Slides da minha palestra apresentada na JEEL - Jornada da Engenharia Elétrica- da UFU em 2017, em que tratei de falar sobre sistemas Linux Embarcados em aplicações de automação com interface a rede CAN para troca de dados e monitoramento.

1. Rede CAN em Linux
Embarcado para
Aplicações Conectadas
Prof. André Márcio de Lima Curvello – contato@andrecurvello.com.br

2. Sobre mim
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André Márcio de Lima Curvello
• Engenheiro de Computação – USP São Carlos
• MBA em Gestão de TI - UNIFRAN
• Mestre em Ciências – USP São Carlos
• Analista de Tecnologia – Padtec S/A
• Articulista do Portal Embarcados e FilipeFlop
• Professor na Pós-Graduação em Sistemas
Embarcados – UNISAL São José – Campinas

3. “Se não puder voar, corra.
Se não puder correr, ande.
Se não puder andar, rasteje.
Mas continue em frente de
qualquer jeito.
Martin Luther King

4. !
Linux e CAN
Vamos começar pelas partes
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5. O que é Linux Embarcado?
▸ Mesmo Linux que o usado em um PC
▸ Mas com algumas “adaptações” para sistemas
embarcados
▸ Precisa de um sistema com microprocessador
▸ Uso em ascensão!
▸ Redução de custos de componentes
▸ Facilidade no desenvolvimento e manutenção
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6. 6

7. O que é Linux Embarcado?
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8. O que é Linux Embarcado?
▸ Linux Embarcado favorece aplicações que usem:
▸ Recursos multimídia (áudio, fotos, vídeos)
▸ Rede
▸ Criptografia
▸ Banco de Dados
▸ Interface Gráfica
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9. O que é Linux Embarcado?
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10. Linux Embarcado - Estrutura
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Fonte: Traduzido pelo Sergio Prado de http://free-electrons.com/
Fonte: http://free-electrons.com/

11. E a CAN?
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12. O que é Rede CAN?
▸ Desenvolvido pela Bosch para redes de
comunicação veiculares na década de 80
▸ Publicado em 1986 na SAE
▸ Troca de mensagens entre ECUs
▸ Electronic Control Unit
▸ Robusto em ambientes com ruído!
▸ Baixo custo
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13. O que é Rede CAN?
▸ Protocolo multi-mestre
▸ Broadcast
▸ Comunicação serial
▸ Baseado em mensagens
▸ Sem “endereços”
▸ IDs
▸ Mensagens
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14. O que é Rede CAN?
Standard CAN – Versão 2.0A
▸ ID de 11 bit
▸ 2048 ids diferentes!
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Fonte: http://www.ti.com

15. Transmissão de dados em CAN
15
Fonte: https://www.linkedin.com/pulse/automotive-can-bus-system-explained-kiril-mucevski

16. Transmissão de dados em CAN
16
Fonte: https://www.linkedin.com/pulse/automotive-can-bus-system-explained-kiril-mucevski

17. Topologia de uma rede CAN
17
Fonte: https://www.linkedin.com/pulse/automotive-can-bus-system-explained-kiril-mucevski

18. Topologia de um nó em CAN
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Fonte: http://www.ti.com

19. CAN Controller?
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20. CAN Transceiver?
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SN65HVD230
Fonte: http://www.ti.com

21. CAN Controller + Transceiver?
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22. CAN – Muito usado nos veículos!
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23. A IntegraçãoA integração de um sistema operacional
com uma rede robusta em automação
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24. Quando aconteceu?
▸ Contribuição do
Volkswagen Research
▸ Drivers e pilha de rede
chamada SocketCAN
▸ Código-aberto
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25. Documentação
▸ Já disponível na árvore do Kernel Linux
▸ Link:
▸ https://www.kernel.org/doc/Documentation/networking/can.txt
▸ Documentação tem por base o SocketCAN
▸ Trata de CAN como interface de rede
▸ Especifica chamadas (API)
▸ E estruturas de dados
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26. Ferramentas
▸ Tudo parte do can-utils
▸ Link: https://github.com/linux-can/can-utils/
▸ candump - display, filter and log CAN data to files
▸ canplayer - replay CAN logfiles
▸ cansend - send a single frame
▸ cangen - generate (random) CAN traffic
▸ cansniffer - display CAN data content differences (just 11bit
CAN IDs)
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27. Linux Embarcado + Rede CAN
▸ SocketCAN é uma API em C
▸ Mas há “wrappers” para outras linguagens
▸ Como por exemplo... Python!
▸ Biblioteca python-can
▸ E suporte no Python 3.3 em diante
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28. Linux Embarcado + Rede CAN - Setup
▸ Módulos habilitados em Kernel
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29. Linux Embarcado + Rede CAN - Setup
▸ Configuração em Device-Tree
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30. Linux Embarcado + Rede CAN - Setup
▸ Carregamento dos módulos
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# modprobe can
# modprobe can_raw
# modprobe can_dev

31. Linux Embarcado + Rede CAN - Setup
▸ Setup da Rede
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# ip link set can0 type can bitrate 500000
# ip link set can0 up
# ip link show can0

32. Desenvolvimento com CAN em Linux
▸ SocketCAN é uma API em C
▸ Mas há “wrappers” para outras linguagens
▸ Como por exemplo... Python!
▸ Biblioteca python-can
▸ E suporte no Python 3.3 em diante
32

33. Desenvolvimento com CAN em Linux - C
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#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <net/if.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <sys/ioctl.h>
#include <linux/can.h>
#include <linux/can/raw.h>

34. Desenvolvimento com CAN em Linux - C
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35. CAN em Linux - Python
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36. 36
Fonte: https://fabiobaltieri.com/2013/07/23/hacking-into-a-vehicle-can-bus-toyothack-and-socketcan/

37. 37

38. 38
Muito cuidado ao ligar
em um veículo...
Velocidade / baudrate
da CAN é
fundamental!

39. Como tornar isso real? Plaquinhas!
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40. BeagleBone Black
▸AM335x 1GHz ARM® Cortex-A8
▸2x PRU 32-bit microcontrollers
▸Controller CAN
+Transceiver
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41. Toradex Colibri NXP iMX6 + Placa base Viola
 Módulo SODIMM NXP
iMX6S
 CPU Cortex A9 – 800 MHz
a 1.0 GHz
 Controller CAN
+ Transceiver CAN
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42. Qualcomm DragonBoard 410c
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▸ Quad-core ARM® Cortex® A53
Snapdragon 410E Processor at up to
1.2 GHz per core
▸ 1GB 533MHz LPDDR3 memory
▸ 8GB eMMC 4.51 storage
▸ WiFi + BT + GPS
▸ Android / Linux / Win10 IoT
+ Transceiver e Controller CAN

43. AutoPi – Raspberry Pi Zero Wireless com OBDII
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44. 44

45. 45
Módulo
Conexões
Execução
Transceiver
Telemetria de Dados Coletados

46. Execução em um veículo
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 Termos principais:
 ID – identificação da mensagem
 DLC – tamanho em bytes da mensagem
 Payload – mensagem propriamente
(bytes)

47. Telemetria de Dados Coletados
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+
+

48. Telemetria de Dados Coletados
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49. Áreas de Atuação / Aplicação
▸ Automotivo
▸ Militar
▸ Maquinário Industrial
▸ Maquinário Agrícola
▸ Controle de Elevadores
▸ Sistemas Médicos
▸ Robótica
▸ Drones
▸ Etc
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50. 50

51. 51
• Autor: Derek Molloy
• De A a Z com Linux Embarcado na Beagle
Bone Black
• Link:
https://www.amazon.com/Exploring-BeagleBone-
Techniques-Building-Embedded/dp/1118935128
Exploring BeagleBone: Tools and Techniques for Building with Embedded Linux

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• Livro disponibilizado gratuitamente na
forma de ebook: PDF!
• Objetivo: Inspirar a criação de Internet das
Coisas
• Disponível no Google mais próximo de
você! Ou...
http://iotcomicbook.org/
Inspirando a Internet das Coisas!

53. 53
• Livro disponibilizado gratuitamente via web.
• Informações sobre como explorar recursos
do veículo (como informações da rede
CAN).
• Link:
http://opengarages.org/handbook/
The Car Hacker’s Handbook

54. 54
Obrigado!
Perguntas?

55. Contato
55
@andremlcurvello
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contato@andrecurvello.com.br
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