Files
templates/doc/setcan/protocan/PROTOCOL.md

190 lines
12 KiB
Markdown
Raw Blame History

This file contains ambiguous Unicode characters
This file contains Unicode characters that might be confused with other characters. If you think that this is intentional, you can safely ignore this warning. Use the Escape button to reveal them.
# ProtoCAN — базовый протокол
Статус: **Stable с зарезервированным загрузочным расширением**<br>
Версия: **1.0**<br>
Порядок байтов payload: **little-endian**, если явно не указано иное
## Назначение
ProtoCAN — прикладной протокол поверх classic CAN 2.0B. Используются только
расширенные 29-битные идентификаторы (`IDE=1`) и payload длиной 0…8 байт.
## Термины
| Термин | Значение |
|---|---|
| ПМ | управляющий модуль |
| прибор | адресуемый узел на шине |
| `DeviceType` | тип прибора, 0…7 |
| `DeviceID` | экземпляр прибора данного типа, 0…15 |
| `MsgType` | класс сообщения или сервис |
| `MsgBody` | 16-битное поле, формат которого зависит от `MsgType` |
Пара `DeviceType/DeviceID` задаёт до `8 × 16 = 128` уникальных адресов.
## Расширенный CAN ID
```text
28 27 26...24 23...20 19...16 15........0
Priority Route DeviceType DeviceID MsgType MsgBody
1 бит 1 бит 3 бита 4 бита 4 бита 16 бит
```
```c
can_id =
((uint32_t)priority << 28) |
((uint32_t)route << 27) |
((uint32_t)device_type << 24) |
((uint32_t)device_id << 20) |
((uint32_t)msg_type << 16) |
msg_body;
```
| Поле | Значения | Назначение |
|---|---|---|
| `Priority` | `0` critical, `1` standard | CAN-арбитраж |
| `Route` | `0` от ПМ, `1` от прибора | логическое направление |
| `DeviceType` | `0…7` | тип прибора |
| `DeviceID` | `0…15` | номер экземпляра |
| `MsgType` | `0…15` | тип сообщения |
| `MsgBody` | `0…65535` | команда, адрес или номер блока |
`Route` не является направлением физического трансивера. Ответ прибора
сохраняет адрес `DeviceType/DeviceID` и устанавливает `Route=1`.
## Реестр `MsgType`
| Код | Имя | Основное направление | DLC | Статус |
|---:|---|---|---:|---|
| `0x0` | `BROADCAST` | ПМ → все | зависит от команды | stable |
| `0x1` | `DISCRETE` | оба | 0…8 | stable |
| `0x2` | `ANALOG` | оба | 0…8 | stable |
| `0x3` | `GAS` | оба | 0/2/4/6/8 | stable |
| `0x4` | `MODBUS_COIL` | оба | 0…8 | stable |
| `0x5` | `MODBUS_DISCRETE` | оба | 0…8 | stable |
| `0x6` | `MODBUS_HOLDING` | оба | 0…8 | stable |
| `0x7` | `MODBUS_INPUT` | оба | 0…8 | stable |
| `0x8` | `ERROR` | прибор → ПМ | 0 | stable |
| `0x9` | `BOOT_CONTROL` | ПМ → прибор | 0/8 | draft |
| `0xA` | `BOOT_DATA_A` | ПМ → прибор | 8 | draft |
| `0xB` | `BOOT_DATA_B` | ПМ → прибор | 8 | draft |
| `0xC` | `BOOT_STATUS` | прибор → ПМ | 8 | draft |
| `0xD` | `BOOT_DISCOVERY` | прибор → ПМ | 8 | draft |
| `0xE` | `SETTINGS` | оба | 0/1/8 | stable |
| `0xF` | `PULSE` | прибор → сеть | 1 | stable |
Подробный формат `0x9…0xD` находится в [BOOTLOADER.md](BOOTLOADER.md).
## Разметки `MsgBody`
| `MsgType` | Биты `MsgBody` |
|---|---|
| broadcast | команда `[15:4]`, параметр `[3:0]` |
| discrete/analog | подтип `[15:12]`, значение/адрес `[11:0]` |
| Modbus | начальный адрес `[15:4]`, количество `[3:0]` |
| GAS | адрес первого 16-битного регистра `[15:0]` |
| error | дополнительная информация `[15:8]`, код `[7:0]` |
| settings | номер сборки `[15:8]`, позиция `[7:0]` |
| boot control/status | `SessionID[15:8]`, команда `[7:0]` |
| boot data | `BlockIndex[15:0]` |
## Общие правила обмена
- Многобайтовые значения в `DATA` передаются little-endian.
- Узел игнорирует адресованные кадры с чужим `DeviceType/DeviceID`.
- Прибор принимает команды ПМ с `Route=0`; ПМ принимает ответы с `Route=1`.
- Стандартные 11-битные CAN ID не являются кадрами ProtoCAN.
- RTR для загрузочного сервиса запрещён.
- Неописанные комбинации `MsgType/MsgBody/DLC` должны отвергаться.
## Эталон упаковки ID
```text
Priority = 1
Route = 0
DeviceType = 3
DeviceID = 5
MsgType = 0x9
MsgBody = 0x0702
CAN ID = 0x13590702
```
Этот пример соответствует `ENTER_BOOT`, `SessionID=7`. Машинные варианты
находятся в [examples/test-vectors.json](examples/test-vectors.json).
## GAS: сквозная карта УКСС и профиль 167/v1
УКСС назначены десятичные ID **0…11999**, блоки по 1000 слов:
`GAS_ID = номер_узла × 1000 + смещение`. Блок 0 — общий резерв;
узлы 1…11 и все границы описаны в
[GAS_ADDRESS_ALLOCATION_167.md](GAS_ADDRESS_ALLOCATION_167.md).
Диапазон 12000…65535 свободен для последующего распределения.
УМП 1 (узел 5) назначены ID 5000…5127, УМП 2 (узел 6) —
6000…6127. Смещения 128…999 зарезервированы. Полный словарь 128 слов,
ограничения LOAD, биты Commands/LOAD_STATUS и соответствие Modbus приведены в
[GAS_MODBUS_MAP_167.md](GAS_MODBUS_MAP_167.md).
Новые ID пока назначены только в документации. Действующий профиль 167/v1
использует Modbus 0x0000…0x007F и окно GAS 0x5000…0x507F;
например, LOAD_CAN_TIMEOUT: Modbus 0x0052, GAS 0x5052,
новые ID 5082/6082. Десятичный ID 5000 не равен hex-адресу 0x5000.
Служебный CAN УМП с маркером 0x1F00 — отдельный транспорт;
его пакет нельзя интерпретировать как обычный payload ProtoCAN GAS.
Словарь и lookup находятся в `python/protocan/gas_167.py` и
`gas_167_registers.json` проекта templates. Парсер обычных кадров GAS
показывает назначенные имена, узел, старые адреса и статус для запросов
и каждого слова ответа; неизвестные и резервные адреса сохраняются raw.
Общая сводка `Decoded.summary` содержит имя каждого назначенного параметра,
УМП 1/2, десятичный ID, hex-адрес и значение в dec/hex. Поэтому имена видны
непосредственно в колонке «Расшифровка» всех клиентов общего декодера:
онлайн-монитор, трассировка, фильтр кадров, ручной разбор и DevBoard_V1.
Полный текст длинной строки доступен во всплывающей подсказке.
Тип сообщения отображается как `GAS (General Address Space)`.
Обычные демо-потоки шины и DevBoard также включают назначенные адреса УМП.
Низкие Modbus-адреса и старое окно не определяют профиль прибора автоматически.
DATA обычного ProtoCAN GAS — до четырёх u16 little-endian; Modbus RTU
передаёт каждое слово старшим байтом вперёд. GUI использует этот же словарь
через совместимый импорт, без собственной реализации карты.
### Демо УМП в SETGUI
Общий список «Протокол» позволяет выбрать `ProtoCAN / GAS`,
`УМП / Balsam 167 (legacy CAN)`, карту `GAS 167/v1` отдельно для УМП 1/2
или `УМП / ProtoCAN GAS — новые ID 5000/6000`.
Выбор перерисовывает уже полученные кадры. Для старой карты номер УМП
выбирается оператором и обозначается «выбран вручную»; низкие адреса
0…127 и окно 0x5000…0x507F сами по себе номер узла не кодируют.
Этот режим накладывает словарь на слова ProtoCAN GAS/Modbus Holding;
он не является декодером служебных CAN-пакетов с маркером 0x1F00.
Профиль Balsam принимает только собственный формат и показывает
несоответствие для чужих кадров. В сводке Commands показаны активные
биты с названиями команд; это не подтверждение их выполнения.
В режиме «Авто» legacy-ID Balsam проверяются первыми. Для корректного
ProtoCAN GAS с целыми словами все адреса кадра сверяются с назначенными
диапазонами УМП. Если все они принадлежат одному узлу, поля Device Name
и Msg Type показывают УМП 1/2; основание выбора записывается в подробности
«Автоопределение». Это распознавание назначенной карты, а не подтверждение
её поддержки прошивкой. Для старых/неизвестных адресов, смешанных диапазонов
и некорректного payload автоматический выбор УМП не выполняется;
сводка сообщает «профиль/узел не определены». Номер Device в ProtoCAN сам
по себе не считается номером УМП. «Демо УМП» запускается с режимом «Авто».
Открыть `CAN → Шина CAN / мост → Настройки → Демо УМП`.
Генератор `python/set_devices/bus_demo.py:UmpDemoSource` моделирует два
узла с демонстрационными адресами `Device Type=3`, `Device=5/6`.
Он передаёт PULSE раз в секунду и четыре GAS-слова каждого узла каждые
250 мс: ID 5000…5127 и 6000…6127, полный обход за 8 секунд.
Это имитация назначенной карты, а не эмуляция текущего транспорта 167/v1.
Кадры проходят обычное кадрирование AA 55, CRC и общий парсер ProtoCAN.
Их можно смотреть в онлайн-мониторе, трассировке и адресном пространстве;
в буфере сессии и его CSV источник обозначен `DEMO УМП`.
Значения синтетические, в формате raw u16. LOAD_STATUS показывает RUN
(бит 3), LOAD_ATTEMPTS — 0, LOAD_CAN_TIMEOUT — 1000 мс.
Кнопка «Стоп демо УМП» останавливает поток. Для запуска нужно отключить
COM-порт и CAN-снифер; генератор работает локально без передачи в оборудование.