CN104753850A - 总线应用协议分析方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种总线应用协议分析方法，应用于一总线分析设备，该总线分析设备连接在车载多媒体娱乐系统主机与车载总线网络之间，可转发与屏蔽车载多媒体娱乐系统主机与车载总线网络之间的通讯数据，控制车载多媒体娱乐系统主机与车载总线网络通讯。本发明的总线应用协议分析方法可准确、快速地把原车多媒体娱乐系统主机的总线协议分析出来，并生成一标准格式的总线应用层协议。当需要开发改装多媒体娱乐系统主机，以替换原车多媒体娱乐系统主机的时候，就可以根据该总线应用层协议开发总线功能，做到兼容原车多媒体娱乐系统主机的所有总线功能的目的。

Description

总线应用协议分析方法
技术领域
本发明涉及车载总线应用协议分析方法。 
背景技术
随着车载总线技术的应用越来越广泛，原车多媒体娱乐系统主机的总线功能越来越多，总线协议也越来越复杂，差异性也越来越多。而原车多媒体娱乐系统主机需要兼容多种总线协议，就需要找出不同协议间的差异性的地方。但在车载总线应用层协议分析这一块一直都是空白的，也没有相关的工具使用，而一般的总线分析仪还远远不能满足协议分析的工作。 
发明内容
本发明的目的在于提供一种结构巧妙、组装和拆卸容易的总线应用协议分析方法。 
一种总线应用协议分析方法，其应用于一总线分析设备。该总线分析设备连接在车载多媒体娱乐系统主机与车载总线网络之间，可转发与屏蔽车载多媒体娱乐系统主机与车载总线网络之间的通讯数据，控制车载多媒体娱乐系统主机与车载总线网络通讯。所述总线应用协议分析方法包括以下步骤： 
步骤一，所述车载多媒体娱乐系统主机启动完成后，在不触动车辆上任何的功能操作的前提下，接收并转发从车载多媒体娱乐系统主机和车载总线网络接收到的总线消息帧，并记录这些总线消息帧，同时还将首次接收到的总线消息帧静态不变的数据段内容以bit为单位标记为第一监控结果； 
步骤二，操作一次所述车载多媒体娱乐系统主机的至少一个总线功能，每操作一个总线功能，所述总线分析设备在接收到一帧总线消息帧时都会判断第一监控结果中是否有相同ID的总线消息帧，如果有，比较本次接收到的总线消息帧与第一监控结果中具有相同ID的总线消息帧的数据段内容是否不同，如果不同，将本次接收到的消息帧标记为第二监控结果；如果第一监控结果中没有和本此接收到的消息帧相同的消息帧，则将本次接收到的消息帧也标记为第二监控结果；以及
步骤三，逐一对第二监控结果中的总线消息帧的数据段内容进行屏蔽，每使能一条总线消息帧数据段内容的屏蔽功能，则操作一次所述车载多媒体娱乐系统主机的所有总线功能，当检测到有总线功能操作失效时，则判断当前屏蔽的总线消息帧为实现该操作失效的总线功能，输出和保存一与所述当前屏蔽的总线消息帧对应的初级总线协议。所述初级总线协议包括总线消息帧ID、该总线消息帧的发送方、该总线消息帧对应的总线功能，总线消息帧的长度以及对应数据段内容的位置和范围。
一实施例的步骤一中，所述总线分析设备根据接收到的总线消息帧的ID和数据段内容识别是否为首次接收到的总线消息帧静态不变的数据段内容；具体的，所述总线分析设备每接收到一帧总线消息帧，判断记录的总线消息帧中是否有相同ID的总线消息帧，如果有，则比较本次接收的总线帧与首次接收到的总线消息帧记录中有相同ID的总线消息帧的数据段内容，以bit为单位把相同的数据段标记为第一监控结果，把不相同的数据段从第一监控结果排除出来，如果没有，则记录为首次接收到的总线消息帧。 
优选的，步骤一中，所述总线分析设备仅记录所述车载多媒体娱乐系统主机启动完成后，在不触动车上任何的功能的前提下，开始算起8至20秒内所述总线分析设备接收到的总线消息帧。 
进一步的，所述初级总线协议还包括最低有效位和最高有效位，以及总线分析设备接收该总线消息帧的通道。 
所述的总线应用协议分析方法在得到所述初级总线协议后还执行以下步骤：步骤四，逐一修改每一条所述初级总线协议所对应的总线消息帧中对应总线信号位置的值，然后将修改后的总线消息帧发送给车载多媒体娱乐系统主机或车载总线网络，根据所触发的总线功能确定所述被修改的值所对应的意义，生成最终总线协议并输出和保存；所述最终总线协议包括对应的初级总线的协议以及其总线信号的意义。 
本发明的总线应用协议分析方法可准确、快速地把原车多媒体娱乐系统主机的总线协议分析出来，并生成一标准格式的总线应用层协议。当需要开发改装多媒体娱乐系统主机，以替换原车多媒体娱乐系统主机的时候，就可以根据该总线应用层协议开发总线功能，做到兼容原车多媒体娱乐系统主机的所有总线功能的目的。 
具体实施方式
下面将结合具体实施例对本发明总线应用协议分析方法作进一步详细描述。 
本发明的总线应用协议分析方法应用于一总线分析设备，该总线分析设备主要包括一总线分析仪以及通过USB接口与总线分析仪相连的外接计算机设备。该总线分析仪可包括单片机或微处理器，以及与该单片机或微处理器相连的多种两通道收发器，例如HSCAN两通道收发器、LSCAN两通道收发器、SWCAN两通道收发器、LIN两通道收发器等。该总线分析仪还可包括信息输出设备，例如指示用或报警用的LED灯、输出信息用的显示器等。 
车载多媒体娱乐系统主机和汽车的车载总线网络可分别连接每个两通道收发器的一个接口，以利用总线分析设备转发自己发给对方的总线消息。也即，所有车载多媒体娱乐系统主机发给汽车的车载总线网络的总线消息都需要经过总线分析设备转发，反之汽车的车载总线网络发给车载多媒体娱乐系统主机的总线消息也要通过总线分析设备转发。 
本实施例中，该总线分析仪可被设置为三种工作模式：过滤模式、监控模式、屏蔽模式和修改模式。 
下面，具体描述本发明总线应用协议分析方法的操作步骤： 
步骤一，启动车载多媒体娱乐系统主机后，通过外接计算机设备启动总线分析仪的过滤模式，，在不触动车辆上任何的功能操作的前提下，使该过滤模式持续8至20秒。在过滤模式下，总线分析仪转发并记录所有接收到的总线消息帧，同时要将首次接收到的总线消息帧静态不变的数据段内容以bit为单位标记为第一监控结果。其中，总线分析设备是根据接收到的总线消息帧的ID和数据段内容识别是否为首次接收到的总线消息帧静态不变的数据段内容：每接收到一帧总线消息帧，则判断该总线消息帧ID是否已经存在在记录中，如果已经存在，则比较本次接收的总线帧与之前接收到的总线消息帧记录中有相同ID的总线消息帧的数据段内容，以bit为单位把相同的数据段标记为第一监控结果，把不相同的数据段从第一监控结果排除出来。如果该总线消息帧ID没有存在在记录中，则将本次接收到的总线消息帧记录为首次接收到的总线消息帧。该步骤的目的是得到车载多媒体娱乐系统主机启动后与车载总线网络之间发生的有效总线消息。因为实车总线网络中是会存在有很多常态变化的消息内容，所以这个步骤就是为了把常态变化的过滤掉。
步骤二，通过外接计算机设备启动总线分析仪的监控模式，然后操作一次车载多媒体娱乐系统主机的所有总线功能，例如倒车使车载多媒体娱乐系统主机的显示器进入摄像头界面，设置仪表盘的时间显示等。每操作一个总线功能，总线分析仪转发所有接收到的总线消息帧，同时每当接收到一帧总线消息帧，就通过总线消息帧的ID，索引第一监控结果中的总线消息帧内容记录，判断第一监控结果中是否有相同ID的总线消息帧，如果有，比较本次接收到的总线消息帧与第一监控结果中具有相同ID的总线消息帧的数据段内容是否不同，如果不同，将本次接收到的消息帧标记为第二监控结果。如果第一监控结果中没有和本地接收到的消息帧相同的消息帧，则将本次接收到的消息帧也标记为第二监控结果。也即，将本次接收到的总线消息帧中具有与第一监控结果中具有相同ID但不同的数据段内容的总线消息帧标记为第二监控结果，并输出给外接计算机设备。其中，数据段内容的比对是以bit为单位进行对比，需要把所有对比出不一样的bit都标记下来。如此，可获得车载多媒体娱乐系统主机在某个总线功能在正常运行时所涉及到的所有总线消息帧和数据段内容。 
步骤三，启动总线分析仪的屏蔽模式，轮流启动对第二监控结果中总线消息帧的屏蔽功能，当某条总线消息帧被屏蔽后，总线分析仪将不再转发该条总线消息帧，则对应的总线功能将失效。因此，每使能一条总线消息帧的屏蔽功能，则操作一次车载多媒体娱乐系统主机的所有总线功能，当检测到有总线功能操作失效时，则判断当前屏蔽的总线消息帧为实现该操作失效的总线功能，输出和保存一与当前屏蔽的总线消息帧对应的初级总线协议。 
其中，初级总线协议可包括总线消息帧ID、该总线消息帧的发送方、该总线消息帧对应的总线功能以及总线消息帧的长度。还可以包括最低有效位和最高有效位，以及总线分析设备接收该总线消息帧的通道。格式可如下表所示。其中Msg ID为总线消息帧ID，Transmitter为消息发送方，Signal Name为总线消息名称，也为总线功能，Channel为通道名，Length为总线消息长度，Lsb为最低有效位，Msb为最高有效位。 
Msg ID Transmitter Signal Name Channel Length Lsb Msb
0x1FF 车载网络 倒车指令 HSCAN_1 8 1 1
步骤四，逐一修改每一条初级总线协议所对应的总线消息帧中对应总线信号位置的值，然后将修改后的总线消息帧发送给车载多媒体娱乐系统主机或车载总线网络，根据所触发的总线功能确定被修改的值所对应的意义。例如，在不进行实车倒车的情况下，通过改变总线消息帧的值，来让车载多媒体娱乐系统主机进入和退出倒车界面，以确定对应总线信号的意义。确定后，生成最终总线协议并输出和保存。最终总线协议包括对应的初级总线的协议以及其总线信号的意义。其格式可如下表所示。其中Value为所确定的总线信号的意义。可以理解的，在屏蔽和修改模式下，总线分析仪可根据外接计算机设备的指令确定要屏蔽和修改的具体总线消息帧。 
该最终总线协议的意义在于，汽车改装市场上开发一款改装多媒体娱乐系统主机，以替换原车多媒体娱乐系统主机的时候，就可以根据该总线协议开发总线功能，做到兼容原车多媒体娱乐系统主机的所有总线功能。该分析方法可自动运行，可准确、快速地把原车多媒体娱乐系统主机的总线协议分析出来，并生成一标准格式的总线应用层协议。 
虽然对本发明的描述是结合以上具体实施例进行的，但是，熟悉本技术领域的人员能够根据上述的内容进行许多替换、修改和变化、是显而易见的。因此，所有这样的替代、改进和变化都包括在附后的权利要求的精神和范围内。 

Claims (5)

1.一种总线应用协议分析方法，其特征在于，应用于一总线分析设备，该总线分析设备连接在车载多媒体娱乐系统主机与车载总线网络之间，可转发与屏蔽车载多媒体娱乐系统主机与车载总线网络之间的通讯数据，控制车载多媒体娱乐系统主机与车载总线网络通讯；所述总线应用协议分析方法包括以下步骤：
步骤一，所述车载多媒体娱乐系统主机启动完成后，在不触动车辆上任何的功能操作的前提下，接收并转发从车载多媒体娱乐系统主机和车载总线网络接收到的总线消息帧，并记录这些总线消息帧，同时还将首次接收到的总线消息帧静态不变的数据段内容以bit为单位标记为第一监控结果； 
步骤二，操作一次所述车载多媒体娱乐系统主机的至少一个总线功能，每操作一个总线功能，所述总线分析设备在接收到一帧总线消息帧时都会判断第一监控结果中是否有相同ID的总线消息帧，如果有，比较本次接收到的总线消息帧与第一监控结果中具有相同ID的总线消息帧的数据段内容是否不同，如果不同，将本次接收到的消息帧标记为第二监控结果；如果第一监控结果中没有和本此接收到的消息帧相同的消息帧，则将本次接收到的消息帧也标记为第二监控结果；
步骤三，逐一对第二监控结果中的总线消息帧的数据段内容进行屏蔽，每使能一条总线消息帧数据段内容的屏蔽功能，则操作一次所述车载多媒体娱乐系统主机的所有总线功能，当检测到有总线功能操作失效时，则判断当前屏蔽的总线消息帧为实现该操作失效的总线功能，输出和保存一与所述当前屏蔽的总线消息帧对应的初级总线协议；
所述初级总线协议包括总线消息帧ID、该总线消息帧的发送方、该总线消息帧对应的总线功能，总线消息帧的长度以及对应数据段内容的位置和范围。
2.根据权利要求1所述的总线应用协议分析方法，其特征在于，步骤一中，所述总线分析设备根据接收到的总线消息帧的ID和数据段内容识别是否为首次接收到的总线消息帧静态不变的数据段内容；具体的，所述总线分析设备每接收到一帧总线消息帧，判断记录的总线消息帧中是否有相同ID的总线消息帧，如果有，则比较本次接收的总线帧与首次接收到的总线消息帧记录中有相同ID的总线消息帧的数据段内容，以bit为单位把相同的数据段标记为第一监控结果，把不相同的数据段从第一监控结果排除出来，如果没有，则记录为首次接收到的总线消息帧。
3.根据权利要求2所述的总线应用协议分析方法，其特征在于，步骤一中，所述总线分析设备仅记录所述车载多媒体娱乐系统主机启动完成后，在不触动车上任何的功能的前提下，开始算起8至20秒内所述总线分析设备接收到的总线消息帧。
4.根据权利要求1所述的总线应用协议分析方法，其特征在于，所述初级总线协议还包括最低有效位和最高有效位，以及总线分析设备接收该总线消息帧的通道。
5. 根据权利要求1所述的总线应用协议分析方法，其特征在于，在得到所述初级总线协议后还执行以下步骤：
步骤四，逐一修改每一条所述初级总线协议所对应的总线消息帧中对应总线信号位置的值，然后将修改后的总线消息帧发送给车载多媒体娱乐系统主机或车载总线网络，根据所触发的总线功能确定所述被修改的值所对应的意义，生成最终总线协议并输出和保存；所述最终总线协议包括对应的初级总线的协议以及其总线信号的意义。
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