1. CAPL简介

  • CAPL,Communication Access Programming Language,即通信访问编程语言
  • 类C语言

2. CAPL主要用途

  • 仿真节点或模块
  • 仿真时间报文、周期报文或者附加条件的重复报文
  • 使用PC键盘模拟操作按钮等人工操作事件
  • 仿真节点的定时或网络事件
  • 仿真多个时间事件,每个事件都有自己特定行为
  • 仿真普通操作、诊断或生产操作
  • 仿真物理参数或报文的变化
  • 生成错误帧,评估模块和网络软件处理机制
  • 仿真模块或网络错误来评估相关的防错机制
  • 提供网络测试、诊断等功能测试库函数

3. CAPL浏览器

CANoe自带的CAPL Browser是CAPL程序的开发环境。学习CAPL基本语法之前,先来认识下CANoe是如何创建CAPL程序。

3.1 创建CAPL程序文件

1)进入CAPL浏览器:CANoe主界面Tools → CAPL Browser

CAPL程序的文件后缀为.can

3.2 浏览器功能区

1)Home功能区:提供CAPL编译常用功能,包括代码编译以及编译等操作

2)Filter功能区:管理CAPL函数库,可在函数浏览器中屏蔽掉不需要的函数库

3)Debug功能区:提供CAPL编程常用功能,包括代码编译以及变异操作等

注:断点组件智能在debug模式开启的情况下进行操作

4)Layout功能区:设置各子窗口的显示模式

4. CAPL基础语法

基本上学习所有的语法思路都是差不多的,首先是变量与全局变量、数据类型、支持的运算符、流程控制语句以及函数等。

4.1变量的声明与定义

  • 只能使用字母字符、数字和下划线
  • 名称的第一个字符不能是数字
  • 区分大小写字符
  • 不能将CAPL关键字用作名称
  • 不能将CAPL的函数名和对象名用作变量名
  • 变量名的字符长度最好不要超过32个(编译系统只能识别前32个字符)
  • 变量名最好具有易读性,“见名知意”

注:CAPL关键字分类

  • 数据类型关键字:int, byte, long etc.
  • 控制语句关键字:if, else
  • 存储类型关键字:static, extern
  • 其他关键字:const, message

4.2 全局变量与局部变量

全局变量

  • 在variables部分声明全局变量
  • 可通过直接赋值进行初始化,如果没有初始化,编译器自动初始化为0
  • 全局变量的作用域:整个CAPL文件以及与此文件有链接的其他CAPL文件

局部变量

  • 局部变量被静态地创建,初始化只在程序体启动时执行,再次进入程序,局部变量被假定是上一次跳出程序时的值。
  • 局部变量的作用域仅限于当前函数体范围内

4.3简单变量

  • 整型:byte(0-255),word, dword, gword, int, long, int64
  • 字符:char, 可以和byte类型直接转换
  • 浮点型

4.4 复合类型

结构 struct

  • 结构名在程序中必须唯一
  • 简单类型、枚举类型或者其他的结构都可以作为结构的成员

枚举 enum

  • 枚举的成员名必须唯一(否则将有可能代替隐藏数据库中同名的报文和信号)
  • 如果没有在声明枚举的同时对成员进行赋值,编译器将按照成员声明的顺序对成员进行初始化(第一个为0,往后依次加1)

数组 Array

  • CAPL直接用字符串初始化字符数组的行为
  • CAPL也支持多维数组
  • CAPL通过内建函数elCount(数组名)来获得数组成员的个数

4.4 特殊类型

报文

  • 使用关键字message来声明一个报文变量,默认是CAN报文
  • 声明报文变量,有数据库支撑时,完整的声明应包含message ID or message name
  • Message ID以x结尾的ID表示扩展帧
  • *表示这条报文在声明时还不含有CAN ID

诊断报文

  • 通过诊断请求和诊断响应两个对象来实现和ECU之间的诊断服务交互
  • 在声明诊断对象时进行初始化

 diagRequest ServiceQualifier request;

 diagResponse ServiceQualifier response;

注:1)以上语句声明了队形request 和 response,通过给出诊断服务ServiceQualifier进行初始化;2)使用*代替ServiceQualifier,可用于初始化未添加诊断描述的空对象,但是在发送之前对象的数据必须完成具体设置

系统变量

  • 系统变量用来描述某种特殊状态(eg.某种事件的触发)或者记录测量数据
  • 可通过系统定义和用户自定义系统变量
  • 系统变量的作用域在其命令空间内

定时器

  • CAPL提供了两种定时器变量:timer和msTimer
  • timer基于秒
  • msTimer基于毫秒

6. 流程控制

6.1 if语句

If (表达式) 语句;

If (表达式) 语句1; else 语句2

6.2 switch语句

Switch (表达式):

{

Case 常量表达式1: 语句1;

Case 常量表达式2: 语句2;

……

Case 常量表达式n: 语句n;

Default:  语句n+1;

}

6.3 while语句

  • While(表达式) 语句;
  • Do-while语句:

Do

循环语句;

While(表达式)

6.4 for语句

For (<初始化>; <条件表达式>; <增量>) 语句;

  • 初始化:为一赋值语句,给循环变量赋初始值
  • 条件表达式:关系表达式,决定退出循环的条件
  • 增量:定义循环控制变量 变化/单次循环
  • 以上三者可省略,但是;不能少

6.5 break语句

  • break语句用于跳出循环体
  • 在多层循环中,一个break语句之能向外跳出一层

6.6 returen语句

  • 格式: Return 语句;
  • 一般放在函数体的最后
  • 一个函数中可以有多个return语句,但实际运行时只能有一个return语句起作用

7.CAPL程序结构

7.1头文件

Includes

{

}

  • {}中一般放.cin文件,该文件一般是一些可复用的代码段构成

includes

{

  #include "CommonFunction.cin"

  #include "BaseServices.cin"

}

  • 用户可以通过.cin文件搭建自定义的测试框架
  • cin文件中可包含其他的.cin文件,可形成多层的引用结构
  • cin文件中一般存放可复用的代码

7.2 全局变量的声明

Variables

{

}

  • 在此部分声明的全局变量生命周期从仿真开始持续到仿真结束,作用域为整个CAPL文件

variables

{

  int i =0;

  message 100 msg;

  msTimer myTimer;

  byte ECU_Serical_Number[3]= {0x31, 0x32, 0x33};

}

7.3 事件处理 event handler

CAPL采用面向事件的机制满足CANoe对于CAN通信网络建模、仿真、测试和开发。

事件起始关键字on *

On *     /On 后加条件语句,比如message XXX或者是Timer XXX等

{

语句; /实现接下来要含完成的操作

}

关键字this

在CAN报文事件或者变量事件中,用this访问数据内容,

on message 100

{

  byte byte_0;

  byte_0 = this.byte(0);

}

这里的this指代的是前面说的报文100,总之this指代的就是前面提到的事件或者数据。

系统事件

  • 主要用于处理CANoe测量系统的控制功能
  • 常见的系统事件:
  • On prestart:仿真测量初始化
  • On start:CAPL程序开始
  • On prestop:仿真测量停止
  • On stopMeasurement:仿真测量结束

CAN控制器事件

  • 对硬件接口设备中CAN控制器状态变化事件的响应
  • CAN控制器事件有:

CAN报文事件

  • 在CAN总线上有指定的或任意报文出现时调用CAN报文事件
  • 格式为: on message xxx

CAN信号事件

  • CAN总线上出现指定的信号时调用该事件(需要配合DBC文件使用)
  • 格式为:on signal xxx (指定信号的值发生变化时调用)

或者 on signal_update xxx(每次接收到指定信号时均被调用)

定时事件

  • 定时器变量用来创建一个定时事件
  • SetTimer函数用来设定时间间隔
  • 定时器运行到达设定时间间隔触发定时事件 on timer {}
  • 周期性触发需要每次触发结束后使用SetTimer复位
  • cancelTimer函数用来在定时器运行中需要取消计时

variables

{

  message 0x555 msgl;  //将报文0x555起名为msgl

  msTimer myTimer;     //声明一个毫秒计时器

}

on start

{

  setTimer(myTimer,100);    //将定时值设置为100ms并启动

}

//定时器超时,触发以下事件

on timer myTimer

{

  serTimer(myTimer, 100);  //复位定时器

  msgl.byte(0) = msgl.byte(0) +1;  //报文0x555的第一位上数据增加1

  output(msgl);    //发送报文0x555

}

键盘事件

这个事件是用来定义一些在键盘上输入某些字母或者数字,来实现快捷操作的目的。

格式为:On key xxx

//以下事件定义了在键盘上敲击S,write窗口会打印语句“Logging Starts"

on key 's'

{

  write("Logging Starts");

}

错误帧事件

  • 总线上出现错误帧或者过载帧时,错误帧事件将被调用,以进行错误帧处理
  • 格式:on errorframe {}

系统变量事件

  • 该事件是对系统变量发生变化的响应,我们写面板的时候这个语句用的最多

//以下语句定义了系统变量DI_O改变时,触发以下事件

on sysVar IO::DI_O

{

  $Gateway::IOValue1 = @this;  

}

//以下语句定义了系统变量DI_O更新时,触发以下事件

on sysvar_update IO::DI_O

{

  $Gateway::IOValue2 = @this;

}

诊断事件

  • 诊断事件是在诊断请求或诊断响应发生时产生
  • 常用诊断事件

7.4 函数

CAPL其实自身有一个很强大的函数库,几乎可以满足用户绝大部分的需求,包括一些:

  • 计算函数
  • 字符串函数
  • CAN总线函数
  • LIN总线函数
  • 诊断函数
  • 通用函数

同时,用户可可以根据自己的需求,自定义一些满足自己独特需要的函数

  • CAPL函数致力于定义接口,形成模块化的代码以提高代码的重用性
  • 与C的区别有以下几点:1)当返回类型省略时,被默认解释为void类型;2)允许函数包含一个空的形参列表;3)允许重载函数;4)函数可用实参进行类型检查,如果类型不同则检查是否能够通过隐式类型转换,如不能,则无法通过编译; 5)任意维度或大小的数组都可被作为函数参数传递; 6)大部分CAPL支持的数据类型都可以直接声明为函数参数

8. 访问信号和变量

CAPL因为支持总线数据库,所以可以直接访问数据库已定义的报文(message)名称、类型和标识符等属性。访问语法如下:

on message 数据库中报文的名字

{

  此处写要执行的动作;

}

刚开始看CAPL代码对于一些XXX::XXX以及@XXX以及$XXX的表述感觉很奇怪,看不进去。后面才搞清楚了这是CAPL访问数据的特殊表达方式,今天就在这里好好总结一下:

信号、系统变量和环境变量都可以被直接访问和赋值,只是方式稍微有些不同

访问信号

虽然不能通过CAPL定义一个信号,但是却可以通过CAPL访问信号的值,只是我们访问信号的值一般在信号名字前面加上$符号,比如:

a = $EngineSpeed;   //将信号EngineSpeed的值赋给变量a

b = $EngineSpeed.raw;   //将信号EngineSpeed的物理值赋给变量b

$VehicleSpeed = 80;   //将信号VehicleSpeed的值设置为80

有时候也见过这种表达:

$Gateway::VehicleData::VehicleSpeed

这也是信号的一种表达方式,即 节点::报文::信号,这是为了避免重名的信号出现,在前面加上节点、报文也是为了更精确的引用。比如一个学校有好几个叫小明的,你指定是六年级::一班::第三排::王小明,一般就不会找错了。

完成的引用格式是:

channel::Node::Message::Signal

顺便介绍以下这种格式输入的好用的方法:

在要输入信号的CAPL程序位置,点击右键,如下操作,会跳转至数据库文件,找到自己要引用的信号,这样就不用手输入了。变量也是同理。

还有一种常用的又不会出错的引用信号的方式是:

VehicleData.VehicleSpeed = @this;   //VehicleData报文底下的信号VehiclSpeed

访问变量

格式:@变量空间名字::变量名

if((@Engine::Gear ==2)&&(@Power::KeyState==2))

a = @EngineSate;   //直接访问

环境变量也是如此,不过我们也可以用getValue()和putValue()访问变量的值,比如:

a = getvalue(EngineSpeed);   //读取变量EngineSpeed的值并将其赋值给变量a

b = putvalue(EngineSpeed);  //输出变量EngineSpeed的值并将其赋值给变量b

https://drive.google.com/drive/folders/1_cSVP_keU031DxwRtIUy8_EkvKc3seuy?resourcekey=0pAQBb7dxAS3aR27oqVeusQ&%3Busp=sharing&authuser=2&hl=zh-cn

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