Hintergrundinformation: CanEasy 3.2 – Analyse und Simulation von CAN-Bus-Modulen
03. March 2009, 09:15 Uhr von Torsten Herrmann
Zusammenfassung
CanEasy ist ein windowsbasiertes Simulations- und Analysesystem für die Steuergeräteentwicklung in CAN-Bus-Umgebungen. Die Software der Schleißheimer GmbH generiert und konfiguriert weitgehend automatisch eine Simulationsumgebung und ist direkt einsetzbar, einfach bedienbar sowie erweiterbar. Die Simulationsumgebung umfasst mehrere Busse mit ihren realen und simulierten Steuergeräten (Restbussimulation) auf der Basis eingelesener Kommunikationsmatrizen. CanEasy kommt in der Steuergeräteentwicklung bei Automobilunternehmen und -zulieferern zum Einsatz. CanEasy unterstützt Standard-, Extended- und Multiplex-Botschaften
1. CanEasy: Die Grundlagen
CanEasy, aktuell in der Version 3.2, ist ein windowsbasiertes Simulations- und Analysewerkzeug für CAN-Bus-Netzwerke. Das System unterstützt die Steuergeräteentwicklung bei Automobilherstellern und -zulieferern. Anwender erstellen mit CanEasy vollständige CAN-Bus-Umgebungen, in denen reale und simulierte Steuergeräte (Restbussimulation) sehr schnell entsprechend des applikativen Verhaltens realitätsnah miteinander kommunizieren. Das System generiert und konfiguriert sich weitgehend automatisch, ist direkt einsetzbar, einfach bedienbar und erweiterbar. CanEasy besitzt eine Import-Funktion für Kommunikationsmatrizen (DBC-Dateien), die automatisch vollständige Fahrzeugumgebungen mit einer nahezu beliebig großen Zahl paralleler Busse generiert. Dadurch ist die Kommunikation auch busübergreifend verknüpfbar. Signale können erzeugt, aufgezeichnet und analysiert werden. Diagnosedaten lassen sich über das XCP-Protokoll aus einem Steuergerät auslesen und schreiben. CanEasy ist leicht mit anderen Werkzeugen integrierbar: Beispiele sind die Testmanagementsoftware TestStand sowie die Programmiersprachen LabView und LabWindows von National Instruments. CanEasy interpretiert und generiert Standard-, Extended- und Multiplex-Botschaften. CanEasy kommt in der Steuergeräteentwicklung bei Automobilunternehmen und -zulieferern zum Einsatz. Größter Anwender ist bislang die Continental AG, für welche die Schleißheimer GmbH auch als Entwicklungspartner tätig ist. Der Lizenzpreis beträgt 3900 Euro. Bei einer Kurzzeitmiete von sechs Monaten zahlt der Kunde inkl. Wartung 990 Euro, bei 12 Monaten Laufzeit 1950 Euro. Die notwendige Hardware kann mitgemietet werden.
1.1 Einsatz
Simulations- und Analyseumgebung CanEasy 3.2
CanEasy läuft nach kurzer Einrichtung, da automatisch eine lauffähige Arbeitsumgebung erstellt wird. Mit dieser können Entwickler oder Tester sehr schnell und ohne Programmierung auch komplexe Analysen und Simulationen durchführen. Umfangreiche Vorbereitung, Programmierung oder aufwändige manuelle Konfigurationen sind nicht notwendig. Das System lässt sich anschließend in allen Teilen nach den Anforderungen des Entwicklers oder Testers konfigurieren.
Das System zeichnet alle CAN-Botschaften auf allen Bussen mit einem bis zu 64-Bit-Zeitstempel (hardware-abhängig) auf. Die Simulations- und Analyseumgebung erlaubt so den Zugriff auch auf Vergangenheitsdaten. Der Anwender muss vorher nicht festlegen, welche Signale er für seine Analyse benötigt. Wird das Protokoll zu umfangreich, werden nicht benötigte Anteile komprimiert und auf Festplatte gespeichert. Dadurch entsteht ein kompaktes Protokoll, das auch mehrtägige Aufzeichnungen ermöglicht.
Die Einrichtung von CanEasy erfolgt in drei Schritten:
1. Schritt:
Die K-Matrix (Kommunikationsmatrix), in der Sender und Empfänger aller Signale und Botschaften definiert sind, wird eingelesen;
2. Schritt:
Der Anwender bestimmt, welche Steuergeräte real im Netzwerk vorhanden sind und welche Geräte simuliert werden sollen;
3. Schritt:
Die Busparameter werden festgelegt (z. B. CAN-Hardware, Baudrate, etc.).
1.2 Bedienung
Simulations-, Analyse- und Testumgebung CanEasy 3.2
Die Bedienung von CanEasy ist leicht zu lernen, da sie der des Microsoft Windows Explorer ähnelt. Auf der linken Seite kann man komfortabel über eine Baumansicht in den Grundfunktionalitäten und in der Datenbasis navigieren. In der rechten Listenansicht erhält man zusätzliche Informationen zu der Auswahl. Die Datenbasis ist hierarchisch gegliedert und enthält unter den einzelnen Bussen die Steuergeräte, Botschaften und Signale jeweils auf den entsprechenden Ebenen. Der Signal-Monitor zeigt die Werte ausgewählter Signale für Tests gut lesbar an.
Die grundsätzliche Bedienphilosophie beinhaltet:
- Doppelklick auf ein Objekt
Der Doppelklick öffnet das jeweilige Objekt (Steuergerät, Botschaft oder Signal) und ermöglicht dessen Bearbeitung. So ruft der Anwender z. B. die einzelnen Botschaften per Doppelklick in einem separaten Fenster für das gesamte Steuergerät auf. - „drag & drop“
Per drag & drop können Steuergeräte, Botschaften und Signale in andere Panels und Ansichten gezogen werden. So funktioniert beispielsweise die Überwachung von Botschaften oder Signalen, indem sie per „drag & drop“ in ein Trace-Fenster gezogen werden. Über die Listenansicht von CanEasy lassen sich auch mehrere Objekte gleichzeitig verschieben. - Kontextmenü mit der rechten Maustaste
Mit der rechten Maustaste werden alle Befehle, Dialogfenster und zur Verfügung stehenden Datenbasis-Editoren geöffnet. Diese dienen der Konfiguration der Objekte.
1.3 Erweiterung
Integrierte VBA-Entwicklungsumgebung in Restbussimulation CanEasy 3.2
Die Simulations- und Analyseumgebung erhält mit Hilfe von Plug-Ins zusätzliche Funktionen oder Ansichten. Standardmäßig stehen eine ANSI-C-API sowie ein COM-Interface zur Verfügung. Mit der integrierten VBA-Entwicklungsumgebung können eigene Makros schnell und komfortabel erstellt werden. Mit diesen Hilfsmitteln ist CanEasy individuell an die Benutzerbedürfnisse anpassbar.
CanEasy ermöglicht es, das Applikationsverhalten von Steuergeräten sehr schnell und realitätsnah nachzubilden. Das System wird in vier Stufen angepasst: weitgehend automatische Generierung einer lauffähigen Umgebung, die Konfiguration von Abweichungen und funktionalen Abhängigkeiten in Standard-Plug-Ins sowie für spezielle Anforderungen die Erweiterung um VBA-Makros oder die Programmierung komplexen Applikationsverhaltens in Standardsprachen.
Die wichtigsten Standard-Plug-Ins sind:
- Modulator-Plug-In
Das Modulator-Plug-In erlaubt realitätsnahe Simulationen, indem es ideale Signalwerte durch aufmodulierte Signale verfälscht. Steuergeräte und Anwendungen können somit auf ihre Robustheit und Fehlertoleranz überprüft werden. Neben vordefinierten Signalformen wie Rechteck, Dreieck und Sinus sind eigene Signalformen möglich. Um realitätsgetreue Einflüsse simulieren zu können, ist ein Rauschgenerator in Amplitude und Grenzfrequenz konfigurierbar. Einfache Alive-Zähler sind mit einer Dreieck-Modulation simulierbar. - Formel-Plug-In
Das Formel-Plug-In setzt Signalwerte und Botschaftsdaten gemäß arithmetischer/logischer Ausdrücke. Die umfassende Unterstützung bitweiser und boolescher Operatoren erlaubt die Berechnung und Überprüfung gängiger Checksummen. Neben den mathematischen Grundrechenarten beherrscht das Formel-Plug-In auch trigonometrische Funktionen und Logarithmen. Variablen ermöglichen auf einfache Weise die Realisierung von Alive-Zählern oder verlustfreie Ganzzahlarithmetik durch Verwendung von Überträgen. Fehler setzen sich aufgrund einer internen Fließkommadarstellung nur geringfügig fort. Da alle Ausdrücke vorkompiliert sind, ist die Berechnung sehr schnell. -
Alarm-Plug-In CanEasy
Alarm-Plug-In
Das Alarm-Plug-In ermöglicht es, Signalwerte und Botschaften durch Prüfung benutzerdefinierter Bedingungen zu überwachen. Die Vielfalt der verfügbaren Alarmreaktionen machen dieses Plug-In zu einem mächtigen Werkzeug für unbeobachtete und automatisierte Tests. Gesetzte Marker in der Aufzeichnung dienen dem Auffinden des Alarmzeitpunkts und ermöglichen die Untersuchung der Situation. Komplexe Auswertungen oder Reaktionen können in Form von VBA-Makros realisiert und beim Auftreten von Alarmen ausgelöst werden.
2. Die Funktionen im Überblick
2.1 Steuerungszentrale Control-Fenster
CanEasy 3.2: Die Datenbasis wird in die Restbussimulation eingelesen und bearbeitet
Die Baumansicht im Control-Fenster dient der zentralen Übersicht und der individuellen Anpassung des Systems an die Anwenderanforderungen. Über diese steuert und konfiguriert der Benutzer CanEasy mit seinen Kernanwendungen. Zu den Kernanwendungen zählen z. B. Trace-Fenster und Signal-Plots. Neben der Baumansicht gibt es eine Listenansicht, über die zusätzliche Informationen (z. B. Attribute) angezeigt und bearbeitet werden können. Die Datenbasis – im unteren Teil der Baumansicht – zeigt alle simulierten und realen Steuergeräte mit ihren Botschaften und Signalen. Ein Doppelklick generiert automatisch ein Fenster, über das alle Botschaften und Signale des Steuergerätes verändert werden können. Über Kontextmenüs lassen sich die Datenbasis-Editoren aufrufen, mit denen alle Objekte der Datenbasis sowie deren Eigenschaften und Attribute editiert werden können. So kann der Anwender z. B. die Anordnung der einzelnen Signale innerhalb einer Botschaft festlegen, Wertebereiche von Signalen ändern oder neue Steuergeräte, Botschaften und Signale anlegen. Die Bus-Statistik informiert über die Anzahl gesendeter und empfangener Botschaften sowie die Funktionsfähigkeit der CAN-Hardware (Chip-State). Mit Hilfe der integrierten Suchfunktion findet der Anwender Signale und Botschaften auch dann, wenn er nur Teile des Namens oder der Beschreibung kennt.
2.2 Exakte Verfolgung im Trace-Fenster
Der Anwender kann sich beliebig viel Trace-Fenster erzeugen und darin den kompletten Bus-Verkehr sowie einzelne Botschaften überwachen. Für die Übersichtlichkeit ist auch die Darstellung einzelner Signale möglich. Die Überwachung der einzelnen Signale oder Botschaften erfolgt aktualisierend oder fortlaufend (zeitlicher Verlauf). Da CanEasy Vergangenheitsdaten bereithält, können auch vor dem Test scheinbar irrelevante Daten im Nachhinein noch analysiert werden. Das System ermöglicht zudem die Ausgabe der Daten in einer Log-Datei.
2.3 Aufzeichnungen im Signal-Plot
CanEasy 3.2: Can-Signale grafisch überwachen
Mit dem Signal-Plot überwacht der Anwender den zeitlichen Verlauf eines selektierten Signals während einer Simulation. Verschiedene Signalverläufe lassen sich parallel in einem oder in mehreren Fenstern darstellen. Die Auswahl der zu zeichnenden Signale erfolgt per „drag & drop“. Alle Plots können gespeichert und zu einem beliebigen Zeitpunkt geladen und bearbeitet werden. Mit einem Klick auf die entsprechende Stelle im Plot erhält der Anwender einzelne Messwerte des Graphen.
Im Dialog „Plot-Eigenschaften“ verändert der Anwender das Aussehen des Plots entsprechend eigener Wünsche. So können z. B. die Skalierung der Achsen sowie die Farbe des Graphen verändert werden. Das Anzeigen von Stützpunkten sowie der Wechsel zwischen interpolierender und diskreter Darstellung sind möglich.
2.4 Individuelle Übersicht im User-Panel
Der Anwender stellt in User-Panels Signale und Botschaften sowie reale und simulierte Steuergeräte individuell so zusammen, wie es für seine Aufgabenstellung am besten ist. Wichtige Signale oder Botschaften von verschiedenen Steuergeräten ordnet er auf diese Weise kompakt an. Die gewünschten Objekte zieht der Anwender per “drag & drop” innerhalb der Baumansicht unter das User-Panel-Symbol oder direkt in das Panel. Jedes User-Panel kann separat gespeichert und später wieder geladen werden. Hintergrund- und Schriftfarbe von User-Panels sind individuell einstellbar.
2.5 Technische Anforderungen
Systemvoraussetzungen von CanEasy sind Windows-Betriebssysteme (Windows 2000 oder höher), ein Prozessor mit mindestens 600 MHz und 128 MB RAM Arbeitsspeicher. CanEasy nun ermöglicht die Nutzung von CAN-Hardware von Peak, MHS, National Instruments, RM Michaelides, Softing, Sorcus und Vector Informatik. Eine Anbindung an andere CAN-Hardware ist möglich.
Pressekontakt
Hans-Joachim Schleißheimer
Geschäftsführer
Schleißheimer Soft- und Hardwareentwicklung GmbH
Im Kalkofen 10
61206 Wöllstadt
Tel.: +49 (0) 6034/9148-0
Email: presse (at) schleissheimer (dot) de
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Torsten Herrmann
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