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        當前位置:首頁  >  技術干貨  > SocketCAN詳解

        SocketCAN詳解

        來源:千鋒教育
        發(fā)布人:xqq
        時間: 2023-11-21 18:17:30 1700561850

        一、SocketCAN簡介

        SocketCAN是由Linux內核維護的CAN協(xié)議棧,可以使用Linux內核提供的Socket API進行CAN總線的讀寫操作,用戶只需要使用C語言實現與Socket API通訊,就可以控制CAN總線上的節(jié)點,實現數據的發(fā)送與接收。

        SocketCAN不需要安裝額外的驅動程序,可以通過系統(tǒng)自帶的套接字機制直接讀寫CAN總線,具有工作穩(wěn)定、性能優(yōu)異等優(yōu)點,被廣泛應用于各種工業(yè)自動化、汽車領域的CAN總線控制中。

        二、SocketCAN的使用

        1、Socket參數

        在使用SocketCAN時,需要設置一些必要的Socket參數,以便實現CAN總線的正確讀寫。下面列出一些常用的Socket參數:

        (1)CAN接口名稱

        struct ifreq ifr;
        strcpy(ifr.ifr_name, "can0");
        ioctl(sockfd, SIOCGIFINDEX, &ifr);

        在使用SocketCAN時需要指定CAN總線的名稱,一般都為can0,但根據實際情況而定,可以使用ioctl函數獲取CAN總線的索引。

        (2)CAN總線接收過濾器

        struct can_filter rfilter;
        rfilter.can_id = 0x123;
        rfilter.can_mask = CAN_SFF_MASK;
        setsockopt(sockfd, SOL_CAN_RAW, CAN_RAW_FILTER, &rfilter, sizeof(rfilter));

        CAN總線上會出現大量的數據,但并非所有的數據都需要進行處理。使用CAN總線過濾器可以過濾掉一些不需要的數據,以免影響系統(tǒng)性能,使用setsockopt函數可以設置CAN總線的過濾器。

        (3)CAN幀長度

        setsockopt(sockfd, SOL_SOCKET, SO_RCVBUF, &setsockopt_value, sizeof(setsockopt_value));

        在使用SocketCAN讀取CAN總線數據時,需要指定CAN幀的長度,使用setsockopt函數可以設置CAN幀的緩沖區(qū)長度。

        2、Socket參數什么意思

        SocketCAN使用的是一種基于內存映射的CAN協(xié)議棧,它將CAN幀映射到共享內存區(qū)域,以便用戶可以直接訪問數據。

        SocketCAN提供了一系列Socket參數,用于控制CAN協(xié)議棧的數據訪問方式,包括需要訪問的內存地址、讀寫的方法、讀寫的長度、超時時間等等。

        3、Socket參考文獻

        SocketCAN參考文獻包括:

        (1)Linux內核源代碼中的文件

        /include/linux/can.h
        /include/uapi/linux/can/error.h
        /include/uapi/linux/can/netlink.h
        /include/uapi/linux/can/raw.h
        /net/can/af_can.c
        /net/can/bcm.c
        /net/can/isotp.c
        /net/can/raw.c

        使用SocketCAN時需要引用這些頭文件和源文件,它們包含了SocketCAN的API、數據結構、驅動程序等等相關信息

        (2)SocketCAN的官方網站

        http://www.pengutronix.de/software/libsocketcan/

        SocketCAN的官方網站包含了SocketCAN的最新版本、API文檔、教程、用戶手冊等等相關信息。

        4、Socket參數大全

        Socket參數大全包括:

        (1)CAN接口名稱

        指定CAN總線的名稱,一般為can0、can1等等

        (2)CAN總線接收過濾器

        過濾掉一些不需要的數據,提高系統(tǒng)性能

        (3)CAN幀長度

        指定CAN幀的緩沖區(qū)長度,以便讀取數據

        5、Socket參數詳解

        Socket參數詳解包括:

        (1)CAN接口名稱

        在使用SocketCAN時需要指定CAN總線的名稱,一般都為can0,但根據實際情況而定,可以使用ioctl函數獲取CAN總線的索引。

        (2)CAN總線接收過濾器

        CAN總線上的數據非常多,無法全部進行處理。使用過濾器可以屏蔽一些不需要的數據,以提高系統(tǒng)性能??梢允褂胹etsockopt函數設置過濾器,對于過濾器的設置方法可以參考相關文獻。

        (3)CAN幀長度

        SocketCAN需要設置CAN幀的緩沖區(qū)長度,以便讀取數據。使用setsockopt函數可以設置CAN幀的緩沖區(qū)長度。

        (4)讀寫方法

        在CAN總線上進行讀寫操作時,需要選擇正確的讀寫方法,通常可以使用recv函數進行數據接收,使用send函數進行數據發(fā)送,也可以使用read和write函數進行數據讀寫。

        (5)讀寫的長度

        對于不能保證讀寫長度的情況,用戶需要顯式地指定讀寫的長度。讀取CAN總線數據時,需要指定讀取數據的長度,寫入CAN總線數據時,需要指定寫入數據的長度。

        (6)超時時間

        SocketCAN需要一個超時時間,在CAN總線讀寫數據時,需要設置一個超時時間,以便在指定時間內完成數據讀寫。超時時間可以使用setsockopt函數進行設置。

        6、Socket參數怎么設置

        Socket參數的設置可以使用setsockopt函數進行設置,一般使用下面的格式:

        setsockopt(sockfd, SOL_CAN_RAW, CAN_RAW_FILTER, &rfilter, sizeof(rfilter));

        其中,sockfd變量為Socket文件描述符,SOL_CAN_RAW是SocketCAN協(xié)議的套接字類型,CAN_RAW_FILTER是套接字選項,rfilter是選項參數,sizeof(rfilter)表示選項參數的大小。

        7、Socket參數無效

        在使用Socket參數時,需要注意一些常見的問題,如參數無效。在設置Socket參數時,需要校驗參數值是否正確,可以使用errno變量查看錯誤信息。

        8、Socket參數對照表

        CAN接口名稱 SOL_CAN_RAW SIOCGIFINDEX
        CAN總線接收過濾器 SOL_CAN_RAW CAN_RAW_FILTER
        CAN幀長度 SOL_SOCKET SO_RCVBUF
        讀寫方法 SOL_SOCKET recv/send
        讀寫長度 / read/write
        超時時間 SOL_SOCKET SO_RCVTIMEO/SO_SNDTIMEO

        9、Socket參數說明

        根據以上講解,可以對Socket參數做以下簡單說明:

        (1)CAN接口名稱

        使用SocketCAN時需要指定CAN總線的名稱,一般都為can0,但根據實際情況而定,可以使用ioctl函數獲取CAN總線的索引。

        (2)CAN總線接收過濾器

        CAN總線上的數據非常多,無法全部進行處理。使用過濾器可以屏蔽一些不需要的數據,以提高系統(tǒng)性能??梢允褂胹etsockopt函數設置過濾器,對于過濾器的設置方法可以參考相關文獻。

        (3)CAN幀長度

        SocketCAN需要設置CAN幀的緩沖區(qū)長度,以便讀取數據。使用setsockopt函數可以設置CAN幀的緩沖區(qū)長度。

        (4)讀寫方法

        在CAN總線上進行讀寫操作時,可以使用recv函數進行數據接收,使用send函數進行數據發(fā)送,也可以使用read和write函數進行數據讀寫。

        (5)讀寫的長度

        對于不能保證讀寫長度的情況,用戶需要顯式地指定讀寫的長度。讀取CAN總線數據時,需要指定讀取數據的長度,寫入CAN總線數據時,需要指定寫入數據的長度。

        (6)超時時間

        SocketCAN需要一個超時時間,在CAN總線讀寫數據時,需要設置一個超時時間,以便在指定時間內完成數據讀寫。超時時間可以使用setsockopt函數進行設置。

        10、Socket參數指標選取

        在使用SocketCAN時,需要根據具體情況選擇合適的Socket參數指標,如CAN接口名稱、CAN總線接收過濾器、CAN幀長度、讀寫方法、讀寫長度、超時時間等等。選擇合適的Socket參數指標可以提高系統(tǒng)的性能,優(yōu)化CAN總線的數據讀寫效率。

        代碼示例

        #include 
        #include 
        #include 
        #include 
        #include 
        #include 
        #include 
        #include 
        #include 
        #include 
        #include 
        #include 
        
        int main(int argc, char **argv)
        {
            int ret, s;
            struct sockaddr_can addr;
            struct ifreq ifr;
            struct can_frame frame;
            char *ifname = "can0";
        
            s = socket(PF_CAN, SOCK_RAW, CAN_RAW);
            if (s < 0) {
                perror("socket error");
                return -1;
            }
        
            strcpy(ifr.ifr_name, ifname);
            ioctl(s, SIOCGIFINDEX, &ifr);
        
            addr.can_family = AF_CAN;
            addr.can_ifindex = ifr.ifr_ifindex;
        
            ret = bind(s, (struct sockaddr *)&addr, sizeof(addr));
            if (ret < 0) {
                perror("bind error");
                return -1;
            }
        
            memset(&frame, 0, sizeof(frame));
        
            frame.can_id = 0x123;
            frame.can_dlc = 2;
            frame.data[0] = 0x11;
            frame.data[1] = 0x22;
        
            ret = write(s, &frame, sizeof(frame));
            if (ret != sizeof(frame)) {
                perror("write error");
                return -1;
            }
        
            ret = read(s, &frame, sizeof(frame));
            if (ret < 0) {
                perror("read error");
                return -1;
            }
        
            printf("CAN id: 0x%lX, length: %d\n", frame.can_id, frame.can_dlc);
            printf("Data: %02X %02X\n", frame.data[0], frame.data[1]);
        
            close(s);
        
            return 0;
        }

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