Једно решење програмске подршке за парсирање и визуелизацију сигнала садржаних у ТТЛ датотеци - PDF

Description
УНИВЕРЗИТЕТ У НОВОМ САДУ ФАКУЛТЕТ ТЕХНИЧКИХ НАУКА У НОВОМ САДУ Урош Ковачевић Једно решење програмске подршке за парсирање и визуелизацију сигнала садржаних у ТТЛ датотеци ДИПЛОМСКИ РАД - Основне академске

Please download to get full document.

View again

of 44
All materials on our website are shared by users. If you have any questions about copyright issues, please report us to resolve them. We are always happy to assist you.
Information
Category:

Crafts

Publish on:

Views: 21 | Pages: 44

Extension: PDF | Download: 0

Share
Transcript
УНИВЕРЗИТЕТ У НОВОМ САДУ ФАКУЛТЕТ ТЕХНИЧКИХ НАУКА У НОВОМ САДУ Урош Ковачевић Једно решење програмске подршке за парсирање и визуелизацију сигнала садржаних у ТТЛ датотеци ДИПЛОМСКИ РАД - Основне академске студије - Нови Сад, 2013 УНИВЕРЗИТЕТ У НОВОМ САДУ ФАКУЛТЕТ ТЕХНИЧКИХ НАУКА НОВИ САД, Трг Доситеја Обрадовића 6 КЉУЧНА ДОКУМЕНТАЦИЈСКА ИНФОРМАЦИЈА Редни број, РБР: Идентификациони број, ИБР: Тип документације, ТД: Тип записа, ТЗ: Врста рада, ВР: Аутор, АУ: Ментор, МН: Наслов рада, НР: Монографска документација Текстуални штампани материјал Завршни (Bachelor) рад Урош Ковачевић доц. Иштван Пап Једно решење програмске подршке за парсирање и визуелизацију сигнала садржаних у ТТЛ датотеци Језик публикације, ЈП: Језик извода, ЈИ: Земља публиковања, ЗП: Уже географско подручје, УГП: Српски / латиница Српски Република Србија Војводина Година, ГО: Издавач, ИЗ: Ауторски репринт Место и адреса, МА: Нови Сад; трг Доситеја Обрадовића 6 Физички опис рада, ФО: (поглавља/страна/ цитата/табела/слика/графика/прилога) Научна област, НО: Научна дисциплина, НД: Предметна одредница/кључне речи, ПО: УДК Чува се, ЧУ: Важна напомена, ВН: 7/49/0/2/22/0/0 Електротехника и рачунарство Рачунарска техника CAN magistrala, FlexRay magistrala, LIN magistrala, TTL datoteka, XML konfiguraciona datoteka У библиотеци Факултета техничких наука, Нови Сад Извод, ИЗ: Cilj zadatka je realizacija programske podrške za parsiranje TTL i XML datoteka kao i grafičko prikazivanje signala sadržanih u njima. TTL datoteka je dnevnik koji sakuplja informacije koje se razmenjuju u okviru automobila na različitim tipovima automobilskih sprežnih sistema poput CAN, FlexRay, LIN i sličnih. Informacije se sakupljaju preko Data Logger-a, uređaja sa podrškom za veliki broj različitih magistrala, koji prikuplja informacije sa vozila u toku razmene podataka između različitih kontrolnih jedinica (ECU) samog vozila. Podatke čuva u TTL datoteci. Датум прихватања теме, ДП: Датум одбране, ДО: Чланови комисије, КО: Председник: доц. Јелена Ковачевић Члан: доц. Милан Бјелица Потпис ментора Члан, ментор: доц. Иштван Пап УНИВЕРЗИТЕТ У НОВОМ САДУ ФАКУЛТЕТ ТЕХНИЧКИХ НАУКА НОВИ САД, Трг Доситеја Обрадовића 6 КЉУЧНА ДОКУМЕНТАЦИЈСКА ИНФОРМАЦИЈА Accession number, ANO: Identification number, INO: Document type, DT: Type of record, TR: Contents code, CC: Author, AU: Mentor, MN: Title, TI: Monographic publication Textual printed material Bachelor Thesis Урош Ковачевић doc. Иштван Пап One solution softwer support for parsing and visualization of signals contained in TTL files Language of text, LT: Language of abstract, LA: Country of publication, CP: Locality of publication, LP: Serbian Serbian Republic of Serbia Vojvodina Publication year, PY: Publisher, PB: Author s reprint Publication place, PP: Novi Sad, Dositeja Obradovica sq. 6 Physical description, PD: (chapters/pages/ref./tables/pictures/graphs/appendixes) Scientific field, SF: Scientific discipline, SD: Subject/Key words, S/KW: UC 7/49/0/2/22/0/0 Electrical Engineering Computer Engineering, Engineering of Computer Based Systems CAN bus, FlexRay bus, LIN bus, TTL file, XML configuration file Holding data, HD: The Library of Faculty of Technical Sciences, Novi Sad, Serbia Note, N: Abstract, AB: The task is the realization the program for parsing XML files and TTL as well as graphical representation of the signal contained therein. TTL is the log file which collects information exchanged in the car on different types of car system such as CAN, FlexRay, LIN, and similar. Information collected through the Data Logger, the devices with support for a wide variety of buses, which collects information from the vehicle during the exchange of data between different control units (ECU) of the vehicle. The data stored in the TTL file. Accepted by the Scientific Board on, ASB: Defended on, DE: Defended Board, DB: President: doc. Jelena Kovačević Member: doc. Milan Bjelica Menthor's sign Member, Mentor: doc. Ištvan Pap Zahvalnost Zahvalnost Zahvaljujem se Danijelu Spasojeviću i Veliboru Iliću kao i celom TTTech timu koji su mi pomogli pri izradi rada. I Sadržaj SADRŽAJ 1. Uvod Zadatak rada Teorijske osnove CAN magistrala Pre pojave CAN-a Pojava CAN-a CAN u industriji automobila Osobine CAN-a FlexRay magistrala Osobine FlexRay-a LIN magistrala Osobine LIN-a TTL datoteka Sekcija zaglavlja Sekcija podataka Konfiguraciona datoteka Koncept rešenja Parsiranje TTL i konfiguracionih datoteka Izrada aplikacije Programsko rešenje Klasa FileDescription Klasa Header Klasa TraceSection void parsetracesection(int headersize, int signalsize) Klasa CanPayload Klasa Parse Klasa XML Parse void xmlparse() Klasa Signal II Sadržaj 4.8 Klasa Check File Klasa Main Window Opis korisničke sprege Vizuelni elementi Meni Lista prostora za odabir signala i prostor za iscrtavanje Alati za manipulaciju grafika Nazivi odabranih datoteka Dodatne informacije o signalu Postupak ispitivanja Zaključak Literatura III Spisak slika SPISAK SLIKA Slika 1-1.Data Logger...7 Slika 2-2.Mreža u automobilu pre pojave CAN-a [5]...10 Slika 2-3.Mreža CAN magistrale [5]...11 Slika 2-4.FlexRay unutar vozila [8]...14 Slika 2-5.Razlike između glavnih magistrala [7]...15 Slika 2-6.Polja sekcije podataka...16 Slika 2-7.Polja sekcije podataka CAN poruke...17 Slika 2-8.Sadržaj konfiguracione datoteke za jedan signal...18 Slika 3-9.Algoritam koncepta rešenja...20 Slika 4-10.Dijagram hijerarhije klasa...23 Slika 4-11.Word_array[0]...24 Slika 4-12.Word_array[1]...25 Slika 4-13.Izgled aplikacije nakon pokretanja...31 Slika 4-14.Raspored pojedinih oblasti aplikacije...32 Slika 4-15.Opcija open za odabir TTL i konfiguracionih datoteka...33 Slika 4-16.Ponuđene opcije posle klika na zoom...33 Slika 4-17.Prikaz informacija o programu posle klika na opciju about...34 Slika 4-18.Izgled polja za kontrolu izbora nakon otvaranja datoteka...34 Slika 4-19.Iscrtavanje grafika nakon klika na polja za kontrolu izbora...35 Slika 4-20.Nazivi odabranih datoteka...36 Slika 4-21.Dodatne informacije o signalu...36 Slika 5-22.Početna test klasa...37 IV Spisak tabela i skraćenice SPISAK TABELA Tabela 5-1.Pregled testnih slučajeva...38 Tabela 5-2.Rezultati ispitivanja...39 SKRAĆENICE TTL TTX Logger XML Extensible Markup Language WEB World Wide Web WPF Windows Presentation Foundation ID Indentifier SAE Society of Automotive Engineers PCM Powertrain control module OEM Original equipment manufacturer ECU Electronic control unit V Uvod 1. Uvod Automobilska industrija (eng. automotive) je izraz koji pokriva širok spektar kompanija i organizacija u koje su uključene dizajn, razvoj, proizvodnja, marketing i prodaja motornih vozila, motocikala i teretnih vozila. To je jedan od najvažnijih ekonomskih sektora po prihodu u svetu. Termin automobilska industrija ne uključuje industrije posvećene održavanju automobila kao što su radionice za popravku kvarova ili benzinske stanice. Naziv automotive je nastao od Grčke reči autos (samostalno) i latinske reči motivus (kretanje), da predstavlja sve oblike vozila sa sopstvenim pogonom. Predložio ga je član SAE (Society of Automotive Engineers), Elmer Sperry. Istorija industrije automobila počinje godine sa stotinama proizvođača koji razvijaju kočije. Više decenija Amerika je bila vodeća u svetu po proizvodnji automobila godine svet je imao oko automobila u upotrebi, od čega je Američka industrija proizvodila preko 90%. U to vreme je bilo jedno vozilo na svaku petu osobu. Posle Drugog svetskog rata, Amerika je pokrivala 75% ukupne svetske proizvodnje godine vodeću ulogu preuzima Japan, da bi ga Kina prestigla sa 13.8 miliona proizvedenih jedinica. Danas se u svetu proizvede preko jedinica godišnje. [1] Jedna od glavnih stvari koja je pomogla automobilima da omoguće više sigurnosti i pogodnosti je elektronika. Napretkom u tehnologiji i elektronici, proizvođači automobila su bili u mogućnosti da ponude širok spektar servisa i pogodnosti koje je većina novih vlasnika znala da ceni. U bitnije novine koje je elektronika uvela u vozila je Electronic Fuel Injection (EFI), koji obezbeđuje tačno potrebnu količinu goriva za motor. Zamenio je standardni karburator zbog boljih osobina, pre svega jer sprečava preopterećenje motora, njegov ekonomičniji rad, manje zagađenja itd. Tu je i računarska dijagnostika koja je omogućila 6 Uvod vozačima da uoče probleme motora ili druge vrste problema pre nego što se desi kvar. Pre računarske dijagnostike, većina vozača nije znala da sa vozilom nije sve u redu dok se nešto drastično ne desi, kao pregrevanje ili nestanak goriva. Zatim tu je inovacija u vidu all-wheel drive (AWD), nastala godine, koja podrazumeva da sva četiri točka primaju snagu od motora a ne samo dva od njih. Ovim je obezbeđena bolja kontrola vozila kao i bolja vuča po ledu i mokrom putu. Od bitnije elektronike tu su još airbag od godine, global positioning system (GPS), hybrid cars i druge [2]. Kako je elektronika postajala kompleksnija tako se pojavila i potreba za komunikacijom i upravljanjem odnosno programskom podrškom za istu. 1.1 Zadatak rada Cilj zadatka je realizacija programske podrške za parsiranje TTL i konfiguracionih datoteka kao i prikazivanje signala sadržanih u njima. TTL datoteka je dnevnik koji sakuplja informacije koje se razmenjuju u okviru automobila na različitim tipovima automobilskih sprežnih sistema poput CAN, Flexray, LIN i sličnih. Informacije se sakupljaju preko Data Logger-a, (slika 1-1) uređaja sa podrškom za veliki broj različitih magistrala, koji prikuplja informacije sa vozila u toku razmene podataka između različitih kontrolnih jedinica (ECU) samog vozila. Podatke čuva u TTL datoteci. [3] Slika 1-1.Data Logger XML je jezik koji definiše skup pravila za kodiranje dokumenata u format koji je čitljiv i ljudima i mašinama. Projektni ciljevi XML-a naglašavaju jednostavnost, opštost i 7 Uvod upotrebljivost preko interneta. Iako je XML dizajniran sa fokusom na dokumente, široko se koristi i za predstavljanje proizvoljne strukture podataka, na primer za konfigurisanje različitih alata [4]. Cilj ovog rada bio je pisanje C# WPF programa koji parsira TTL datoteku na osnovu zadatih kriterijuma (u XML konfiguraciji) i grafički prikazuje signale u vidu grafova i sličnih vizuelnih komponenti. 8 Teorijske osnove 2. Teorijske osnove Najveći broj funkcija koje se odvijaju u vozilu pored klasičnih analognih i digitalnih signala pokrivaju tri sprežna sistema: CAN, FlexRay i LIN. Ove magistrale su pre svega zadužene za prenos podataka odgovornih za sigurnost u vozilu. 2.1 CAN magistrala CAN je magistrala koju je razvio Robert Bosch i koja je ubrzo prihvaćena u automobilskoj i vazdušno-kosmičkoj industriji. To je magistrala serijskog protokola čiji je cilj povezivanje samostalnih sistema i senzora kao alternativno rešenje za uobičajne više-žične kablove. Omogućava komunikaciju između automobilskih uređaja preko jednosmerne ili dvosmerne linije podataka, brzinom prenosa podataka od 1Mbps. [6] Pre pojave CAN-a Od ranih četrdesetih, proizvođači automobila su konstantno poboljšavali tehnologiju svojih vozila dopunjavanjem i povećanjem broja elektronskih komponenti (slika 2-1). Kako je tehnologija napredovala, vozila su postala više kompleksna jer su elektronske komponente zamenile mehaničke sisteme i pružile dodatnu udobnost, pogodnosti i sigurnosne karakteristike. Sve do pojave CAN magistrale vozila su sadržala ogroman broj električnih vodova, što je bilo neophodno za povezivanje svih raznolikih elektronskih komponenti. Zbog ogromne količine ožičenja, dodatna instalacija je zahtevala od proizvođača ne samo da razumeju kako integrisani sistemi komuniciraju već je zahtevala da brojne veze u vozilu budu ostvarene. 9 Teorijske osnove Da stvar bude gora, kako su prolazile godine ožičenje se razlikovalo između vozila. Rezultat toga je da proizvođač mora biti visoko edukovan i mora ulagati intezivan napor za većinu jednostavne dodatne opreme, ili će prodavnice iskusiti nebrojene sate izgubljenog vremena na rešavanje problema pa čak i skupih reklamacija za oštećenu opremu. Tokom ovog razvoja, specijalizovane radionice su imale sve teži zadatak pronalaska kvalifikovanog osoblja koje je sposobno da izvede svakodnevne instalacije i kao rezultat, morali su ili povećati cenu kao naknadu za zahtevano stručno usavršavanje, ili jednostavno okrenuti se od mušterija koje poseduju zahtevna vozila. [5] Slika 2-2.Mreža u automobilu pre pojave CAN-a [5] Pojava CAN-a Prvo vozilo sa CAN magistralom, BMW 850, se pojavio na tržištu Redukovanjem 2 km ožičenja, ukupna težina vozila značajno je opala za nekih 50 kg, gde je takođe korišćeno samo polovina konektora. Po prvi put svaki od sistema i senzora u vozilu su bili u mogućnosti da komuniciraju sa velikim brzinama (25kbps- 1Mbps) na jednostranoj ili dvostranoj liniji podataka za razliku od prethodnih više-žičnih kablova. Slika 2-2 prikazuje CAN magistralu. 10 Teorijske osnove godine, preko 70% svih prodatih automobila u Severnoj Americi koristi tehnologiju CAN magistrale godine Society of Automotive Engineers (SAE) zahtevalo je da 100% prodatih vozila u Americi koriste CAN komunikacioni protokol, gde Evropska unija ima sličan zakon. [5] Slika 2-3.Mreža CAN magistrale [5] CAN u industriji automobila Moderan automobil može sadržati i do 70 elektronskih kontrolnih jedinica za različite podsisteme. Tipično najveći procesor je kontrolna jedinica motora (PCM), ostali služe za kontrolu transmisije, airbag, sigurnosnu bravu, automatski kontroler brzine, audio sisteme, prozore, vrata, mala podešavanja, baterije i punjenje sistema. Neki od ovih oblika su nezavisni podsistemi, ali komunikacija između ostalih je ključna. Podsistemi kontrolišu aktuatore ili primaju informacije od senzora. CAN standard je osmišljen da ispuni ove potrebe. CAN magistrala može koristiti u vozilu da poveže kontrolnu jedinicu motora i transmisiju ili da poveže kontroler zaključavanja vrata, kontrolu klime, kontrolu sedišta itd. [6] 11 Teorijske osnove Osobine CAN-a Svaki čvor je u stanju da pošalje i primi poruku ali ne istovremeno. Poruka se sastoji prvenstveno od identifikatora (ID), koji ujedno predstavlja prioritet poruke i sekcije podataka od osam bajtova. Poboljšana verzija CAN-a (CAN FD) produžuje sekciju podataka i do 64 bita po poruci. Signal se dekodira preko NRZ (non return to zero) i svi čvorovi ga uočavaju. Uređaji koji su konektovani CAN mrežom tipično su senzori, aktuatori i drugi kontrolni uređaji. Ovi uređaji nisu povezani direktno na magistralu već preko procesora i CAN kontrolera. Ukoliko je magistrala neaktivna (u stanju idle), što je predstavljeno naponom od 5V, bilo koji čvor može početi prenos. Ako dva ili više čvorova počnu slati poruke u isto vreme, poruka sa većim ID-om će preći preko poruka sa slabijim ID-om drugih čvorova, tako da konačno ostaju samo dominantne poruke koje primaju svi čvorovi. Ovaj mehanizam predstavlja primarnu arbitražu magistrale. Poruke sa manjim brojevima ID-ova imaju veći prioritet i biće poslate prve. Svaki čvor zahteva: Procesor domaćina procesor određuje šta primljene poruke znače i koje poruke žele da se šalju. Senzori, aktuatori i kontrolni uređaji mogu biti povezani sa procesorom. CAN kontroler 1. Pri primanju CAN kontroler čuva serijski primljene bite sa magistrale dok cela poruka ne bude dostupna, koju onda može preuzeti procesor. 2. Pri slanju Procesor čuva poslate poruke od kontrolera, koje dalje šalje serijski po bitima na magistralu. Transiver 1. Pri primanju prilagođava nivo signala sa magistrale na nivo koji CAN kontroler očekuje. 2. Pri slanju pretvara poslati signal primljen sa CAN kontrolera u signal za slanje na magstralu Brzina prenosa je 1Mbit/s za razdaljinu do 40m. Za duže razdaljine brzina prenosa opada npr. za 500m prenos je 125kbit/s. CAN koristi standardizovan ISO protokol prenosnog nivoa. [6] 2.2 FlexRay magistrala Flexray je magistralni sistem za komunikaciju velike brzine, otporan na greške. 12 Teorijske osnove Za sigurni napredak automobila, mora doći do: povećanja učinka, brzine, količine i pouzdanosti podataka koji se prenose između jedinica elektronskih kontrolera. Napredne kontrole i sigurnosni sistemi (kombinovani senzori, aktuatori i elektronske kontrolne jedinice) počele su da zahtevaju sinhronizaciju i učinak koji prevazilazi postojeći CAN standard. Nakon godina partnerstva sa OEM (Original Equipment Manufacturer), dobavljačima alata i krajnjim korisnicima, pojavio se FlexRay standard kao komunikaciona magistrala da odgovori novim izazovima u sledećim generacijama vozila. Potrebno je bilo vremena automobilima da se naviknu na novi mrežni standard. Dok FlexRay bude rešavao buduće glavne i zahtevne mrežne zahteve, on neće baciti u drugi plan druga dva standarda, CAN i LIN. Da bi došlo do optimizacije cene i olakšanja u prenosu podataka, sledeće generacije će sadržati FlexRay za zahtevne aplikacije, CAN za osnovne pokretače a LIN za jeftiniju elektronsku opremu. FlexRay je u dosta aspekata stvoren da smanji cenu dok daje dobre preformanse. [7] Osobine FlexRay-a Podržava jednosmenu ili dvosmernu komunikaciju pa može sadržati jedan ili dva para provodnika. Diferencijalni signali na parovima smanjuju efekat šuma na mreži bez skupe zaštite. Dupli kanal često povećava otpornost na greške ili povećava propusni opseg. U početku je FlexRay koristio samo jedan kanal ali kako su aplikacije postajale zahtevnije počelo je korišćenje dvostrukih kanala. FlexRay magistrala zahteva terminator na krajevima, u formi otpornika između parova provodnika. Previše ili premalo otpora može da prekine FlexRay mrežu, tipična Flexray mreža ima otpor između 80 i 100 Ω. [7] Ono što razlikuje FlexRay, CAN i LIN od tradicionalnih mreža kao npr. Ethernet je njihova topologija odnosno izgled mreže. FlexRay podržava jednostavnu multi-drop vezu (jedan provodnik povezuje više jedinica), kao i topologiju zvezde za komplikovanije mreže. Odabir prave topologije pomaže u optimizaciji cene, preformansi i pouzdanosti. Magistrala unutar automobila je prikazana na slici Teorijske osnove Slika 2-4.FlexRay unutar vozila [8] 2.3 LIN magistrala LIN je mrežni serijski protokol koji se koristi za komunikaciju između sastavnih delova vozila. Kako je napredovala tehnologija i implementacija u vozilima, potreba za jeftinijim serijskim mrežama je porasla dok je CAN magistrala bila isuviše skupa za sve delove u automobilu. Evropski proizvđači vozila počeli su koristiti različite serijske topologije, što je dovelo do problema (ne)podudarnosti. Proizvođači u koje spadaju
Related Search
Similar documents
View more...
We Need Your Support
Thank you for visiting our website and your interest in our free products and services. We are nonprofit website to share and download documents. To the running of this website, we need your help to support us.

Thanks to everyone for your continued support.

No, Thanks