CAN バス & J1939 デコーダー

このツールは、CAN（コントローラエリアネットワーク）および SAE J1939 プロトコル分析を包括的にサポートします。CAN は自動車および産業アプリケーションで主流の通信規格であり、J1939 は大型車両やオフロード機器向けに CAN を拡張したものです。

J1939 プロトコルの理解

SAE J1939 は、29 ビット拡張識別子を持つ CAN 2.0B 上に構築された上位レイヤープロトコルです。29 ビット CAN ID は、メッセージのルーティングと優先度を定義する複数のパラメータをエンコードします。

J1939 識別子構造

29 ビット識別子は個別のフィールドに分割されます。最上位から最下位まで、優先度（3 ビット）、予約/EDP（1 ビット）、データページ（1 ビット）、PDU フォーマット（8 ビット）、PDU 特定（8 ビット）、ソースアドレス（8 ビット）で構成されます。このエンコーディングにより、車両ネットワーク内で効率的なメッセージ優先順位付けとアドレッシングが可能になります。

パラメータグループ番号（PGN）

PGN は J1939 の基本的なアドレッシングメカニズムです。送信されるデータの種類と内容を識別します。PGN は PDU フォーマットと PDU 特定フィールドから導出され、解釈はメッセージが PDU1 形式か PDU2 形式かによって異なります。

PDU フォーマットが 240（0xF0）未満の場合、メッセージは宛先指定アドレッシングの PDU1 形式です。PDU 特定フィールドには宛先アドレスが含まれます。PDU フォーマットが 240 以上の場合、メッセージはブロードキャストメッセージ用の PDU2 形式であり、PDU 特定は PGN 自体の一部になります。

信号抽出方法

J1939 および CAN プロトコルは、8 バイトのデータフレーム内に複数の信号をエンコードします。各信号には、定義された開始ビット位置、ビット長、バイトオーダーがあります。このツールは、Intel（リトルエンディアン）と Motorola（ビッグエンディアン）の両方のバイトオーダー規則をサポートしています。

物理値は、標準式を使用して生の信号値から計算されます：物理値 = 生の値 × 係数 + オフセット。この変換により、バイナリセンサー読み取り値を温度、圧力、速度などの意味のある工学単位に変換します。

一般的な J1939 PGN

• PGN 65262（0xFEEE）- エンジン温度 1：エンジン冷却水温、燃料温度、オイル温度の読み取り値を含みます。
• PGN 61444（0xF004）- 電子エンジンコントローラ 1：実際のエンジントルク、ドライバー要求トルク、エンジン回転数（RPM）を報告します。
• PGN 65265（0xFEF1）- クルーズコントロール/車速：ホイールベースとエンジンベースの車速測定値を提供します。
• PGN 65269（0xFEF5）- 周囲条件：気圧、周囲温度、エンジン吸気温度を含みます。
• PGN 65263（0xFEEF）- エンジン液体レベル/圧力：燃料供給圧力、オイル圧力、冷却水圧力を報告します。

実用的なアプリケーション

• ECU 開発：組み込みコントローラ開発と統合テスト中にメッセージ形式を検証します。
• 車両診断：ライブ CAN トラフィックを分析して通信問題のトラブルシューティングとセンサー読み取り値の検証を行います。
• フリートテレマティクス：燃料消費監視、エンジン稼働時間追跡、予知保全のために J1939 データを解析します。
• パワートレインキャリブレーション：パフォーマンスチューニングと排出ガス規制適合検証のためにエンジンパラメータを抽出します。
• プロトコル学習：実際のメッセージ例のハンズオンデコードを通じて J1939 プロトコル構造を学びます。

バイトオーダー規則

Intel（リトルエンディアン）は最下位ビットとバイトから始まり、x86 プロセッサや多くの現代の ECU で一般的に使用されます。Motorola（ビッグエンディアン）は最上位ビットとバイトから始まり、CAN や自動車アプリケーションで伝統的に使用されています。正確な信号解釈には、正しいバイトオーダーを選択することが重要です。

ツール機能の概要

この包括的な CAN バスデコーダーは、4つの主要な機能モジュールを提供し、さまざまな車両ネットワーク分析のニーズに対応します：

• ID デコード：29 ビット J1939 拡張 ID または 11 ビット標準 ID を解析。優先度、PGN、ソースアドレス、宛先アドレス、PDU フォーマット情報を抽出。
• データ抽出：設定可能な開始ビット、ビット長、バイトオーダーを使用して 8 バイト CAN フレームから信号値を抽出。符号付き/符号なし整数と IEEE 754 浮動小数点型をサポート。
• ログビューア：Linux candump、Vector ASC、PCAN TRC を含む複数の形式の CAN ログファイルを解析。CAN ID でフィルタリングし CSV にエクスポート可能。
• DBC デコーダー：Vector CANdb++ DBC ファイルをロードしてすべての信号を自動デコード。メッセージの閲覧、信号の検索、ノードの表示、クイック信号デコードを実行。

DBC ファイルサポート

DBC（CAN データベース）ファイルは、メッセージ、信号、ノード、値説明を含む CAN 通信の完全な構造を定義します。このツールは Vector CANdb++ 形式の DBC ファイルを完全にサポートします。

DBC ファイルをロードすると、定義されたすべてのメッセージとそのサイクルタイムと信号数を閲覧し、名前や単位で数千の信号を検索し、ECU ノードとその送信メッセージを表示し、事前定義された信号定義を使用して生の CAN データをすばやくデコードできます。

DBC パーサーは以下をサポート：メッセージ定義 (BO_)、信号定義 (SG_)、ノード宣言 (BU_)、値説明 (VAL_)、コメント (CM_)、属性（サイクルタイムや初期値を含む）、Intel/Motorola バイトオーダー、符号付き/符号なし値型。

サポートされる入力形式

柔軟性のために複数のデータ入力形式をサポート：

• 16進数スペース区切り：バイトをスペースで区切った標準形式。例：FF 00 11 22 33 44 55 66
• 16進数スペースなし：スペースなしの連続し16進数文字列。例：FF00112233445566
• Base64：Base64 エンコードされたバイナリデータ。例：/wARIjNEVWY=
• C/C++ 配列：C スタイルの配列表記。例：0xFF, 0x00, 0x11, 0x22, 0x33, 0x44, 0x55, 0x66

ログファイル形式

ログビューアは一般的な CAN ログ形式の自動検出をサポート：

• Linux candump：(1234567890.123456) can0 18FEF100#FF00112233445566
• Vector ASC：0.000000 1 18FEF100x Rx d 8 FF 00 11 22 33 44 55 66
• PCAN Trace：1) 1234.5 18FEF100 8 FF 00 11 22 33 44 55 66

トランスポートプロトコルサポート

J1939 トランスポートプロトコル (TP) は 8 バイトを超えるメッセージの送信を可能にします。TP 再組み立てを有効にすると、マルチフレームメッセージ（BAM および CMDT）を自動的に完全なデータペイロードに組み合わせて分析できます。