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技術(shù)

關(guān)于CAN總線逆向工程的初步探討

2025China.cn   2008年10月20日

  隨著中國汽車業(yè)的發(fā)展,汽車的后端市場也日趨繁榮,但由于各汽車生產(chǎn)廠家的技術(shù)壁壘,后端設(shè)備供應(yīng)商如GPS,車載音響,車載DVD,診斷儀等供應(yīng)商很難得到原汽車廠家各車型的報文定義,以使自己的產(chǎn)品完全和車載兼容。本文將以美國英特佩斯控制系統(tǒng)有限公司的產(chǎn)品(軟件:Vehicle Spy,硬件:neoVI)為例,探討如何解碼CAN總線報文。

  Vehicle Spy產(chǎn)品是美國通用汽車的標(biāo)準(zhǔn)測試工具,可以同時支持HS CAN、MS CAN、ISO9141、J1850VPW、J1850PWM、LIN等多種總線協(xié)議、 實(shí)現(xiàn)車載網(wǎng)絡(luò)診斷、節(jié)點(diǎn)/ECU仿真、數(shù)據(jù)采集、自動測試和車載網(wǎng)絡(luò)總線監(jiān)控等功能,相對于其它的總線工具,該產(chǎn)品注重用戶使用的高效性和便捷性,易于用戶學(xué)習(xí)和使用。

  Vehicle Spy可以通過兩種方式監(jiān)控總線通信:通過車載的ODB接口監(jiān)控汽車總線通信(圖1)和直接監(jiān)控ECU之間的通信(包括診斷儀和被診斷設(shè)備,圖2)

  當(dāng)設(shè)備連接正常并設(shè)置好正確的波特率后,打開Vehicle Spy運(yùn)行界面,無論是車載總線通信數(shù)據(jù)或是ECU間的總線通信數(shù)據(jù)都會被毫無遺漏的實(shí)時顯示在監(jiān)控界面上,圖3顯示的是監(jiān)控的車載CAN總線數(shù)據(jù),這些數(shù)據(jù)都是未經(jīng)解碼的原始數(shù)據(jù),接下來  我將介紹監(jiān)控界面的各項(xiàng):

 
圖3

  1)、圖3中①所在的部分是濾波器,因?yàn)関spy可以同時監(jiān)控多種網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù),該濾波器基于網(wǎng)絡(luò)類型濾波,例如,勾選HSCAN,則監(jiān)控界面將只顯示HSCAN類型網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)。

  2)、圖3中②所指的欄為濾波欄,在該欄中可以更靈活實(shí)現(xiàn)濾波功能,如根據(jù)報文名稱,ArbID等濾波,支持“?”“*”等符號,比如現(xiàn)在我們只想監(jiān)控Arb ID為110和120的報文,則只需要在ArbID欄輸入110,120則可,如圖4所示:


圖4

  3)、圖3中③所指為進(jìn)制切換按鈕,只需簡單點(diǎn)擊即可將報文數(shù)據(jù)切換成其它進(jìn)制(默認(rèn)為16進(jìn)制)。

  4)、圖3中數(shù)據(jù)字節(jié)為藍(lán)色背景的部分表示變化較慢的數(shù)據(jù)(④所指)

  5)、圖3中數(shù)據(jù)字節(jié)為黑色背景的部分表示變化較快的數(shù)據(jù)(⑤所指)

  6)、圖3中數(shù)據(jù)字節(jié)無背景顏色的部分表示出現(xiàn)過后在一段時間沒有再出現(xiàn)的數(shù)據(jù)(該時間值是可以設(shè)定的)

  7)、整個監(jiān)控界面實(shí)際上也是一個緩沖區(qū),該緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)可以隨時保存,保存的數(shù)據(jù)可以用于以后回放以分析數(shù)據(jù),圖3所其實(shí)就是在回放數(shù)據(jù)文件,⑥所指為緩沖區(qū)進(jìn)度條。

  8)、vspy的默認(rèn)屬性欄包含了報文數(shù)量統(tǒng)計,報文接收時間等屬性,還有其他的屬性用戶可以在設(shè)置欄自己定義,這將非常有助于逆向分析。

        通過以上的介紹,相信有經(jīng)驗(yàn)的工程師已經(jīng)看出這款產(chǎn)品在總線數(shù)據(jù)解碼方面的優(yōu)越性。對于車載CAN總線,由于CAN報文的優(yōu)先級取決于ArbID,ID值越小,優(yōu)先級越高,這為我們揣測報文是來自于車載上的哪個ECU提供了依據(jù),由于vspy可以實(shí)時無遺漏地監(jiān)視總線通信報文變化并能以各種顏色來區(qū)分?jǐn)?shù)據(jù)變化的快慢,因此我們可以通過反復(fù)動作車輛來觀察報文變化情況,如開關(guān)車門,開和關(guān)會引起某個數(shù)據(jù)字節(jié)中的某位產(chǎn)生狀態(tài)變化,由于這種變化是非連續(xù)性的快速變化數(shù)據(jù),在監(jiān)控界面中必然會以藍(lán)色背景顯示,因此我們可以在開關(guān)車門的時候在監(jiān)控界面查找有藍(lán)色變化的報文,并將這些報文用上述的濾波功能過濾出來以縮小監(jiān)視范圍,然后反復(fù)動作車門以確定是哪條報文的某位隨著車門動作在變化,這將很容易辨別,在得出結(jié)論以后,再將該位提取出來并命名然后再動作車門以進(jìn)行驗(yàn)證。當(dāng)然,vspy提供解析報文的功能,比如我們判定圖3中ArbID為510的報文中第二字節(jié)第二位表示車門開關(guān),則可將該位命名為door control,并將該條報文設(shè)置為其它顏色,以方便觀察,解析的結(jié)果如圖5所示,對解析的結(jié)果,vspy還可以將其保存為標(biāo)準(zhǔn)的DBC格式。對于直接監(jiān)視ECU之間的通信,則過程會簡單的多。

 
圖5

        當(dāng)然,如果要解碼ECU的所有報文,工作量會非常大,如果是解碼整個車輛的報文,那可能是需要團(tuán)隊來完成,本文只是對解碼工作做初步探討,拋磚引玉,希望能與大家交流。

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