CAPL语言

 1. CAPL简介

• CAPL，Communication Access Programming Language，即通信访问编程语言
• 类C语言

2. CAPL主要用途

• 仿真节点或模块
• 仿真时间报文、周期报文或者附加条件的重复报文
• 使用PC键盘模拟操作按钮等人工操作事件
• 仿真节点的定时或网络事件
• 仿真多个时间事件，每个事件都有自己特定行为
• 仿真普通操作、诊断或生产操作
• 仿真物理参数或报文的变化
• 生成错误帧，评估模块和网络软件处理机制
• 仿真模块或网络错误来评估相关的防错机制
• 提供网络测试、诊断等功能测试库函数

3. CAPL浏览器

CANoe自带的CAPL Browser是CAPL程序的开发环境。学习CAPL基本语法之前，先来认识下CANoe是如何创建CAPL程序。

3.1 创建CAPL程序文件

1）进入CAPL浏览器：CANoe主界面Tools → CAPL Browser

CAPL程序的文件后缀为.can

3.2 浏览器功能区

1）Home功能区：提供CAPL编译常用功能，包括代码编译以及编译等操作

2）Filter功能区：管理CAPL函数库，可在函数浏览器中屏蔽掉不需要的函数库

3）Debug功能区：提供CAPL编程常用功能，包括代码编译以及变异操作等

注：断点组件智能在debug模式开启的情况下进行操作

4）Layout功能区：设置各子窗口的显示模式

4. CAPL基础语法

基本上学习所有的语法思路都是差不多的，首先是变量与全局变量、数据类型、支持的运算符、流程控制语句以及函数等。

4.1变量的声明与定义

• 只能使用字母字符、数字和下划线
• 名称的第一个字符不能是数字
• 区分大小写字符
• 不能将CAPL关键字用作名称
• 不能将CAPL的函数名和对象名用作变量名
• 变量名的字符长度最好不要超过32个（编译系统只能识别前32个字符）
• 变量名最好具有易读性，“见名知意”

注：CAPL关键字分类

• 数据类型关键字：int, byte, long etc.
• 控制语句关键字：if, else
• 存储类型关键字：static, extern
• 其他关键字：const, message

4.2 全局变量与局部变量

全局变量

• 在variables部分声明全局变量
• 可通过直接赋值进行初始化，如果没有初始化，编译器自动初始化为0
• 全局变量的作用域：整个CAPL文件以及与此文件有链接的其他CAPL文件

局部变量

• 局部变量被静态地创建，初始化只在程序体启动时执行，再次进入程序，局部变量被假定是上一次跳出程序时的值。
• 局部变量的作用域仅限于当前函数体范围内

4.3简单变量

• 整型：byte（0-255），word, dword, gword, int, long, int64
• 字符：char, 可以和byte类型直接转换
• 浮点型

4.4 复合类型

结构 struct

• 结构名在程序中必须唯一
• 简单类型、枚举类型或者其他的结构都可以作为结构的成员

枚举 enum

• 枚举的成员名必须唯一（否则将有可能代替隐藏数据库中同名的报文和信号）
• 如果没有在声明枚举的同时对成员进行赋值，编译器将按照成员声明的顺序对成员进行初始化（第一个为0，往后依次加1）

数组 Array

• CAPL直接用字符串初始化字符数组的行为
• CAPL也支持多维数组
• CAPL通过内建函数elCount（数组名）来获得数组成员的个数

4.4 特殊类型

报文

• 使用关键字message来声明一个报文变量，默认是CAN报文
• 声明报文变量，有数据库支撑时，完整的声明应包含message ID or message name
• Message ID以x结尾的ID表示扩展帧
• *表示这条报文在声明时还不含有CAN ID

诊断报文

• 通过诊断请求和诊断响应两个对象来实现和ECU之间的诊断服务交互
• 在声明诊断对象时进行初始化

 diagRequest ServiceQualifier request;

 diagResponse ServiceQualifier response;

注：1）以上语句声明了队形request 和 response，通过给出诊断服务ServiceQualifier进行初始化；2）使用*代替ServiceQualifier，可用于初始化未添加诊断描述的空对象，但是在发送之前对象的数据必须完成具体设置

系统变量

• 系统变量用来描述某种特殊状态（eg.某种事件的触发）或者记录测量数据
• 可通过系统定义和用户自定义系统变量
• 系统变量的作用域在其命令空间内

定时器

• CAPL提供了两种定时器变量：timer和msTimer
• timer基于秒
• msTimer基于毫秒

6. 流程控制

6.1 if语句

If (表达式) 语句;

If (表达式) 语句1; else 语句2

6.2 switch语句

Switch (表达式)：

{

Case 常量表达式1： 语句1；

Case 常量表达式2： 语句2；

……

Case 常量表达式n： 语句n；

Default:  语句n+1；

}

6.3 while语句

• While(表达式) 语句；
• Do-while语句：

Do

循环语句;

While(表达式)

6.4 for语句

For (<初始化>; <条件表达式>; <增量>) 语句；

• 初始化：为一赋值语句，给循环变量赋初始值
• 条件表达式：关系表达式，决定退出循环的条件
• 增量：定义循环控制变量 变化/单次循环
• 以上三者可省略，但是；不能少

6.5 break语句

• break语句用于跳出循环体
• 在多层循环中，一个break语句之能向外跳出一层

6.6 returen语句

• 格式： Return 语句；
• 一般放在函数体的最后
• 一个函数中可以有多个return语句，但实际运行时只能有一个return语句起作用

7.CAPL程序结构

7.1头文件

Includes

{

}

• {}中一般放.cin文件，该文件一般是一些可复用的代码段构成

includes

{

  #include "CommonFunction.cin"

  #include "BaseServices.cin"

}

• 用户可以通过.cin文件搭建自定义的测试框架
• cin文件中可包含其他的.cin文件，可形成多层的引用结构
• cin文件中一般存放可复用的代码

7.2 全局变量的声明

Variables

{

}

• 在此部分声明的全局变量生命周期从仿真开始持续到仿真结束，作用域为整个CAPL文件

variables

{

  int i =0;

  message 100 msg;

  msTimer myTimer;

  byte ECU_Serical_Number[3]= {0x31, 0x32, 0x33};

}

7.3 事件处理 event handler

CAPL采用面向事件的机制满足CANoe对于CAN通信网络建模、仿真、测试和开发。

事件起始关键字on *

On *     /On 后加条件语句，比如message XXX或者是Timer XXX等

{

语句； /实现接下来要含完成的操作

}

关键字this

在CAN报文事件或者变量事件中，用this访问数据内容,

on message 100

{

  byte byte_0;

  byte_0 = this.byte(0);

}

这里的this指代的是前面说的报文100，总之this指代的就是前面提到的事件或者数据。

系统事件

• 主要用于处理CANoe测量系统的控制功能
• 常见的系统事件：
• On prestart：仿真测量初始化
• On start：CAPL程序开始
• On prestop：仿真测量停止
• On stopMeasurement：仿真测量结束

CAN控制器事件

• 对硬件接口设备中CAN控制器状态变化事件的响应
• CAN控制器事件有：
• 

CAN报文事件

• 在CAN总线上有指定的或任意报文出现时调用CAN报文事件
• 格式为： on message xxx

CAN信号事件

• CAN总线上出现指定的信号时调用该事件（需要配合DBC文件使用）
• 格式为：on signal xxx (指定信号的值发生变化时调用）

或者 on signal_update xxx（每次接收到指定信号时均被调用）

定时事件

• 定时器变量用来创建一个定时事件
• SetTimer函数用来设定时间间隔
• 定时器运行到达设定时间间隔触发定时事件 on timer {}
• 周期性触发需要每次触发结束后使用SetTimer复位
• cancelTimer函数用来在定时器运行中需要取消计时

variables

{

  message 0x555 msgl;  //将报文0x555起名为msgl

  msTimer myTimer;     //声明一个毫秒计时器

}

on start

{

  setTimer(myTimer,100);    //将定时值设置为100ms并启动

}

//定时器超时，触发以下事件

on timer myTimer

{

  serTimer(myTimer, 100);  //复位定时器

  msgl.byte(0) = msgl.byte(0) +1;  //报文0x555的第一位上数据增加1

  output(msgl);    //发送报文0x555

}

键盘事件

这个事件是用来定义一些在键盘上输入某些字母或者数字，来实现快捷操作的目的。

格式为：On key xxx

//以下事件定义了在键盘上敲击S，write窗口会打印语句“Logging Starts"

on key 's'

{

  write("Logging Starts");

}

错误帧事件

• 总线上出现错误帧或者过载帧时，错误帧事件将被调用，以进行错误帧处理
• 格式：on errorframe {}

系统变量事件

• 该事件是对系统变量发生变化的响应，我们写面板的时候这个语句用的最多

//以下语句定义了系统变量DI_O改变时，触发以下事件

on sysVar IO::DI_O

{

  $Gateway::IOValue1 = @this;  

}

//以下语句定义了系统变量DI_O更新时，触发以下事件

on sysvar_update IO::DI_O

{

  $Gateway::IOValue2 = @this;

}

诊断事件

• 诊断事件是在诊断请求或诊断响应发生时产生
• 常用诊断事件

7.4 函数

CAPL其实自身有一个很强大的函数库，几乎可以满足用户绝大部分的需求，包括一些：

• 计算函数
• 字符串函数
• CAN总线函数
• LIN总线函数
• 诊断函数
• 通用函数

同时，用户可可以根据自己的需求，自定义一些满足自己独特需要的函数

• CAPL函数致力于定义接口，形成模块化的代码以提高代码的重用性
• 与C的区别有以下几点：1）当返回类型省略时，被默认解释为void类型；2）允许函数包含一个空的形参列表；3）允许重载函数；4）函数可用实参进行类型检查，如果类型不同则检查是否能够通过隐式类型转换，如不能，则无法通过编译； 5）任意维度或大小的数组都可被作为函数参数传递； 6）大部分CAPL支持的数据类型都可以直接声明为函数参数

8. 访问信号和变量

CAPL因为支持总线数据库，所以可以直接访问数据库已定义的报文（message)名称、类型和标识符等属性。访问语法如下：

on message 数据库中报文的名字

{

  此处写要执行的动作;

}

刚开始看CAPL代码对于一些XXX::XXX以及@XXX以及$XXX的表述感觉很奇怪，看不进去。后面才搞清楚了这是CAPL访问数据的特殊表达方式，今天就在这里好好总结一下：

信号、系统变量和环境变量都可以被直接访问和赋值，只是方式稍微有些不同

访问信号

虽然不能通过CAPL定义一个信号，但是却可以通过CAPL访问信号的值，只是我们访问信号的值一般在信号名字前面加上$符号，比如：

a = $EngineSpeed;   //将信号EngineSpeed的值赋给变量a

b = $EngineSpeed.raw;   //将信号EngineSpeed的物理值赋给变量b

$VehicleSpeed = 80;   //将信号VehicleSpeed的值设置为80

有时候也见过这种表达：

$Gateway::VehicleData::VehicleSpeed

这也是信号的一种表达方式，即 节点::报文::信号，这是为了避免重名的信号出现，在前面加上节点、报文也是为了更精确的引用。比如一个学校有好几个叫小明的，你指定是六年级::一班::第三排::王小明，一般就不会找错了。

完成的引用格式是：

channel::Node::Message::Signal

顺便介绍以下这种格式输入的好用的方法：

在要输入信号的CAPL程序位置，点击右键，如下操作，会跳转至数据库文件，找到自己要引用的信号，这样就不用手输入了。变量也是同理。

还有一种常用的又不会出错的引用信号的方式是：

VehicleData.VehicleSpeed = @this;   //VehicleData报文底下的信号VehiclSpeed

访问变量

格式：@变量空间名字::变量名

if((@Engine::Gear ==2)&&(@Power::KeyState==2))

a = @EngineSate;   //直接访问

环境变量也是如此，不过我们也可以用getValue()和putValue()访问变量的值，比如：

a = getvalue(EngineSpeed);   //读取变量EngineSpeed的值并将其赋值给变量a

b = putvalue(EngineSpeed);  //输出变量EngineSpeed的值并将其赋值给变量b