dSPACE Bus Manager:
CAN/LIN 匯流排模擬與 BSC 技術解析
Bus Manager 讓您設定 CAN/LIN 匯流排通訊,用於模擬、檢視與操控,並封裝為可跨 VEOS、SCALEXIO 與 RTMaps 平台重複使用的 BSC(Bus Simulation Container)。
Bus Manager 讓您針對模擬(Simulation)、檢視(Inspection)、操控(Manipulation)目的設定匯流排通訊,並可將設定結果封裝為 BSC(Bus Simulation Container)——一種可獨立於工具、跨多個 dSPACE 模擬平台重複使用的容器檔。本頁內容整理自 dSPACE 原廠手冊(RLS2024-B)之 Bus Manager Implementation Guide、Tutorial 與 User Interface Reference。
1. Bus Manager 是什麼
Bus Manager 可同時載入多個不同格式的通訊矩陣(Communication Matrix),並同時設定多個通訊叢集的通訊,不需在不同工具或視圖間切換。
支援匯流排
CAN、LIN
矩陣格式
ARXML / FIBEX / DBC / LDF
行為模型
可選;須為 Simulink Implementation Container(SIC)
自動化
ConfigurationDesk Automation Interface(Python)
提示:若手邊沒有通訊矩陣,可修改隨附的 Basic_ComMatrix.arxml 作為 CAN 通訊的起點。
2. 兩種產品型態(變體)
Bus Manager 有兩種變體,差異在於「輸出」與「應用範圍」:
| 變體 | 說明 | 輸出 |
|---|---|---|
| Bus Manager in ConfigurationDesk | 在 ConfigurationDesk 內設定匯流排通訊,直接實作為即時應用,用於 SCALEXIO、MicroAutoBox III、MicroLabBox II,亦可產生 BSC。 | 即時應用 或 BSC |
| Bus Manager (stand-alone) | 獨立版,設定後產生 BSC,再匯入 VEOS(離線模擬)或 ConfigurationDesk(即時應用)。專案可被 ConfigurationDesk 版重複使用。 | BSC |
重點:BSC 是兩種變體之間,以及與 VEOS / ConfigurationDesk / RTMaps 之間的通用交換格式。
3. 四大使用情境
Bus Manager 可對下列四種情境獨立設定(修改其中一種不影響其他),對應 Bus Configuration 中不同的部分(Part):
Simulation 模擬
模擬同叢集或跨匯流排 ECU 通訊,可執行 restbus 模擬。靜態(不需模型)與動態(連接行為模型)皆可,並能於執行期切換。
Inspection 檢視
以叢集/通道為單位觀察通訊,獨立於 ECU 開發階段,實作量少、執行效能佳(同一 PDU 只需設定一次)。
Manipulation 操控
在通訊傳上匯流排前進行操控,測試受測 ECU 對錯誤通訊的反應(可永久或限定次數,用於故障記憶測試)。
Gateway 閘道
CAN Frame Gateway 在叢集間路由 frame(典型為 failure gateway);PDU Gateway(preview)模擬 AUTOSAR gateway ECU。
如何選擇:Simulation vs. Inspection / Manipulation
| 判斷面向 | RX / TX Simulation | Inspection / Manipulation |
|---|---|---|
| 設計 | 類 AUTOSAR COM stack | 簡易 COM stack |
| 聚焦 | 以 ECU 為本 | 以 通訊叢集 為本 |
| 元素多重性 | 每個收/送 ECU 一份實例 | 每叢集僅一份實例 |
| 執行效能 | TX 較佳 / RX 較差 | Inspection 較佳 / Manipulation 較差 |
| 建議 | 需模擬特定 ECU 行為時用(RX)/盡量用(TX) | 盡量用(Inspection)/需限定操控次數時才用(Manipulation) |
4. 使用者介面與元素
下圖為 Bus Manager 介面,粗體標示者為 Bus Manager 專屬元素:
- Buses view set彙整設定匯流排通訊常用的窗格,Home ribbon 亦提供專屬指令。
- Buses Browser新增/瀏覽通訊矩陣,可整體或部分選取後指派給 Bus Configuration。
- 專屬表格(Tables)包含 Bus Configurations、Bus Access Requests、Bus Simulation / Inspection / Manipulation Features。
- Project Manager 專屬節點Communication Matrices 節點與 Generated Containers 資料夾。
5. Bus Configuration Features(匯流排設定功能)
「功能(Feature)」是加在 Bus Configuration 元素上的可設定行為,依元素類型而不同。透過在 Bus Configurations 表對元素「右鍵 → Add Feature」加入。
| 套用對象 | 可用功能(節錄) |
|---|---|
| ISignal | 處理 ISignal 值、Counter Signal、覆寫值(Overwrite)、加上 Offset |
| PDU | 啟用/停用傳送、raw data 存取、控制週期、自訂觸發、SecOC 驗證/失效/Freshness、RX Interrupt 觸發模型函式、J1939 優先權、Multiplexed 選擇 |
| Frame | 存取 CAN Frame 設定、操控 payload 長度、暫停傳送 |
| Communication Controller | 啟用/停用控制器、LIN 喚醒訊號、LIN Schedule Table、J1939 網路管理 |
| Global Time Domain | 控制時間同步時序、存取 time master/slave 資料、有效性檢查 |
6. 支援特性與通訊矩陣格式
AUTOSAR
Multiplexed / Container IPDU、SecOC、E2E 保護、Event-Controlled Timing、Global Time Sync、Partial Networking、PDU Gateway。
CAN
J1939 協定、CAN FD、Frame Capture、Frame Gateway。
LIN
LIN Schedule Table、Wake-Up。
| 格式 | 副檔名 | 說明 | 支援版本 |
|---|---|---|---|
| AUTOSAR System Description | .arxml | 可含多個匯流排系統(如 CAN+LIN) | Classic 3.2.1 ~ 4.4.0;R19-11 ~ R23-11 |
| FIBEX | .xml | 訊息導向交換格式,可含多匯流排 | 3.1.0 / 4.1.1 / 4.1.2 |
| DBC | .dbc | 主要描述 CAN;不支援 DBC 描述的 LIN;單一叢集 | — |
| LDF | .ldf | 專為 LIN;單一 LIN 叢集 | 1.3 ~ 2.2 |
隨附範例:dSPACE 安裝隨附通訊矩陣範例(位於使用者文件夾之 Bus Manager 與 ConfigurationDesk demo/Tutorial 目錄),包含 Basic_ComMatrix.arxml、BusManagerSecOCDemo.arxml、chassis_changed.dbc、rtilin_demo.ldf 等。
7. BSC(Bus Simulation Container)是什麼
BSC(.bsc)是 Bus Manager 產生的容器,內含已設定好的匯流排通訊,可獨立於 Bus Manager 在多個 dSPACE 平台重複使用。
VEOS
離線模擬應用(SIL)
ConfigurationDesk
SCALEXIO / MicroAutoBox III 即時應用
RTMaps
AUTERA AutoBox 等應用
歸檔 / 交換
獨立於專案保存與交換
- 效能優勢匯流排通訊程式碼已包在 BSC 內,建置即時應用時不再重新產生,降低建置工作量。
- 產生規則每個 application process 產生一個 BSC;須含 0 或 1 個行為模型(有則須為 SIC)、至少一個 Bus Configuration。
- 內容唯讀要變更須回原 Bus Configuration 修改後重新產生。
- 平台限制若含 SIC,SIC 的 target architecture 決定可用平台(如 64-bit → 僅 Linux 64-bit 的 SCALEXIO / MicroLabBox II / VEOS)。
8. 產生 BSC 的操作流程
整體工作流程:通訊矩陣 → Bus Configuration → 訊號鏈 →(可選)Model interface → 產生 BSC。
加入通訊矩陣
於 Buses Browser 加入 ARXML/FIBEX/DBC/LDF,並以 Conflicts Viewer 檢查。
建立 Bus Configuration
新增 Bus Configuration,並把矩陣元素指派到對應部分。
加上 Features
右鍵 Add Feature;必要時於工具內修改通訊矩陣。
對應模型(可選)
有模型時加入 SIC 並 map ports;每個 process 只能有 1 個 SIC。無模型則建立含 default task 的 process。
解決衝突
於 Conflicts Viewer 排除 Generate no code 與 Abort BSC file generation 類衝突。
產生 BSC
Buses 視圖集 → Home → Generate Bus Simulation Containers。
注意:產生 BSC 時,Generated Containers 內既有的 BSC 會被無預警刪除。要保留舊檔請先另存他處。
9. 將 BSC 部署到 VEOS / ConfigurationDesk
| 目標 | 步驟摘要 |
|---|---|
| VEOS(離線 / SIL) | 匯入 BSC → bus access requests 以 communication controllers 呈現 → 連接 communication clusters → 把 port interface signals 連到 plant model → 建置離線模擬應用。 |
| ConfigurationDesk(即時) | BSC 當 model implementation 加入 → Configuration Port blocks 對應 CAN/LIN bus function blocks 並指派硬體 → 接入訊號鏈 → 建置即時應用(程式碼已在 BSC 內,建置更快)。 |
Bus Manager 設定的通訊,其變數描述路徑在離線與即時應用中相同,可共用同一份 ControlDesk Layout。
10. 授權需求
| 授權 | 識別碼 | 必要性 |
|---|---|---|
| Bus Manager | BUS_MANAGER | 必要 |
| ConfigurationDesk – CAN Module | CFD_I_CAN | 設定 CAN 時必要 |
| ConfigurationDesk – LIN Module | CFD_I_LIN | 設定 LIN 時必要 |
於 File ribbon → Licenses 查看狀態(Not accessible / Accessible / Used);支援單機(dongle)與浮動網路授權;啟動前須先以 dSPACE Installation Manager 啟用對應的 ConfigurationDesk 安裝。
11. 產生 BSC 前檢查清單
- 已加入通訊矩陣,且矩陣本身無衝突
- 已建立 Bus Configuration,元素指派到正確部分(Simulated ECUs / Inspection / Manipulation / Gateways)
- 已加上所需的 Bus Configuration Features
- (有模型)每個 application process 只含 1 個 SIC,且 model ports 已正確對應
- (無模型)已建立含 default task 的 application process 並手動指派
- Conflicts Viewer 無 Generate no code / Abort BSC file generation 阻擋性衝突
- 已備份 Generated Containers 內想保留的舊 BSC
- 執行 Generate Bus Simulation Containers,並於 Message Viewer 確認產生成功
原始文件出處(dSPACE RLS2024-B)
| 文件 | 檔名 |
|---|---|
| Bus Manager (Stand-Alone) Implementation Guide | BusManagerImplementationGuide.pdf |
| Bus Manager Tutorial | BusManagerTutorial.pdf |
| Bus Manager User Interface Reference | BusManagerUserInterfaceReference.pdf |
| ConfigurationDesk Bus Manager Implementation Guide | ConfigurationDeskBusManagerImplementationGuide.pdf |
路徑前綴:C:\Users\Public\Acolada\Cobrili\HelpSetStorage\dSPACEPDF\RLS2024-B\en\ · 圖片擷取自對應手冊頁面。