基于AUTOSAR的CAN通讯介绍
1、信号角度
从信号角度，主要想再说明下：信号在can总线上是电压形式，在软件中是二进制数，这是怎么转换的？信号在软件中是如何变化的？
1.1 数模转换
通过本系列前面文章，我们知道ecu之间通过can总线通讯。从信号转换角度：模拟信号到数字信号，比如接收，如图1所示。
其具体过程为：在can总线上，信号表现为电压形式，其具体值根据iso11898和iso11519标准的定义而来。然后电压信号经过can收发器转换成数字信号，即逻辑电平0和1。
接着这些逻辑电平序列将被ecu硬件单元处理，丢弃或存入寄存器。反之，发送过程其实就是一个数字信号到模拟信号的转换过程。
图1 can总线到ecu的信号转换
这里若需掌握各个环节的细节：
关于can总线特性，可通过iso11898，iso11519系列标准研究总线的电器和物理特性。
关于信号转换实现，可研究can收发器的原理与特性等。
关于寄存器存储，可细读相应的芯片手册，并动手去配置芯片和调试代码。
1.2 信号变化
上述的逻辑电平序列有什么规律？有什么作用？通过前面文章我们知道can协议标准定义了这些逻辑电平序列，使这些数据有了实际意义，其实就是一些数据帧，遥控帧等的信息。
通过配置can硬件单元，比如利用ide的数据就可以决定ecu是否接收某个canid的数据，进而再准确将接收的相应数据存入相应的寄存器，比如ide存入ide相关的寄存器，dlc存入长度相关的寄存器。
当软件通过硬件接口访问相应的寄存器，就可以读取到对应的数据，比如长度，数据等信息。这样软件按照osi参考模型的架构将这些读取的数据以协议数据单元（pdu）格式逐层向上传输，直到将pdu解包成报文通讯协议规定的信号形式，整个过程如下图2所示。
图2 can通讯的信号变化过程 这里若研究各个环节的实现：
关于can帧定义，可细读can协议和iso11898-1标准。
关于寄存器的存储与提取，可研究相应的芯片手册。
关于can通讯架构，可参考osi参考模型，iso17356和autosar文档等。
2、软硬件角度
从软硬件角度，要实现怎么样can通讯功能，就决定了要用怎样的硬件和软件。那么从软件工程师角度，是怎么看硬件？又是怎么看软件的？
2.1 硬件
从软件工程师角度，主要是根据芯片手册，ecu原理图和其他驱动的用户手册来助于对软件的理解，比如了解can的硬件连接，即从总线连接到哪个pin，pin连接到什么收发器，收发器连接到芯片的哪些引脚。或者了解提取寄存器数据，要对芯片进行的哪些配置，怎么配置等。或者更深入地就是硬件特性变化会对软件产生怎样的影响等等。
2.2 软件
从前面文章我们知道，先明确了一个清晰的软件架构，如下图3的中间部分，再从控制流和数据流考虑。若采用一个极其简单的架构，如图3最左侧部分，从寄存器提取完数据，直接给应用层去解析。
但这样的架构显然满足不了软件的安全性，可移植性，可重用性和可扩展性等要求，所以为了满足这些要求，会采用基于osi参考模型的autosar架构，如图3最右侧部分，只允许can driver 访问硬件，向上只对接can interface，与上层的模块通讯均由can interface统一管理，通过pdur路由到更多的上层模块，减少接口等等。
当然前面文章出于内容更易懂且精炼的考虑，采用了图3中间部分的基于osi参考模型的autosar架构的简约版。
图3 can通讯的软件架构，引自[1]
这个软件架构的can通讯控制流如下图4所示。前面文章已经大体上介绍了can发送与接收的控制过程，比如不同模块如何进行数据传输，同一模块中数据传输所需具备的条件。另外也介绍了这些过程所涉及的接收通知，发送，发送确认的相关函数与动作。抽象地讲就是实现一个功能需先要以一定的时序组织不同的模块，然后各个模块要满足各自一定的条件才去采取执行某些活动，最后考虑这些活动如何具体地一步一步实施。
图4
当然通过控制流不难发现，数据流也极其重要。基于osi参考模型，协议数据单元（pdu）在不同的层会有不同的名字，比如数据链路层的pdu叫l-pdu，网络层的pdu叫n-pdu，交互层的pdu叫i-pdu。我们根据这些pdu和其他信息的映射关系，链接关系，就可构建起整个can通讯功能的数据流，类似于图5。
这样使得我们能更好理解autosar配置工具，比如vector或eb工具配置内容的设置和链接关系；也能更深入autosar的can通讯实现原理与方法，比如硬件的访问机制，从l-pdu到n-pdu到i-pdu的映射逻辑等。
图5 pdu的传输，引自[1]
这里若想研究软件的各个模块，可根据iso11898-1， iso17356-4和相关autosar文档。
3、功能视角
功能需求决定了硬件和软件，所以先看软件实现了怎么样的功能，然后再看软件具体是怎样实现的。正如目前文章介绍的只是最常见的can通讯发送与接收功能，没有考虑通讯错误的情况，也没有考虑总线关闭的情况。为了完善can通讯基本功能，也为了强化can通讯功能，下面将大概列举出来，也算是预告下后面文章的内容。
对于can通讯错误的情况，can协议标准定义了一套完成的错误处理机制。比如： 针对总线信号有定义错误帧，下图6所示。
图6 错误帧定义，引自[2]
针对总线通讯单元有定义主动错误，被动错误和总线关闭状态，如图7所示。
图7 单元的错误状态，引自[2]
针对can通讯网络有定义无通讯模式，静默模式，完全通讯模式，如图8所示。
图8 cansm状态机，引自[3]
对于can数据帧数据长度不够的情况，有提出一种更灵活的can数据帧，即canfd。
图9 canfd概念，引自[4]
对于can通讯网络能被唤醒的情况，如下图10所示。
图10 具备唤醒的can网络示意，引自[5]
就先列出这些典型的can通讯功能，通过这些新功能不难发现：为了应对日益增加的功能需求，不管是针对个人还是企业，硬件还是软件，其实都需要不断地进行更新和强化。
到此我们就从3个视角既回顾了can通讯的基本发送与接收功能，也提出了can通讯的新功能，为了让大家更加全面且系统地了解can通讯功能，后面文章将在can发送与接收的主树干上继续生枝发叶。
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1.1 数模转换
通过本系列前面文章，我们知道ecu之间通过can总线通讯。从信号转换角度：模拟信号到数字信号，比如接收，如图1所示。
其具体过程为：在can总线上，信号表现为电压形式，其具体值根据iso11898和iso11519标准的定义而来。然后电压信号经过can收发器转换成数字信号，即逻辑电平0和1。
接着这些逻辑电平序列将被ecu硬件单元处理，丢弃或存入寄存器。反之，发送过程其实就是一个数字信号到模拟信号的转换过程。
图1 can总线到ecu的信号转换
这里若需掌握各个环节的细节：
关于can总线特性，可通过iso11898，iso11519系列标准研究总线的电器和物理特性。
关于信号转换实现，可研究can收发器的原理与特性等。
关于寄存器存储，可细读相应的芯片手册，并动手去配置芯片和调试代码。
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当软件通过硬件接口访问相应的寄存器，就可以读取到对应的数据，比如长度，数据等信息。这样软件按照osi参考模型的架构将这些读取的数据以协议数据单元（pdu）格式逐层向上传输，直到将pdu解包成报文通讯协议规定的信号形式，整个过程如下图2所示。
图2 can通讯的信号变化过程 这里若研究各个环节的实现：
关于can帧定义，可细读can协议和iso11898-1标准。
关于寄存器的存储与提取，可研究相应的芯片手册。
关于can通讯架构，可参考osi参考模型，iso17356和autosar文档等。
2、软硬件角度
从软硬件角度，要实现怎么样can通讯功能，就决定了要用怎样的硬件和软件。那么从软件工程师角度，是怎么看硬件？又是怎么看软件的？
2.1 硬件
从软件工程师角度，主要是根据芯片手册，ecu原理图和其他驱动的用户手册来助于对软件的理解，比如了解can的硬件连接，即从总线连接到哪个pin，pin连接到什么收发器，收发器连接到芯片的哪些引脚。或者了解提取寄存器数据，要对芯片进行的哪些配置，怎么配置等。或者更深入地就是硬件特性变化会对软件产生怎样的影响等等。
2.2 软件
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当然前面文章出于内容更易懂且精炼的考虑，采用了图3中间部分的基于osi参考模型的autosar架构的简约版。
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图8 cansm状态机，引自[3]
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