基于嵌入式Linux 和Docker平台测试CAN通信

1).简介

随着嵌入式设备的发展，由于部署更灵活应用方便等特性，原本在网络应用中广泛使用的docker技术也慢慢在一些嵌入式设备中应用，因此本文就基于嵌入式ARM平台使用集成docker技术的Liinux系统来测试CAN通信功能。

本文所演示的平台来自于Toradex Colibri iMX8X ARM嵌入式平台，这是一个基于NXP iMX8X ARM处理器，支持Cortex-A35和Coretex-M4架构的计算机模块平台。

2.准备

a).Colibri iMX8X 2GB WB ITARM核心版配合Colibri Evaluation载板，连接调试串口UART1（载板X27）到开发主机方便调试。

b). Colibri iMX8X通过Toradex Easy Installer安装包含Docker支持的Torizon Linux操作系统，目前最新的monthly发布TorizonCore 5.1.0-devel-202012+build.6

c).Apalis iMX8QM4GB WB IT ARM核心版配合Ioxra载板，连接调试串口UART1（载板X22）到开发主机方便调试。

d). Apalis iMX8QM同样通过Toradex Easy Installer安装标准嵌入式Linux用于CAN接口测试时候对接，系统版本为Linux Reference Multimedia 5.1.0-devel-202012

3).测试系统配置

a). Colibri iMX8X CAN接口对应管脚说明如下，本文测试使用FlexCAN1接口

b).测试系统如下硬件连接将Colibri iMX8X CAN1和Apalis iMX8QM CAN0接口进行连接

./ Colibri Eva Board JP4和JP5跳线断开，将X9连接器SODIMM_55和SODIMM_63管脚分别连接到X38连接器TX和RX插座。

./ Colibri Eva Board X2 Top DB9管脚2和7通过两端均配置120Ohm终端电阻的连线和Ixora载板X20管脚1和2连接。

c). Colibri iMX8X TorizonCore linux系统默认使能的是Colibri Evaluation Board载板上面的MCP2515 SPI CAN接口，需要通过如下device tree overlay配置修改为iMX8X的两个FlexCAN接口

./ device tree overlay的基本说明请参考这里，编译方法请参考这里。

./ overlay源文件请参考如下链接

https://gitee.com/simonqin09/colibri_imx8x_flexcan/blob/master/colibri-imx8x_enable_flexcan_overlay.dts

./将上述源文件编译好的overlay文件（可以从这里下载）根据这里的说明部署到Colibri iMX8X上

4).部署CAN测试Docker image

a).首先参考这里的说明在开发PC上面配置Docker编译环境

b).在开发PC创建如下Dockerfile用于进行CAN测试

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ARG IMAGE_ARCH=arm64v8

# Use the parameter below for Arm 32 bits (like iMX6 and iMX7)

# ARG IMAGE_ARCH=arm32v7

FROM torizon/$IMAGE_ARCH-debian-shell:1.0

WORKDIR /home/torizon

RUN apt-get -y update && apt-get install -y \

nano \

python3 \

python3-pip \

python3-setuptools \

git \

iproute2 \

can-utils \

net-tools \

vim \

python3-can \

&& apt-get clean && apt-get autoremove && rm -rf /var/lib/apt/lists/*

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c).如下编译并打包成离线Docker image文件，当然也可以上传到dockerhub上面通过在线的方式在设备安装

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$ docker build -t can-test-torizon .

$ docker save -o can-test-torizon.tar can-test-torizon

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e).将上面打包好的docker image复制到Colibri iMX8x设备上面，并安装并运行

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### load docker image

$ docker load -i can-test-torizon.tar

### check docker image

$ docker images

REPOSITORY TAG IMAGE ID CREATED SIZE

can-test-torizon latest 3f1a2122de1c 10 minutes ago 236MB

### run docker image

$ docker run -it --rm --name=can-test-torizon --net=host --cap-add="NET_ADMIN" -v /dev:/dev -v /tmp:/tmp -v /run/udev/:/run/udev/ can-test-torizon

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5). CAN通讯测试

a).在上述Colibri iMX8x启动的docker image里面使能can1接口

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### set can1 interface up

/home/torizon# ip link set can1 type can bitrate 1000000

/home/torizon# ip link set can1 up

### check can1 interface

/home/torizon# ifconfig can1

can1: flags=193 mtu 16

unspec 00-00-00-00-00-00-00-00-00-00-00-00-00-00-00-00 txqueuelen 10 (UNSPEC)

RX packets 0 bytes 0 (0.0 B)

RX errors 0 dropped 0 overruns 0 frame 0

TX packets 0 bytes 0 (0.0 B)

TX errors 0 dropped 0 overruns 0 carrier 0 collisions 0

device interrupt 69

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b).继续在docker image里面创建如下”can-test.sh”脚本用于间隔50ms连续发送CAN标准包

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#!/bin/bash

for ((i=1; i<=20; i++))

do

cansend can1 01F#1122334455667788

sleep 0.05

done

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c).在Apalis iMX8QM Linux下运行下面命令使能can0接口并准备进行CAN包接收

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root@apalis-imx8:~# ip link set can0 type can bitrate 1000000

root@apalis-imx8:~# ip link set can0 up

root@apalis-imx8:~# candump can0

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d).在colibri imx8x docker内执行上面创建的脚本发送CAN包

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/home/torizon# chmod +x can-test.sh

/home/torizon# ./can-test.sh

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e). Apalis iMX8QM接收到对应的CAN包

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root@apalis-imx8:~# candump can0

can0 01F [8] 11 22 33 44 55 66 77 88

can0 01F [8] 11 22 33 44 55 66 77 88

can0 01F [8] 11 22 33 44 55 66 77 88

can0 01F [8] 11 22 33 44 55 66 77 88

can0 01F [8] 11 22 33 44 55 66 77 88

can0 01F [8] 11 22 33 44 55 66 77 88

can0 01F [8] 11 22 33 44 55 66 77 88

can0 01F [8] 11 22 33 44 55 66 77 88

can0 01F [8] 11 22 33 44 55 66 77 88

can0 01F [8] 11 22 33 44 55 66 77 88

can0 01F [8] 11 22 33 44 55 66 77 88

can0 01F [8] 11 22 33 44 55 66 77 88

can0 01F [8] 11 22 33 44 55 66 77 88

can0 01F [8] 11 22 33 44 55 66 77 88

can0 01F [8] 11 22 33 44 55 66 77 88

can0 01F [8] 11 22 33 44 55 66 77 88

can0 01F [8] 11 22 33 44 55 66 77 88

can0 01F [8] 11 22 33 44 55 66 77 88

can0 01F [8] 11 22 33 44 55 66 77 88

can0 01F [8] 11 22 33 44 55 66 77 88

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f).将发送和接收互换后测试也同样结果

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### Apalis iMX8QM发送

root@apalis-imx8:~# ./can-test.sh

### Colibri iMX8x接收

/home/torizon# candump can1

can1 01F [8] 11 22 33 44 55 66 77 88

can1 01F [8] 11 22 33 44 55 66 77 88

can1 01F [8] 11 22 33 44 55 66 77 88

can1 01F [8] 11 22 33 44 55 66 77 88

can1 01F [8] 11 22 33 44 55 66 77 88

can1 01F [8] 11 22 33 44 55 66 77 88

can1 01F [8] 11 22 33 44 55 66 77 88

can1 01F [8] 11 22 33 44 55 66 77 88

can1 01F [8] 11 22 33 44 55 66 77 88

can1 01F [8] 11 22 33 44 55 66 77 88

can1 01F [8] 11 22 33 44 55 66 77 88

can1 01F [8] 11 22 33 44 55 66 77 88

can1 01F [8] 11 22 33 44 55 66 77 88

can1 01F [8] 11 22 33 44 55 66 77 88

can1 01F [8] 11 22 33 44 55 66 77 88

can1 01F [8] 11 22 33 44 55 66 77 88

can1 01F [8] 11 22 33 44 55 66 77 88

can1 01F [8] 11 22 33 44 55 66 77 88

can1 01F [8] 11 22 33 44 55 66 77 88

can1 01F [8] 11 22 33 44 55 66 77 88

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6).总结

本文使用NXP iMX8X嵌入式平台配合嵌入式Linux和Docker平台测试CAN通信，相比原生CAN通信，利用Docker技术可以更灵活的用包管理方式安装所需的组件，同时在不同平台迁移也相对更简单，但需要注意的是在Docker环境下访问主机外设需要对cgroup权限做正确的设置以保证可以顺利加载。

审核编辑：黄飞