基于通信矩陣轉(zhuǎn)化成DBC數(shù)據(jù)庫的研究

曾桂芬

（上汽通用五菱汽車股份有限公司，廣西 柳州 545007）

在汽車網(wǎng)絡(luò)測試中，往往需要工作人員將通信矩陣的表格文件制作成DBC數(shù)據(jù)庫文件。而這一過程往往會耗費工作人員較長的時間做文件轉(zhuǎn)換處理，因此會降低數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換效率。

針對上述問題，本文提出一種方法能通過自動讀取表格文件中的通信矩陣數(shù)據(jù)來寫入DBC文件，從而節(jié)省時間，加快數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換速率，由此提高數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換效率。其設(shè)置了多個功能窗口，便于用戶的理解與使用；自動化水平高，一鍵式轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換過程穩(wěn)、準(zhǔn)、快。

1 系統(tǒng)總體架構(gòu)

該方法主要包括：通過整理建立汽車電子電器架構(gòu)設(shè)計中通信層設(shè)計工程師需求；整理分析通信矩陣模板用于網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)計；運用C++程序編寫解析算法解析通信矩陣，并編寫算法按照DBC 標(biāo)準(zhǔn)格式生成DBC文件。具體實現(xiàn)方法如圖1所示。

1）在Excel中確定通信矩陣模板，填寫基本信息。

2）調(diào)用POI函數(shù)解析Excel。新建工程和類，并將POI組件導(dǎo)入到工程中，并準(zhǔn)備一個Excel文件，放置在D盤的根目錄。打開Excel文件，獲取表格信息，循環(huán)讀取表格并輸出其內(nèi)容。

3）通過自己對網(wǎng)絡(luò)測試的深度研究，整理出一張錯誤檢索表，包括70多項檢索內(nèi)容，使得系統(tǒng)通過檢索能自動識別填寫的Excel中存在的錯誤。比如檢查對象為報文類型，檢查內(nèi)容為報文類型是否為空，報文類型是否正確（報文類型只能是Normal、NM、Diag），模版對應(yīng)的位置是否正確，錯誤級別是錯誤還是警告。

4）建立鏈表結(jié)構(gòu)存儲Excel數(shù)據(jù)項。建立信號類、報文類、節(jié)點類用于存放通信矩陣中的信息屬性。①信號類：信號名稱、信號描述、開始字節(jié)、開始位、信號的發(fā)送類型、位的長度、數(shù)據(jù)類型、參數(shù)因子、偏移量、物理的最大值、物理的最小值、總線值最大值、總線值最小值、初始值、無效值、非使能值、單位、信號值描述、接收節(jié)點、BM的ID、車輛級別。②報文類：報文名字、報文類型、報文ID、報文的發(fā)送類型、報文長度、報文的發(fā)送節(jié)點、報文的描述、報文周期時間、延遲時間、個數(shù)等。③節(jié)點類：名字、描述、節(jié)點備注，建立報文鏈表、信號鏈表、節(jié)點鏈表，鏈表中存放通信矩陣內(nèi)容。

5）根據(jù)vector設(shè)計的DBC文件格式對鏈表結(jié)構(gòu)中的數(shù)據(jù)進行解析，得到解析結(jié)果。

6）按文件格式填寫DBC文件。

2 讀取通信矩陣

通信矩陣模板為Excel表格文件，通信矩陣模板中具有固定列表頭，如：報文名稱、報文類型、報文標(biāo)識符、報文發(fā)送類型、報文周期時間、報文長度、報文描述、信號名稱、信號排列格式、信號起始字節(jié)、信號起始位、信號發(fā)送類型、信號長度、信號數(shù)據(jù)類型、信號精度、信號偏移量、信號物理最小值、信號物理最大值、信號總線最大值、信號總線初始值、信號總線無效值、信號總線非使能值、信號值描述、報文發(fā)送的快速周期、報文快速發(fā)送的次數(shù)、報文延時時間、發(fā)送節(jié)點、接收節(jié)點等表頭，而表頭下有相應(yīng)的內(nèi)容，如圖2所示。通信矩陣的數(shù)據(jù)，是由用戶或工作人員根據(jù)需求填寫的基本信息，如報文名稱M5G、報文標(biāo)識符0XC000等。

通信矩陣模板可以從預(yù)先設(shè)置好的包含多種模板的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中下載得到，之后由用戶根據(jù)需求在模板中填寫數(shù)據(jù)信息，從而得到包含通信矩陣數(shù)據(jù)的表格文件。

本方法中可以利用POI（Apache PO）讀取表格文件中的通信矩陣數(shù)據(jù)。由此，調(diào)用POI函數(shù)對.xls或.xlsx格式檔案讀和寫的功能，通過新建工程和類，從而將POI組件導(dǎo)入到工程中，再將表格文件放置到合適的存儲目錄下，從而打開該表格文件，實現(xiàn)對表格文件中的通信矩陣數(shù)據(jù)的讀取，并輸出讀取出的通信矩陣數(shù)據(jù)。

圖2 通信矩陣

3 解析通信矩陣

對通信矩陣數(shù)據(jù)進行解析，是指對通信矩陣數(shù)據(jù)中的信息進行解析來得到能夠?qū)懭氲紻BC文件中的內(nèi)容。具體的，本研究中可基于預(yù)設(shè)的DBC文件格式對通信矩陣數(shù)據(jù)進行解析，從而得到解析結(jié)果。該解析結(jié)果中為DBC文件格式對應(yīng)的信息內(nèi)容。

同時可以利用通過網(wǎng)絡(luò)測試研究所整理出的錯誤檢索表（圖3），來自動識別表格文件如Excel中存在的錯誤。

在檢測出錯誤之后，發(fā)送提示信息給用戶，由用戶進行修改操作，本實施例在接收用戶的修改操作之后，對相應(yīng)的數(shù)據(jù)進行更正，從而提高表格文件的準(zhǔn)確率，進而提高轉(zhuǎn)換后得到的DBC文件的準(zhǔn)確性。

圖3 解析錯誤表

4 生成DBC數(shù)據(jù)庫

按照DBC文件格式（圖4），將解析結(jié)果中的數(shù)據(jù)寫入到生成的DBC文件中，從而得到表格文件轉(zhuǎn)換后的DBC文件，可以用于后續(xù)測試等應(yīng)用。

首先，建立鏈表結(jié)構(gòu)。鏈表結(jié)構(gòu)中包括至少一個鏈表類別，鏈表類別包括至少一個類別屬性，類別屬性具有屬性值，在新建的鏈表結(jié)構(gòu)中類別屬性的屬性值為空。

通過建立鏈表結(jié)構(gòu)，包含報文鏈表、信號鏈表、節(jié)點鏈表等多個鏈表類別，用于存放通信矩陣數(shù)據(jù)中的相應(yīng)內(nèi)容。

將通信矩陣讀取出的數(shù)據(jù)存儲在鏈表結(jié)構(gòu)中。其中，通信矩陣數(shù)據(jù)中包括至少一個信息類別，信息類別包括至少一個信息屬性，信息屬性具有屬性值。通信矩陣數(shù)據(jù)中信息類別與鏈表結(jié)構(gòu)中鏈表類別相對應(yīng)，將信息類別中的信息屬性與鏈表類別中的類別屬性相對應(yīng)，將信息屬性的屬性值與類別屬性的屬性值相對應(yīng)，從而將通信矩陣數(shù)據(jù)中的信息內(nèi)容按照以上的對應(yīng)關(guān)系存儲到鏈表結(jié)構(gòu)中。

圖4 DBC 文件圖

基于預(yù)設(shè)的DBC文件格式對鏈表結(jié)構(gòu)中的通信矩陣數(shù)據(jù)進行解析，從而得到解析結(jié)果，進而按照DBC文件格式，將解析結(jié)果中的數(shù)據(jù)寫入到生成的DBC文件中，完成Excel表格文件到DBC文件的轉(zhuǎn)換。

研究通過建立鏈表結(jié)構(gòu)來存儲通信矩陣數(shù)據(jù)，再進行數(shù)據(jù)解析，從而達(dá)到將通信矩陣數(shù)據(jù)按照類別拆分的目的，由此經(jīng)過數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換后，能夠得到拆分的DBC文件，無需單獨進行數(shù)據(jù)庫拆分操作，進一步提高了數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換效率。

5 方法驗證分析

本方法創(chuàng)新點在于發(fā)明了一種快速通過Excel文件創(chuàng)建DBC數(shù)據(jù)庫的方法。通過整理建立汽車電子電器架構(gòu)設(shè)計中通信層設(shè)計工程師需求，整理分析通信矩陣模板用于網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)計，運用C ++程序編寫解析算法解析通信矩陣，并編寫算法按照DBC 標(biāo)準(zhǔn)格式生成DBC文件，減少DBC文件建立時間。如圖5～圖7所示。

圖5 DBC部分文件圖

圖6 通信矩陣部分圖

6 結(jié)束語

本方法對通信矩陣的格式規(guī)范，用代碼分析其內(nèi)容，自動生成汽車測試所需要的通信數(shù)據(jù)庫。快速完成通信矩陣與DBC數(shù)據(jù)庫之間的轉(zhuǎn)換功能的運用，可以把工程師從繁瑣復(fù)雜的數(shù)據(jù)庫建立工作中解脫出來，工程師只需要填寫Excel的通信矩陣即可進行數(shù)據(jù)庫的創(chuàng)建。

圖7 Excel to DBC過程圖

通信矩陣轉(zhuǎn)DBC數(shù)據(jù)庫完成通信矩陣的錯誤檢測功能，錯誤檢測功能會根據(jù)DBC數(shù)據(jù)庫的相應(yīng)規(guī)則進行通信矩陣的檢測，并指導(dǎo)工程師完成通信矩陣的修改，此功能保證了通信矩陣可以正確快速地轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)庫。數(shù)據(jù)庫的拆分還可以幫助工程師快速拆分不同節(jié)點的接收信號，大大提高了工作效率。