Qt CAN 버스

CAN(Controller Area Network)은 호스트 컴퓨터가 없는 애플리케이션에서 마이크로컨트롤러와 장치들이 서로 통신할 수 있도록 설계된 차량용 버스 표준입니다.

개요

이 프로토콜은 메시지 기반 프로토콜로, 원래 자동차 내부의 다중 전기 배선을 위해 설계되었지만 다른 여러 분야에서도 사용됩니다.

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

• QCanBus 선택한 플러그인을 사용하여 CAN 장치 객체( QCanBusDevice )를 생성하는 API를 제공합니다.
• QCanBusDeviceInfo 사용 가능한 CAN 장치에 대한 정보를 제공합니다.
• QCanBusDevice CAN 장치에 직접 액세스할 수 있는 API를 제공합니다.
• QCanBusFrame QCanBusDevice 에서 읽고 쓸 수 있는 CAN 프레임을 정의합니다.

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

• QCanSignalDescription CAN 신호를 처리하기 위한 규칙을 제공합니다.
• QCanMessageDescription CAN 메시지를 처리하기 위한 규칙을 제공합니다. 메시지 설명에는 일반적으로 여러 신호 설명이 포함됩니다.
• QCanUniqueIdDescription CAN 프레임 내의 고유 식별자를 처리하기 위한 규칙을 제공합니다.
• QCanFrameProcessor QCanMessageDescription, 및 클래스에서 제공하는 설명을 사용하여 CAN 프레임을 인코딩하거나 디코딩합니다. QCanSignalDescription QCanUniqueIdDescription
• QCanDbcFileParser DBC 파일에서 메시지 설명을 추출하기 위한 API를 제공합니다.

CAN 버스 플러그인

여러 공급업체에서 각기 다른 액세스 API를 갖춘 CAN 장치를 제공합니다. QtSerialBus 모듈은 다음의 CAN 버스 플러그인 세트를 지원합니다:

사용자 정의 CAN 플러그인 구현

Qt에서 제공하는 플러그인이 필요한 대상 플랫폼에 적합하지 않은 경우, 사용자 정의 CAN 버스 플러그인을 구현할 수 있습니다. 구현 방법은 Qt 플러그인을 구현하는 표준 방식을 따릅니다. 사용자 정의 플러그인은 $QTDIR/plugins/canbus 에 배포되어야 합니다.

각 플러그인은 플러그인을 로드하는 데 사용되는 키를 정의해야 합니다. 이는 작은 JSON 파일을 통해 이루어집니다. 예를 들어, socketcan 플러그인은 다음과 같은 plugin.json 를 사용합니다:

{
    "Key": "socketcan"
}

이 키는 CAN 버스 어댑터의 인터페이스 이름과 함께 QCanBus::createDevice()에 전달되어야 합니다. QCanBus 는 각 플러그인이 중앙 진입점으로 구현해야 하는 QCanBusFactoryV2 인터페이스를 사용하여 플러그인을 로드하고 인스턴스화합니다. 이 인터페이스는 팩토리 역할을 하며, 유일한 목적은 ` QCanBusDevice ` 인스턴스를 반환하는 것입니다. 앞서 언급한 인터페이스 이름은 팩토리의 ` QCanBusFactory::createDevice()` 메서드를 통해 전달됩니다. 다음은 socketcan 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 다음의 순수 가상 함수들은 구현되어야 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 참조하십시오.

QCanBusDevice::writeFrame()는 QCanBusFrame 의 유효성 및 장치가 여전히 연결되어 있는지 여부와 같은 정상성 검사를 담당합니다. 검사가 통과되면 프레임을 CAN 버스에 기록합니다. 성공 시 QCanBusDevice::framesWritten() 신호를 발생시키고, 그렇지 않은 경우 적절한 오류 메시지와 함께 QCanBusDevice::setError()가 호출됩니다. 이 함수는 비동기 쓰기 작업을 구현하는 데에도 사용할 수 있습니다. 적절한 시점에 적절한 신호를 발생시키는 것은 플러그인 구현자의 책임입니다.

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