Qt CAN 버스

CAN(컨트롤러 영역 네트워크)은 호스트 컴퓨터 없이도 애플리케이션에서 마이크로컨트롤러와 디바이스가 서로 통신할 수 있도록 설계된 차량 버스 표준입니다.

개요

메시지 기반 프로토콜로, 원래 자동차 내 멀티플렉스 전기 배선을 위해 설계되었지만 다른 많은 상황에서도 사용됩니다.

CAN 버스 API는 CAN 장치에 액세스하기 위한 몇 가지 공통 API를 제공합니다:

• QCanBus 선택한 플러그인에서 QCanBusDevice 을 생성하는 API를 제공합니다.
• QCanBusDeviceInfo 사용 가능한 CAN 장치에 대한 정보를 제공합니다.
• QCanBusDevice CAN 장치에 직접 액세스하기 위한 API를 제공합니다.
• QCanBusFrame QCanBusDevice 에서 쓰고 읽을 수 있는 CAN 프레임을 정의합니다.

Qt 6.5부터 이 모듈은 원시 CAN 프레임에서 실제 신호 값을 디코딩하고 사용자 데이터를 CAN 프레임으로 인코딩하기 위한 API를 제공합니다:

• QCanSignalDescription CAN 신호를 처리하는 규칙을 제공합니다.
• QCanMessageDescription CAN 메시지 처리를 위한 규칙을 제공합니다. 메시지 설명에는 일반적으로 여러 개의 신호 설명이 포함됩니다.
• QCanUniqueIdDescription CAN 프레임 내에서 고유 식별자를 처리하기 위한 규칙을 제공합니다.
• QCanFrameProcessor QCanMessageDescription , QCanSignalDescription, QCanUniqueIdDescription 클래스에서 제공하는 설명을 사용하여 CAN 프레임을 인코딩 또는 디코딩합니다.
• QCanDbcFileParser DBC 파일에서 메시지 설명을 추출하는 API를 제공합니다.

CAN 버스 플러그인

여러 공급업체에서 CAN 디바이스에 다양한 API를 제공합니다. QtSerialBus 모듈은 다음과 같은 CAN 버스 플러그인 세트를 지원합니다:

커스텀 CAN 플러그인 구현하기

Qt에서 제공하는 플러그인이 필요한 대상 플랫폼에 적합하지 않은 경우 사용자 정의 CAN 버스 플러그인을 구현할 수 있습니다. 구현은 Qt 플러그인 구현의 표준 방법을 따릅니다. 커스텀 플러그인은 $QTDIR/plugins/canbus 에 배포해야 합니다.

각 플러그인은 플러그인을 로드하는 데 사용되는 키를 정의해야 합니다. 이는 작은 json 파일을 통해 이루어집니다. 예를 들어, 소켓스캔 플러그인은 다음을 사용합니다 plugin.json:

{
    "Key": "socketcan"
}

이 키는 CAN 버스 어댑터의 인터페이스 이름과 함께 QCanBus::createDevice()에 전달되어야 합니다. QCanBus 각 플러그인이 중앙 진입점으로 구현해야 하는 QCanBusFactoryV2 인터페이스를 사용하여 플러그인을 로드하고 인스턴스화합니다. 이 인터페이스는 팩토리 역할을 하며 유일한 목적은 QCanBusDevice 인스턴스를 반환하는 것입니다. 위에서 언급한 인터페이스 이름은 팩토리의 QCanBusFactory::createDevice() 메서드를 통해 전달됩니다. 다음은 소켓캔 플러그인의 팩토리 구현입니다:

class SocketCanBusPlugin : public QObject, public QCanBusFactory
{
    Q_OBJECT
    Q_PLUGIN_METADATA(IID "org.qt-project.Qt.QCanBusFactory" FILE "plugin.json")
    Q_INTERFACES(QCanBusFactory)

public:
    QList<QCanBusDeviceInfo> availableDevices(QString *errorMessage) const override
    {
        Q_UNUSED(errorMessage);
        return SocketCanBackend::interfaces();
    }

    QCanBusDevice *createDevice(const QString &interfaceName, QString *errorMessage) const override
    {
        Q_UNUSED(errorMessage);
        auto device = new SocketCanBackend(interfaceName);
        return device;
    }
};

다음 단계는 QCanBusDevice 의 구현을 제공하는 것입니다. 최소한 다음과 같은 순수 가상 함수를 구현해야 합니다:

• QCanBusDevice::open()
• QCanBusDevice::close()
• QCanBusDevice::writeFrame()
• QCanBusDevice::interpretErrorFrame()

open() 및 close() 메서드는 각각 QCanBusDevice::connectDevice() 및 QCanBusDevice::disconnectDevice()와 함께 사용됩니다. 구현에 대한 자세한 내용은 함수 설명서를 확인하세요.

QCanBusDevice::writeFrame()는 QCanBusFrame 의 유효성 및 디바이스가 여전히 연결되어 있는지 등의 건전성 검사를 담당합니다. 검사를 통과하면 프레임을 CAN 버스에 씁니다. 성공하면 QCanBusDevice::framesWritten() 신호를 보내고, 그렇지 않으면 QCanBusDevice::setError()이 적절한 오류 메시지와 함께 호출됩니다. 이 함수는 비동기 쓰기 작업을 구현하는 데에도 사용할 수 있습니다. 적절한 시기에 적절한 신호를 보내는 것은 플러그인 구현자의 책임입니다.

마지막으로, QCanBusDevice::interpretErrorFrame 은 CAN 버스 오류 프레임의 내용을 사람이 읽을 수 있는 오류 문자열로 변환하는 편리한 방법을 제공합니다.