深入理解DBC文件：汽车行业的数据通信蓝图

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  在汽车行业，确保不同电子控制单元（ECU）之间的顺畅通信是至关重要的。为了实现这一点，行业标准化了一种称为DBC（Database CAN）文件的格式，它作为一种通信网络中消息和信号的描述文件，使得汽车系统间的通信更加高效、明确。本文将深入探讨DBC文件的结构和应用，同时提供一个示例并详细解释各个字段的含义。

一、DBC文件简介

  DBC文件是一种文本文件，用于定义和描述控制器局域网络（CAN）总线上的数据通信。它不仅包括消息的ID，还详细描述了每个消息内部的信号，如信号的名称、大小、缩放系数、偏移量、单位、接收者等信息。通过这种方式，DBC文件为软件开发人员、系统工程师和测试人员提供了一种共享和理解CAN总线上数据通信方式的方法。

——DBC文件的常见应用场景：

• 自动代码生成：从DBC文件自动生成源代码，用于实现ECU软件的发送和接收CAN消息。
• 系统测试和验证：利用DBC文件，测试工具可以解析CAN消息，对系统进行模拟和测试。
• 车辆诊断：为诊断工具提供必要的信息，以解释车辆的诊断数据。

——DBC文件的关键组成部分：

• 消息（Message）：每条消息都有一个唯一的标识符（ID）和名称，它包含了多个信号。
• 信号（Signal）：消息中的数据单元，定义了如何从消息数据中解析出具体的值。每个信号包括名称、位宽、缩放系数、偏移量、范围、单位等信息。
• 属性（Attribute）：为消息或信号定义额外的元数据，如注释或物理单位。
• 值表（Value Table）：为信号的原始值定义了具体的含义或描述。

二、DBC文件格式详解

  为了更好地理解DBC文件的结构和内容，下面通过一个简单的示例来说明：

VERSION "v00.03.00_00"

NS_ :
        NS_DESC_
        CM_
        BA_DEF_
        BA_
        VAL_
        CAT_DEF_
        CAT_
        FILTER_
        BA_DEF_DEF_
        EV_DATA_
        ENVVAR_DATA_
        SGTYPE_
        SGTYPE_VAL_
        BA_DEF_SGTYPE_
        BA_SGTYPE_
        SIG_TYPE_REF_
        VAL_TABLE_
        SIG_GROUP_
        SIG_VALTYPE_
        SIGTYPE_VALTYPE_
        BO_TX_BU_
        BA_DEF_REL_
        BA_REL_
        BA_DEF_DEF_REL_
        BU_SG_REL_
        BU_EV_REL_
        BU_BO_REL_
        SG_MUL_VAL_

BS_:

BU_: ECU1 BMS CCU ECCU HVCS HVDI LBM PEU_F PEU_R VCU

        
BO_ 268 ECU1_03: 8 ECU1
 SG_ Body_ActvSftyBltReq : 42|3@0+ (1,0) [0|7] "" Vector__XXX
 SG_ CGW_03_CRC : 7|8@0+ (1,0) [0|255] "" PEU_F,PEU_R,VCU
 SG_ CGW_03_MsgCntr : 15|4@0+ (1,0) [0|15] "" PEU_F,PEU_R,VCU
 SG_ ComfEna_ASIL : 17|2@0+ (1,0) [0|3] "" LBM,PEU_F,PEU_R
 
 
BA_DEF_ "Baudrate" INT 0 1000000;
BA_DEF_ "BusType" STRING;
BA_DEF_ BO_ "CANFD_BRS" ENUM "0","1";
BA_DEF_ "DBName" STRING;
BA_DEF_ BO_ "DiagRequest" ENUM "no","yes";
BA_DEF_ BO_ "DiagResponse" ENUM "no","yes";

BA_DEF_DEF_  "Baudrate" 500000;
BA_DEF_DEF_  "BusType" "";
BA_DEF_DEF_  "CANFD_BRS" "0";

  一般DBC文件中包含了如下的8种信息：

2.1 版本与新符号

  VERSION：指定了DBC文件的版本（内容可以为空也可以由用户自定义）。

  NS__：New symbol，其主要作用是定义在该DBC文件中使用的额外符号或关键字。这些定义可以帮助解释器或相关工具更好地理解在DBC文件中可能使用到的特定功能或特性（创建dbc文件时自动生成，一般保持默认即可）。

  在DBC格式中，每个部分都以特定的关键字开始，这些关键字使得文件的结构化内容易于被阅读和解析。NS_段紧跟在版本声明(VERSION)之后，是一种扩展机制，允许在DBC文件中引入新的关键字，而不影响旧版本的兼容性或解析器的基本解析功能。通过NS_段的定义，DBC文件的解析器可以知道哪些是期望的关键字，从而正确地解析文件内容。这对于确保DBC文件的兼容性和扩展性至关重要，特别是在复杂的车辆网络系统中，不同版本和不同制造商间的兼容性是一个重要考量。

2.2 波特率定义

  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，但关键字”BS_:”必须存在，省略则会出错。

Tip📌：通常该行会保持为空，因为波特率配置往往在CAN控制器中设置

2.3 网络节点的定义

  BU_: Nodename1 Nodename2 Nodename3 ……

Tip📌：要注意Nodename的唯一性

2.4 报文帧的定义（消息 - Message）

  BO_ MessageId（10进制数表示） MessageName: MessageSize Transmitter

  BO_ ：关键字，表示报文；
  MessageId ：报文ID，是以10进制数表示的；
  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 ：发送该报文的网络节点。

——举例如下：

BO_ 268 ECU1_03: 8 ECU1
// 表示由ECU1节点发出的 msg_id = 268，报文名为ECU1_03，数据长度为8字节的报文

2.5 信号的定义

  SG_ SignalName (SigTypeDefinition) : StartBit|SignalSize@ByteOrder ValueType (Factor,Offset) [Min|Max] Unit Receiver

——Motorola格式和Inter格式？（实际上就是字节序的大端模式和小端模式）

  DBC文件中，信号的定义包括了信号的格式，其中“0”表示Motorola（Big Endian）格式，“1”表示Intel（Little Endian）格式。这两种格式指的是在多字节数据中字节的排列顺序。

• Motorola格式（Big Endian）：当以人类阅读的方式（从左到右）查看数据时，数字的表示与我们通常书写的方式一致。例如，0x1234在内存中将被存储为0x12 0x34（主要用于网络协议中，汽车制造商中较为常见）。

• Intel格式（Little Endian）：0x1234在内存中将被存储为0x34 0x12（多数现代PC架构采用这种格式，包括x86和x86-64架构）。

——举例如下：

SG_ CGW_03_CRC : 7|8@0+ (1,0) [0|255] "" PEU_F,PEU_R,VCU
// 表示定义了一个命名为 CGW_03_CRC的普通信号，其起始位是第7位，信号长度8bit；
// 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255；
// 信号无物理单位；
// 该信号接收节点为PEU_F，PEU_R，VCU这三个节点。

2.6 注释部分

  CM_ Object MessageId/NodeName “Comment”

——举例如下：

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"。

2.7 特征属性部分

2.7.1 BA_DEF 特征名称类型定义

  BA_DEF_ Object AttributeName ValueType Min Max;

——举例如下：

BA_DEF_ BO_ "CANFD_BRS" ENUM "0","1";
// 表示CANFD_BRS是一个枚举变量，取值可以为 0和1

2.7.2 BA_DEF_DEF_ 特征默认值定义

  BA_DEF_DEF_ AttributeName DefaultValue;

——举例如下：

BA_DEF_DEF_  "Baudrate" 500000;
// 表示波特率的默认值为500000；

2.7.3 BA_ 特征项目设置值定义

  BA_ AttributeName Object MessageId/NodeName projectValue;

——举例如下：

BA_ "ILUsed" BU_ BGW 1;
// 表示特征名称为ILUsed的网络节点名为BGW的特征设置值为1

2.8 数值表部分

  VAL_ MessageId SignalName N “DefineN” …… 0 “Define0”;

——举例如下：

VAL_ 268 ComfEna_ASIL 3 "Invalid" 2 "Reserved" 1 "Comfort enabled" 0 "Comfort not enabled" ;
// 表示对msgid = 268下的名为ComfEna_ASIL进行数值表定义：
//用"Invalid"取代3，
//用"Reserved"取代2 
//用"Comfort enabled"取代1 
//用"Comfort not enabled"取代0

四、总结

  DBC文件作为定义汽车内部通信的标准，确保了不同供应商和开发团队可以高效地协作，标准化了汽车行业的通信协议，其重要性不言而喻。正确地使用和理解DBC文件对于确保汽车系统的顺畅通信和高效开发至关重要。正确理解和应用DBC文件对于汽车系统集成商和ECU开发人员而言，也是一项重要的技能！！！

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