【开源分享】can-utils：深入解析 Linux CAN 工具集

文章目录

• 深入解析 Linux CAN 工具集：can-utils 完全指南
• • 什么是 can-utils？
  • 核心工具介绍
  • • 1. 基础工具
    • 2. 高级工具
    • 3. CAN FD 工具
    • 4. J1939 协议工具
    • 5. ISO-TP 工具
  • 实际应用案例
  • • 案例1：汽车 ECU 通信分析
    • 案例2：CAN 总线负载测试
    • 案例3：ISO-TP 诊断协议交互
  • 安装与配置
  • • Ubuntu/Debian 安装
    • 从源码编译
    • 交叉编译（如 aarch64）
  • 高级技巧
  • 常见问题解决
  • 结语

深入解析 Linux CAN 工具集：can-utils 完全指南

CAN (Controller Area Network) 总线是汽车电子和工业自动化领域广泛使用的通信协议。在 Linux 系统中，SocketCAN 子系统提供了对 CAN 设备的支持，而 ​​can-utils​​ 则是与之配套的用户空间工具集。本文将全面介绍 can-utils 的功能、使用方法和实际应用场景。

什么是 can-utils？

can-utils 是 Linux-CAN/SocketCAN 项目的官方工具集，提供了一系列用于配置、监控和测试 CAN 总线的命令行工具。这些工具可以直接与 Linux 内核的 SocketCAN 接口交互，无需额外的驱动或中间件。

项目地址：https://github.com/linux-can/can-utils

核心工具介绍

1. 基础工具

• ​​candump​​ - CAN 数据监听器

  candump can0 # 监听 can0 接口的所有帧candump can0,123:7FF # 监听特定 CAN ID 范围

• ​​cansend​​ - 发送单帧 CAN 数据

  cansend can0 123#1122334455667788

• ​​cangen​​ - CAN 帧生成器

  cangen can0 # 生成随机 CAN 帧cangen can0 -g 100 -I 123 -D 1122334455667788 # 指定参数生成

• ​​canbusload​​ - CAN 总线负载监控

  canbusload can0@1000000 # 监控 1Mbps 总线的负载

2. 高级工具

• ​​canplayer​​ - 重放记录的 CAN 数据

  canplayer -I candump.log

• ​​cansniffer​​ - 交互式 CAN 嗅探器

  cansniffer -l can0

• ​​cangw​​ - CAN 网关工具

  cangw -A -s can0 -d can1 -e # 将 can0 的帧转发到 can1

3. CAN FD 工具

• ​​canfdtest​​ - CAN FD 测试工具

  canfdtest can0

4. J1939 协议工具

• ​​j1939cat​​ - J1939 数据交互工具

  j1939cat -r can0:0x80

• ​​j1939spy​​ - J1939 协议监听器

  j1939spy can0

5. ISO-TP 工具

• ​​isotpsend/isotprecv​​ - ISO-TP 协议收发工具

  isotprecv can0 -s 7E0 -d 7E8isotpsend can0 -s 7E0 -d 7E8 -p 00 11 22 33

实际应用案例

案例1：汽车 ECU 通信分析

# 监听所有 CAN 帧并记录candump -l can0# 过滤特定 ECU 的通信 (假设 ECU ID 为 0x7E0)candump can0,7E0:7FF

案例2：CAN 总线负载测试

# 在 can0 上生成高负载流量cangen can0 -g 0 -D i -L 8 -p 10# 在另一个终端监控总线负载canbusload can0@500000 # 500kbps 总线

案例3：ISO-TP 诊断协议交互

# 终端1：启动接收端isotprecv can0 -s 7E0 -d 7E8# 终端2：发送诊断请求isotpsend can0 -s 7E8 -d 7E0 -p 01 0A

安装与配置

Ubuntu/Debian 安装

sudo apt install can-utils

从源码编译

git clone https://github.com/linux-can/can-utils.gitcd can-utilsmakesudo make install

交叉编译（如 aarch64）

make CC=aarch64-linux-gnu-gcc AR=aarch64-linux-gnu-ar

高级技巧

1. ​​使用 candump 过滤特定帧​​:

   candump can0,123:7FF,456:7FF # 只监听 ID 0x123 和 0x456

2. ​​记录和重放 CAN 数据​​:

   # 记录candump -l can0# 重放canplayer -I candump.log

3. ​​组合使用工具​​:

   candump can0 | grep \"123\" | cansend can1

4. ​​使用 cansniffer 进行实时分析​​:

   cansniffer -l can0 -t 0.5 -a

常见问题解决

1. ​​\"SIOCGIFINDEX: No such device\" 错误​​

   • 确保 CAN 接口已正确配置:

     sudo ip link set can0 type can bitrate 500000sudo ip link set up can0

2. ​​CAN FD 无法工作​​

   • 确保内核支持 CAN FD 并正确配置接口:

     sudo ip link set can0 type can bitrate 500000 dbitrate 2000000 fd on

3. ​​权限问题​​

   • 将用户加入 dialout 组或使用 sudo:

     sudo usermod -a -G dialout $USER

结语

can-utils 工具集为 Linux 平台上的 CAN 总线开发提供了强大支持，从简单的帧收发到复杂的协议分析都能胜任。掌握这些工具可以大大提高汽车电子、工业控制等地方的开发效率。建议读者结合具体项目实践，逐步探索这些工具的高级用法。

​​延伸阅读​​:

• SocketCAN 官方文档

• CAN 协议详解

• J1939 协议标准