CANoe总线开发测试工具学习帖(20190329-201904)
【说明】：本贴主要为自己学习而总结。根据上海理工大学景传奇师兄的材料所总结，在此深表感谢。希望和大家一起学习，编辑仓促，内容有误，欢迎拍砖~同时如师兄所说，学习一款软件最好的教程最好不过是Help文档。
【一、CANoe学习方法&CANoe简介】
<入 门>：找视频学习——下好软件，跟着视频做一遍（B站上有），熟悉软件界面。
<理 解>：找培训文档——重点是CANoe三大编辑工具软件：数据库编辑器（CANdb++ Editor）、面板设计（Panel Designer）和CAPL浏览器（CAPL Browser）。另外官网的许多材料可以下载来，一般是英文的。
<自 学>：遇到不明白的地方，按F1查看Help文档。
<实 战>：自己设计一个基于CAN网络的监测、控制系统，全仿真也行（以下我以自己设计的直线倒立摆控制系统作为介绍）。研究在单片机上（如STM32Fx系列），实现CAN总线的报文通信，重点要自己规划设计CAN网络的通信报文（ID、DLC、Data）。
【CANoe(CAN Open Environment)简介】
CANoe是德国Vector软件公司（官网网址）的产品，这公司做各种总线、分布式系统的分析、仿真、测试软件，结合着卖各种硬件接口卡之类的，Vector公司的软件往往需要插上接口卡后一些功能才能用，所以这软件基本只有汽车行业人才接触到。Vector公司对CANoe的定位是：针对汽车行业，适用多种总线（CAN、FlexRay、LIN）为基础的ECUs、全网络或分布式系统的测试、仿真、诊断和分析。 Verctor也有其他总线开发测试软件，比如CANalyzer（CANoe功能子集）。
对CANoe，有PRO、PEX、RUN三个版本，注意别装成Demo版，不支持中文，CANoe最新版本Version 11.0，推荐10.0版本，新版本加强了对硬件卡的要求。CANoe也是向上兼容，新版本也能打开6、7版本工程文件。
- 四大功能（部分）：分析(Analysis)、仿真(Simulation)、测试(Test)、诊断(Diagnostics)
分析：显示、解析、记录、回放
仿真：作为虚拟节点来参与总线通信，作用和真实节点相同
硬件接口卡+
/VN56系列 /VN76系列(FlexRay)
Piggy收发器
提供了丰富的DLL库（IL信号交互层、NW网络管理、TP传输层）以及信号发生器Signal Generator、Signal Server，来模拟实现ECU的各种各样发送报文行为。
| 硬件（系列）名 | 功能 |
|---|---|
| VN16系列 | 属于硬件接口卡，CAN/LIN网络 |
| VN26系列 | 属于硬件接口卡，MOST网络 |
| VN56系列 | 属于硬件接口卡，Etheren/CANt网络 |
| VN76系列 | 属于硬件接口卡，FlexRay网络 |
| VN8900 | 单机模块，内置了i7处理器 |
图1-实验室使用的双通道接口卡
【二、软件界面及重要操作】
CANoe是标准的Windows窗口风格，有菜单栏（Ribbon风格）、窗口、桌面、状态栏。基本上CANoe的每个重要的功能就对应一个菜单栏的一个选项。
1.文件(File)栏
<介 绍>：该栏下有保存、另存为、打开、最近使用、新建、全局配置、帮助、示例配置、选项、支持、退出 11个选项，其中常用操作如高亮所标记。CANoe每次打开会默认加载上一次的工程。CANoe在Sample Configuration中提供了许多Demo示例，可以看看。
图2-新建模板（单通道500Kbps）
<操 作 >：
New 主要用于新建各种协议的模板。如图2所示。
新建CANoe工程（.cfg）： File -> New -> 选择模板 。如图2所示
Options 用于软件运行的默认设置、用户偏好设置、拓展设置（Matlab、LabVIEW）等。如图3所示。
测量通道配置： File -> Options -> Measurement -> General -> 选择通道数目
历史数据保存设置： File -> Options -> Measurement -> Data History -> 选择临时数据缓存大小
图3-软件选项配置
2. 硬件(Hardware)栏
<介 绍>：如图4，该栏有4块，功能如下，真实总线测试主要用到1，
（1）Channels： 包括前面选项设置里的通道数目设置，软硬件通道映射（激活），接口卡配置。
（2）VT System：VT板块配置
（3）Sensors：提供传感器与ECUs之间的分析、仿真、测试功能。
（4）I/O-Hardware：Vector I/O接口设备、GPS接口、摄像头接口、其他硬件。
图4-Hardware选项栏
<操 作>：
Network Hardware CAN通道设置（CAN/CAN FD协议选择），设置波特率、采样点设置
关联软硬件通道： Hardware -> Network Hardware -> Driver -> 如图5操作，则将硬件的高速口与CAN1通道关联
图5-完成接口卡关联
3.主页(Home)栏
<介 绍>：主页栏主要涉及仿真/测试的控制、设置共3块，如图6所示，12个选项对应作用如下，都很实用：
（1）Start/Stop： 仿真-测试开始/停止
（2）Step：步进；Break：暂停；Animate：离线回放。
（3）时间步进值。
（4）在线/离线模式 切换。
（5）仿真总线/真实总线 切换。
（6）单机模式（针对VN8900等单机模块）。
（7）数据显示进制格式切换。
（8）窗口同步，比如你在图形窗口抓一个数据，按下该选项，对应在Trace窗口中该数据也会显示出来。
（9）信息输出窗口（该窗口既是系统报告窗口，我们在CAPL编程时可以把其当成printf()来使用）
（10）面板配置或新增面板窗口
（11）收藏的窗口所在的地方
图6-主页栏
4.分析(Analysis) 栏
<介 绍>：分析栏很重要，报文行为观察就是在这，也一共有3块，如图7所示，Configuration主要为测量设置，Bus Analysis则可以提供列表式、窗口化及统计性的信息，最后一块和拓展硬件有关，暂不用了解，其中1、5、6、7、9刚开始接触比较多：
（1）测量设置 ，包括插入过滤器、数据记录配置、插入CAPL节点或分析窗口。
（2）离线模式配置
（3）过滤器
（4）数据记录模块
（5）跟踪窗口，按时间列表式地实时显示总线报文情况，
（6）图形曲线窗口
（7）数据窗口
（8）状态跟踪器
（9）数据统计窗口
（10）GPS轨迹、视频配置、示波器配置，均需结合硬件。
图7-分析栏
<操 作>：
Measurement Setup 基本功能如图8，都有用。其中插入过滤器可以是针对总线通道、事件或变量，而插入CAPL节点，就是利用编程来过滤数据，其他还有插入触发等。
数据源切换： 实时数据/历史数据（.blf），也就是离线/在线模式切换。
数据记录设置： 如图9所示。
Tips：选中相应模块前面的蓝色块块，按下空格键，来激活/屏蔽相关模块~~~
图8-测量设置窗口
Logging 激活记录模块、触发设置、插入新的记录模块、记录文件配置（文件存储路径、存储文件格式、数据覆盖勾选等）
图9-记录设置选项
Trace 跟踪窗口会按时间显示报文信息，窗口子选项栏选项功能大部分如图10所示。窗口有很多小技巧：比如使用Marker标记重要报文，按ID等设置显示报文。
图10-Trace窗口编辑
Graphics 窗口选项主要用于设置信号/变量的曲线图形显示的方式，基本操作如图11所示。
图11-Graphics窗口编辑
Data 数据显示窗口，用于显示信号/变量的值（单位）、原始值、柱状显示。操作也是右击添加要显示的信号或变量。
Statistics 查看总线负载率、数据帧速率等。
Tips 信号互相拖动，比如可以从Trace窗口选中信号，左键直接拖入Data、Graphic、State Tracker等，Data、Graphic、State Tracker三个窗口也可以互相拖动信号。挺方便的~~~
5. 仿真(Simulation) 栏
<介 绍>：如图12，最重要的是Simulation Setuup选项，是添加仿真节点或一些功能模块的地方，2与DBC Node的IL属性相关，3是报文发生器，4为自动测试序列。
图12-Simulation栏
<操 作>：
Simulation Setuup 添加仿真节点/功能模块，整个窗口的基本操作如图13所示，需要提示的是利用数据库（.dbc）进行仿真是很实用的（将所用的信号、报文、变量、节点都建好，用到则直接调用）
图13-编辑Simulation Setup窗口
向总线发送特定信号（正弦、阶梯、周期等特点）： 利用上面的IG模块（交互发生器）便可以实现，如图14所示。
图14-配置IG模块
3. 测试(Test)
诊断(Diagnostics)
环境(Environment)
硬件(Hardware)
软件通道与硬件通道的映射
主页(Home)栏
工具(Tools)
输出(Layout)
- 新建工程
- 软件通道关联硬件通道
三大件（工具链或叫编辑环境）:DBC编辑器、CAPL编程浏览器、面板设计
节点、ECU、报文、信号、系统变量、环境变量的关系与区别
报文（Message）概念与现实中的一样，节点发送的便是报文；信号（Signal）是对划分封装在报文数据场中数据的称呼，
CANoe中报文值转换
真实值(Phys)=报文值(Raw Value)×比例因子(Factor)+偏移值(Offset)
环境变量与系统变量的区别：环境变量是节点的I/O信号，典型用在真实I/O或面板，面板设计时关联的便是环境变量；系统变量是节点内部参数，比如 系统变量a = 报文1.信号1 － 报文2.信号2
【扩展】
CANoe的高级用法（需要结合实际的项目），分为以下几个方面：
-汽车网络总线（CAN、LIN、FlexRay、Ethernet等）的诊断——基于UDS协议
-汽车控制器标定，例如常见的TCU、VCU标定——基于CCP/XCP协议，可以结合CANape软件使用
-自动驾驶ADAS测试
-汽车网络的设计仿真——对应OEM在V字模型的规划设计，制定Spec阶段
-CAPL程序设计（.can/.cin文件），支持诊断、网络管理、ECU标定等
-对于外部程序的接口支持，常见的有Matlab、LabVIEW
-对于底层库（.dll）和脚本文件的支持（.xml）——用于建立测试用例（TFS）
【CANoe综合项目学习】
一、需求分析，网络规划，报文设计（根据实际项目）
二、新建CANoe配置模板(CANoe)
三、新建dbc数据库(CANdb++ Editor)
四、在仿真设置中导入数据库(Simulation Setup)
五、新建面板(Panel Designer)
六、仿真节点编程，实现功能(CAPL)
七、运行仿真
注：这里使用我自己的一个小项目来做学习，项目详细资料：
此外CANoe中的Easy Demo也可以打开对照看看，大同小异
- 需求分析和网络规划
- 新建CANoe配置模板
- 新建dbc数据库
报文•信号（一个报文可以携带多个信号）定义
环境变量
面板上的控件就是根据数据库中环境变量、报文•信号来显示，用CAPL编程进行关联
新建数据库；新建信号 - 导入Simulation Setup
- 新建面板
- 仿真功能
- 运行仿真
由于CAN本身就是基于事件触发的通信机制，所以CAPL它也是面向事件的。
图-9针CAN接口的定义
【专业名词集】
| 名词 | 解释 |
|---|---|
| License | 不同一般的密钥许可的证书形式，Vector公司把软件许可烧在接口卡等硬件上 |
| Piggy | 各种总线收发器的昵称(CANPiggy1040等) |
| ECU | (Electronic Control Unit)电子控制单元，一般为嵌入式设计，一般小型车单元数目<100 |
| DLC | – |
| OEM | (Original Entrusted Manufacture)代工厂商的英文缩写 |
| DLL | (Dynamic Link Library)动态链接库文件，标准化的，提高软件复用性 |