CAPL (CAN Access Programming Language) の概要

CAPL (CAN Access Programming Language) は、Vector社のツールであるCANoeやCANalyzerに組み込まれている専用スクリプト言語です。主に自動車業界で使用され、CAN (Controller Area Network) バスの通信シミュレーションや解析、テストの自動化を目的としたスクリプトを記述するために利用されます。

CAPL の特徴

1. イベント駆動型プログラミング

CAPL の最も重要な特徴は、イベント駆動型プログラミング言語であることです。ユーザーは、特定のイベント(例: メッセージの受信やタイマーの発火)が発生した際に実行されるコードを記述します。主なイベントには以下のようなものがあります。

  • on message: CAN メッセージを受信したときに実行

  • on timer: タイマーが期限切れになったときに実行

  • on key: キーボード入力に応じて実行

  • on start: シミュレーションの開始時に実行

2. CAN 通信に特化した設計

CAPL は、CAN プロトコルの解析とシミュレーションのために特化して設計されています。そのため、CAN メッセージの送受信や、シグナルデータの操作が簡単に記述できます。たとえば、以下のような操作が可能です。

  • メッセージの送信

  • メッセージのフィルタリング

  • エラーハンドリング

  • 送信データのランダム生成

3. C 言語に似た構文

CAPL は、C 言語に似た構文を持っており、C 言語に馴染みのあるエンジニアにとって学習のハードルが低いです。例えば、変数の宣言や制御構文(if 文、for 文など)はC 言語と同様に使用できます。

variables {
    message MyMessage; // メッセージの変数宣言
}

on message MyMessage {
    write("Message received: %d", this.ID);
}

4. 豊富なツール連携

CAPL は、Vector社のツールと密接に統合されています。これにより、以下のような機能を活用できます。

  • データベース(*.dbc ファイル)との連携

  • シグナルやメッセージの自動生成

  • ネットワークトレースログの解析

  • スクリプトによるテストケースの自動化

CAPL の用途

CAPL は、主に以下の用途で使用されます。

1. シミュレーション

CAPL を使用することで、車両内のECU(電子制御ユニット)間の通信をシミュレートできます。これにより、開発初期段階でのテストや検証が可能になります。

2. テストの自動化

CAPL スクリプトを使用して、特定のテストシナリオを自動化できます。例えば、特定のメッセージが送信された際に正しい応答が返ってくるかを確認するスクリプトを記述できます。

3. ネットワークの解析

CAPL は、ネットワークトラフィックをリアルタイムで解析し、特定の条件が満たされた場合にアクションを実行することが可能です。これにより、エラーの検出やデバッグが容易になります。

4. プロトタイピング

新しいプロトコルアルゴリズムの試作にも利用されます。CAPL を用いて、ハードウェアを用意せずにソフトウェア上で動作を確認できます。

CAPL の基本構成

CAPL スクリプトは、以下のセクションで構成されます。

1. 変数セクション

スクリプトで使用する変数やメッセージを宣言します。

variables {
    message MyMessage;
    int counter;
}

2. イベントハンドラ

特定のイベントが発生した際に実行されるコードを記述します。

on start {
    write("Simulation started");
}

on message MyMessage {
    write("Message received: %d", this.ID);
    counter++;
}

3. 関数セクション(任意)

再利用可能な関数を定義できます。

functions {
    void logMessage(message msg) {
        write("Message: %d", msg.ID);
    }
}

CAPL のメリットと制限

メリット

  • CAN ネットワークに特化した機能の提供

  • C 言語に似た親しみやすい構文

  • CANoe や CANalyzer との統合による効率的な開発環境

制限

まとめ

CAPL は、CAN 通信を扱う開発者にとって非常に強力なツールです。特に、CANoe や CANalyzer との連携により、シミュレーションやテストの効率を大幅に向上させることができます。CAPL を習得することで、車両内ネットワークの開発や解析において大きなアドバンテージを得ることができるでしょう。