用数值表表示。

信号的值的表示方法有两种：
1） 物理值=原始值*因子+偏移量；（常规表示，前面有提到）
2） 数字表，用来表示逻辑值；

全局信号值表（用来对信号值解码）的结构（VAL_TABLE_）

格式如下：
VAL_TABLE_ value_table_namevalue_table_value “value_description” … 0 “value_description”;

描述：
a）一个value table中以“空格”分隔；
b）value_table_name表示value table的名称， 命名必须满足“符号字符串”要求;
c） value_table_value表示value table的值，十进制表示;
d） value_description表示value table的值描述;
e）当一个value table存在多个值描述时，以（value_table_value “value_description”）的形式接着追加，value table内的两个值描述以“空格”分隔;
f）完成一个value table定义，需以“分号；”结尾；
g）多个value table需要换行。

VAL_TABLE_ ESC_QDCFRS 1 ”ERROR“ 0 ”NO_ERROR“ ;
VAL_TABLE_ ESC_BrakeTempTooHigh 1 ”ABNORMAL“ 0 ”NORMAL“ ;
VAL_TABLE_ ESC_DTC_Active 1 ”ACTIVE“ 0 ”INACTIVE“ ;
VAL_TABLE_ ESC_Vehiclestandstill 3 ”RESERVED“ 2 ”INVALID“ 1 ”STANDSTILL“ 0 ”NOT_STANDSTILL“ ;