终端--通信和传输协议

核心概念

工作模式  传输时序

硬件

感知芯片-Perception chip  SoC称为系统级芯片，也有称片上系统System-on-a-Chip
微控制单元(Microcontroller Unit；MCU)
ECU（Electronic Control Unit）电子控制单元
线控： 线控- drive-by-wire  
  线控执行主要包括线控制动、转向和油门
  ECU（电控单元）

硬件连接关系

硬件设计方案
  SPI（Serial Peripheral Interface，串行外设接口）是一种高速、全双工、同步通信总线，
  允许嵌入式处理器与各种外围设备以串行方式进行通信、数据交换
  连接方案
    只有一个maser、一个slave时，将master与slave上名字相同的4对接口两两互联，即可完成了接口的互联

引脚

  通信使用3根线完成：（1）地线，（2）发送数据线，（3）接收数据线。
      RS-232通信方式允许简单连接三线：Tx、Rx和地线
      串口通信最重要的参数是波特率、数据位、停止位和奇偶校验
  SPI它只需4条线：
	 -SCLK (Serial Clock，也叫SCK、CLK） 接口时钟，master输出至slave的通讯时钟。
	    串行时钟线
     - MOSI(Master Output Slave Input，也叫SIMO、MTSR、DI、DIN、SI）自master输出至slave的数据线。
	    主机输入/从机输出数据线(MISO)
     - MISO(Master Input Slave Output，也叫SOMI、MRST、DO、DOUT、SO）自slave输出至master的数据线。
	   主机输出/从机输人数据线(MOSI)
     - SS  (Slave select，也叫 NSS、CS、CSB、CSN、EN、STE、SYNC）master对slave的片选信号，自master输出至slave，低有效  
	     低电平有效的从机选择线(NSS) 	

传输协议

    SPI 是串行外设接口（Serial Peripheral Interface）
      （RS-232、RS-422与RS-485的标准与应用）
      （RS-232、RS-422与RS-485的标准与应用）
    USB（Universal Serial Bus）
      COM接口就是遵循RS232标准的物理口。
	  COM口指串口的物理实现，而RS232是一种串口接口标准
	GPIO G英文全称为 General-Purpose IO ports,也就是通用IO口 
 串口按位（bit）发送和接收字节。尽管比特字节（byte）的串行通信慢，
    但是串口可以在使用一根线发送数据的同时用另一根线接收数据

基本过程

   通信由主设备发起，主设备通过 CS 选择要通信的从设备，
   然后通过 SCLK 给从设备提供时钟信号，
   主设备的数据通过 MOSI 输出给从设备，
   同时主设备通过MISO 接收从设备发送的数据

优缺点

  SPI的缺点：没有指定的流控制，没有应答机制确认是否接收到数据
  SPI 的优点：可以同时发出和接收串行数据；

SPI控制器的结构

	 主要波特率发生器、主控逻辑、收发缓冲、控制部分等几大部分组成

SPI调试

SPI 通信的调试有多种方法，可以通过逻辑分析仪、示波器和变量观察法

分层

  SPI 物理层-硬件实现
  SPI 驱动层-通信协议层
  SPI 链路传输层--通信协议管理，应用数据分片等
  SPI 应用层
     周期性报文--结构化输出输出
	 数据格式-- Header+ content
	   Header
	        MessageID  MeasageName  MessageDirection   MessageDescription

开发代码集成

 操作系统调用
 驱动

CAN信号的数据形式

 汽车电子范畴常用到的两种数据库：dbc，CDD（还有一种用于标定的数据库A2L）。
   DBC解析属于收发报文之后的事情

dbc；

dbc（data base CAN）文件描述单一CAN网络中各逻辑节点信息，
      依据该文件可以用来监视何分析CAN网络中所有逻辑节点的运行状态信息。习惯叫它通信数据库
     比如现在以车载娱乐系统为例，作为与车载其他节点数据交互频繁的节点，
	 车载娱乐系统需要实时反馈其他节点状态。最典型的莫过于与倒车雷达和车身空调控制器的交互。
     OEM在研发款新车时，会先确定整车网络拓扑（谁是网管，谁是其中网络节点）。
     对于CAN网络，会定义网络通信内容。确定网络中有那些节点（Nodes）、用到那些CAN通信报文（Messages）、报文中包含那些信号（Signals）。
     这些内容一般存在方式是Excel或者PDF文件。这时将其内容编辑成数据库形式：

    1、 数据库为dbc；
    2、 编辑工具为CANdb++ Editor
 二
   CDD是业界常用的诊断数据库，通过CANdelaStudio工具编辑生成

Vector软件 CANdb++

 Vector品牌下的CANdb++软件产品编辑器提供了可视化的选项中包含的数据容易DBC数据库和修改数据。 
 为此它包含专业、面向应用的数据视图
 DBC数据库中描述的属性可以网络,ecu连接到总线,消息和信号。 
     CANdb + +编辑器提供了可视化的选项中包含的数据容易DBC数据库和修改数据。 为此它包含专业、面向应用的数据视图。 
     CANdb + +编辑器支持开发人员在开发过程的不同阶段:
     DBC文件的创建
     向现有DBC添加消息和信号数据库
     发射和接受关系的定义
     仿真的定义环境变量
     添加特殊消息用于测试目的
     添加消息校准ecu

初始化阶段

 demo车，通常软件模块使用ROS作为middleware进行开发，
   在ROS系统上运行 peception model, localization model, path planning model 等，
   control model的ROS节点发出制动油门转向信号，通过CAN网络控制车辆的加减速和转向
CAN硬件连接：
    01.计算机通过Kvaser Leaf hardware硬件连接CAN上某一节点，
    使用kvaser canking发送模拟CAN信号--CAN总线分析仪- Kvaser 模拟CAN节点
    02.启动另外一台计算机，在ubuntu系统下导入socket_can模块
     启动ROS程序，初始化ROS package：'socket_can',编译‘listener.cpp’,'talker.cpp'和‘socket_can.cpp’代码，
       代码使用socket_can包实现ROS和CAN通信功能
    启动 talker和listener两个nodes，观察CAN与ROS通信结果
感知硬件连接:
     Camera： camera --视频采集卡(Video Capture card)  将视频信号采集到电脑中，以数据文件的形式保存在硬盘上
     lidar
     Radar
涉及
  ROS, socket-can, CAN卡的驱动
 说明
 Socket CAN涉及到CAN总线协议、套接字、Linux网络设备驱动等。
 （1）CAN总线协议；
 （2）Socket原理；
 （3）Linux网络设备驱动
 
 CAN是ControllerArea Network（控制器局域网）
 	    CAN被细分为三个层次：
                    （1）CAN对象层（the object layer）；
                    （2）CAN传输层（the transfer layer）；
                    （3）CAN物理层（the phyical layer）
 Socket采用C/S模型进行设计的，即Client/Server，面向客户端—服务器模型
      数据报套接字（SOCK_DGRAM）
 	 字节流套接字（SOCK_STREAM）
 	 原始套接字（SOCK_ROW）

芯片-嵌入式开发

###固件
  固件其实就是放在存储介质上的数据，当嵌入式板子启动时，
     能够从特定的位置找到这些文件，使得板子能够跑起来，这些文件就是固件
    嵌入式板子上电后，会去特定的位置寻找uboot，uboot初始化内存，初始化串口，设置linux启动参数以后，
   会将内核从flash中加载到内存。然后内核会去挂载根文件系统并启动init
  固件是指设备内部保存的设备“驱动程序”，通过固件，
    操作系统才能按照标准的设备驱动实现特定机器的运行动作，比如光驱、刻录机等都有内部固件
###上位机  
 通讯
  芯片--芯片与芯片之间数据交互通信，芯片与上位机数据交互通信
   通信协议：
        各通信层
   	 各通信层的数据格式-Message Formats
   芯片的硬件
      芯片的连接方式--硬件的连接关系
      SPI总线
      通信层--物理层 驱动层 数据链路层 传输层 应用层
	开发上位机软件 和使用上位机软件
		开发平台：Qt 使用C++
           WinForm 使用C#
        通信链路： 网线和串行线
        基本操作： 读和写
                  读： 读取网口给的数据，读取结果
        		  写： 启动仪器，修改仪器参数
###下位机--设备 
            名称- 传输方式-通信协议-数据
###目标处理器
    目标处理器或者 仿真器（emulator）和模拟器（simulator） 
        仿真器（emulator）的目的是作为目标系统的替代品，可以完全替代目标系统，完成其对外的功能，
		即仿真器系统只需要保证呈现给外部的行为跟目标系统一致	  
  -- linux下面的开发大多是使用通用的网络协议
###烧录：
   ####开发阶段：
      预留下载接口进行固件下载，
	  芯片烧录系统
   ####流片阶段
      在电子设备smt焊接之前通过芯片适配座和特定的烧录器对mcu进行烧录和初始化变量

参考

 SPI接口扫盲 SPI定义/SPI时序(CPHA CPOL)  https://blog.csdn.net/douqingl/article/details/50452355
 Linux下若没有SPI控制器，GPIO火速来救主！https://my.oschina.net/u/4280959/blog/4776730
 SPI通信协议介绍及调试方法
 CAN报文DBC解析的编程方法说明 https://www.vecll.com/news/10.html
 自动驾驶系统：CAN与ROS通信  https://zhuanlan.zhihu.com/p/48632100