用于解析汽车整车控制模块的通信协议的汽车协议解析器制造技术

本实用新型专利技术公开一种用于解析汽车整车控制模块的通信协议的汽车协议解析器，所述协议解析器安装在汽车控制网络的整车控制模块和网络节点之间，其包括第一收发器、第二收发器、第三收发器、MCU、第一存储器、第二存储器、第三存储器和第四存储器。通过本实用新型专利技术技术方案，可有效解析汽车控制网络中关键的控制和状态信号，并实现各关键系统的准确控制，其增强了协议解析的准确性，提高了解析效率，节约了研究资源。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及汽车控制领域，尤其涉及一种用于解析汽车整车控制模块的通信协议的汽车协议解析器。
技术介绍
总线技术在国内汽车市场的应用越来越多，随着行业成本的逐年降低，各类开发工具和解决方案逐步渗透，单纯的技术应用层面已经没有问题。国内在网络开发方面与国外的差距主要是通信协议的制定与测试。国外的总线网络设计已经进行了二十多年，各公司成熟的网络通信协议都是通过多年积累得到的，很多已形成了具有自身特色的网络开发协议。国内厂商要发展自主网络通信协议，对国外的网络通信协议进行逆向解析、吸收并改进，不失为一条快速提高国内研究水平的捷径。 国内多家厂商已开始进行汽车通信协议的解析工作，但目前并没有形成一套有效可行的总线通信协议的解析技术，较多地采用设计特殊工况试验并采集大量数据的方式，在数据处理时，则通过试凑法获取网络通信协议，这样工作效率低且会耗费大量资源。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种用于对汽车系统控制网络中的通信协议进行逆向解析的技术，增强协议解析的准确性，提高解析效率，节约研究资源。根据本技术的一个方面，提供一种用于解析汽车整车控制模块的通信协议的汽车协议解析器，所述协议解析器安装在汽车控制网络的整车控制模块和网络节点之间，其包括第一收发器、第二收发器、第三收发器、MCU、第一存储器、第二存储器、第三存储器和第四存储器，其中，所述第一收发器连接所述整车控制模块和所述MCU，所述第二收发器连接所述网络节点和所述MCU，所述第三收发器连接车载诊断系统和所述MCU。优选地，所述汽车控制网络是基于总线技术的网络。优选地,所述总线是CAN总线、RS485总线、FlexRay总线或Lin总线。优选地，所述协议解析器还包括一电源模块。优选地，所述网络节点是单一汽车控制节点或包含一个或多个汽车控制节点的网络功能模块，所述汽车控制节点选自下面的组发动机控制器、变速箱控制器、制动控制器、自动离合器控制器、电机控制器、电源控制器和车载诊断系统。通过上述技术方案，本技术可有效解析汽车控制网络中关键的控制和状态信号，并实现各关键系统的准确控制，其增强了协议解析的准确性，提高了解析效率，节约了研究资源。附图说明图I是本技术中协议解析器的应用场景示意图；图2是本技术中协议解析器的系统结构示意图；图3是本技术中协议解析器的MCU的结构示意图；图4是本技术的协议解析器进行通信协议解析的步骤流程图；图5是本技术实施例中设置协议解析器之前的汽车控制网络的拓扑图；图6是本技术实施例中设置协议解析器之后的汽车控制网络的拓扑图。具体实施方式为解决现有技术中的上述技术问题，本技术公开了一种汽车协议解析器，该协议解析器可以接收汽车控制网络中整车控制模块的报文信号(真实信号)，对其信号值进行处理，并将处理后的报文信号(虚拟信号)发送给其他网络节点，这样可有效解析汽车控制网络中关键的控制和状态信号，并实现各关键系统的准确控制。·图I是本技术中协议解析器的应用场景示意图。本技术中的协议解析器在实际应用时可串联接入在汽车控制网络中的整车控制模块和整车控制模块之间，由该协议解析器完成该汽车控制网络中整车控制模块和整车控制模块之间所传输的控制信号的通信协议解析功能。需要指出的是，在本技术协议解析器的应用场景中，整车控制模块代表可实现控制信号收发的网络单元，可为汽车中具体的单一网络控制节点，也可以是包含一个或多个网络控制节点的网络功能模块。本技术协议解析器进行通信协议解析的基本原理是基于具有在线学习功能的优化匹配法。具体地，该方法可利用类似于穷举法的方式对根据某通信协议传输的大量报文进行字节甚至是位一级的分析，确定报文中有效内容所代表的物理意义，从而实现对通信协议的解析。其间，该方法还通过自我学习机制不断优化处理方式，以提高解析效率。图2是本技术中协议解析器的系统结构示意图。如图2所示，该协议解析器包括第一收发器、第二收发器、第三收发器、MCU、第一存储器、第二存储器、第三存储器和第四存储器。下面就进一步介绍协议解析器中的各模块的功能及其原理。第一收发器，其连接汽车控制网络中的整车控制模块和该协议解析器的MCU，用于接收由整车控制模块发送并应由汽车控制网络中的网络节点A接收的所有通信报文(后简称“报文”)，还用于将由MCU处理过的报文发送到整车控制模块。第二收发器，其连接汽车中的网络节点A和该协议解析器的MCU，用于接收由网络节点A发送并应由整车控制模块接收的所有通信报文，还用于将由MCU处理过的报文发送到网络节点A。第三收发器，其连接汽车的车载诊断系统和该协议解析器的MCU，用于接收该车载诊断系统的诊断信号报文。MCU，用于对报文进行一系列处理，并实现对通信协议的解析。具体地，图3示出了MCU的结构示意图,该MCU进一步包括确定单元、修改单元和控制单元。确定单元，用于分别确定第一收发器和第二收发器所接收的报文的重要等级，并将第一收发器和第二收发器的报文按重要等级由高到低的顺序分别对应存放至第一存储器和第二存储器中。其中，该重要等级可由报文的优先级和刷新率共同确定，具体例如可将两者相乘，所得结果越小，重要等级越高。需要说明的是，确定单元根据重要等级对报文进行排序的目的实际上是为了提高协议解析的效率。因为，重要等级高的报文中包含重要信号的概率更高，通过对它们的分析更容易获取用于解析协议的信息，因而将它们进行优先处理会提高协议解析的整体效率。优先级和刷新率是代表报文重要等级的两个重要参数。其中，优先级是报文仲裁场中的字节数据，通常可以以报文的ID表示报文的优先级，在CAN总线协议中报文通过非破坏性逐位仲裁机制确定各报文的发送顺序，O是显性I是隐性，因此报文的ID越小，报文的优先级越高(逐位比较)。同时，报文的刷新率即为该报文连续两次出现的时间间隔，因此报文的刷新率高显然也体现了其重要程度高。例如，报文a的ID虽然比报文b小，但报文a的刷新率为1000ms，报文b的刷新率为10ms，因此报文b的重要程度可能优于报文a。因此在本技术中，综合考虑报文的优先级和刷新率两个参数，由它们共同确定报文的重要等级。修改单元，用于按照预定顺序依次修改第一存储器和第二存储器中各报文数据场中各个字节的值。在汽车生产厂商制定通信协议的时候，可能会在报文中包含不同长度字节或位的数据参数，该长度可在报文信号解析开始前通过自学习机制来确定，而在确定该参数的长度之后，就可依据该结果(先验知识)来确定修改报文所依据的顺序。在本技术具体实施例中，根据先验知识，修改单元可以双字节、单字节、4位、2位的顺序对第一、第·二存储器中各报文数据场中各个字节的值进行依次修改。需要说明的是，本技术中的该数据场是指各参数在报文中所在的位置，例如，每帧CAN报文有8字节的数据场。控制单元，用于控制第一收发器、第二收发器将由修改单元修改后的报文发送到对应的网络节点，并根据第三收发器从车载诊断系统接收到的诊断信号报文，判断相应网络节点接收到修改了字节的报文之后，汽车控制网络是否产生了有效变化，并根据判断结果确定该字节的具体物理意义。上述修改单元对报文数据场中字节的值进行改变实际上是在改变汽车控制网络中所传输的控制信号。某控制信号会使本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于解析汽车整车控制模块的通信协议的汽车协议解析器，其特征在于，所述协议解析器安装在汽车控制网络的整车控制模块和网络节点之间，其包括第一收发器、第二收发器、第三收发器、MCU、第一存储器、第二存储器、第三存储器和第四存储器，其中，所述第一收发器连接所述整车控制模块和所述MCU，所述第二收发器连接所述网络节点和所述MCU，所述第三收发器连接车载诊断系统和所述MCU。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：席军强，吴育恩，胡宇辉，陈慧岩，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：实用新型
国别省市：