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SAEJ1939协议整理目录1.背景介绍.........................................................................................................................................32.SAEJ1939标准明细.....................................................................................................................33.与OSI模型关系.............................................................................................................................34.SAEJ1939标准分层.....................................................................................................................44.1.物理层.................................................................................................................................44.2.数据链路层.........................................................................................................................64.3.网络层...............................................................................................................................124.4.应用层...............................................................................................................................134.5.故障诊断...........................................................................................................................164.6.网络管理...........................................................................................................................234.7.SAEJ1939应用实例.......................................................................................................281.背景介绍SAEJ1939协议是由美国汽车工程师协会(SAE:SocietyofAutomotiveEngineers)制定的主要针对商用车的CAN总线通信协议。1)基于CAN2.0B协议制定(CAN2.0B是德国Bosch制定的通信协议,采用扩展帧)2)主要应用对象为客车、载重货车、船舶农业机械等非路面设备3)J1939的通信速率可达250Kpbs2.SAEJ1939标准明细标准号标准名称修改日期SAEJ1939车辆网络串行通信的控制总标准Revised2007-10-9SAEJ1939/01卡车及客车等路面控制及信息网络Issued2000-09-1SAEJ1939/02农业设备等非路面控制及信息网络Issued2006-08-23SAEJ1939/05发动机故障诊断方面的应用Issued2008-2-21SAEJ1939/11物理层,250K比特/秒,屏蔽双绞线Revised2006-9-18SAEJ1939/13物理层,非车载诊断连接器Revised2004-3-11SAEJ1939/15物理层,250K比特/秒,非屏蔽双绞线Revised2008-8-21SAEJ1939/21数据链路层Revised2006-12-22SAEJ1939/31网络层Revised2004-4-2SAEJ1939/71车辆应用层Revised2008-1-28SAEJ1939/73诊断应用层Revised2006-9-8SAEJ1939/74应用层信息配置Revised2006-11-21SAEJ1939/75应用层设置及工业化Revised2007-06-21SAEJ1939/81网络管理层Revised2003-5-8SAEJ1939/82相容性-卡车和客车Issued2008-8-113.与OSI模型关系OSI模型,即开放式通信系统互联参考模型(OpenSystemInterconnection)。是国际标准化组织提出的网络互联模型,分为7层。作用是提供一个标准规范,对应各层功能来制定协议。4.SAEJ1939标准分层4.1.物理层1)定义和相关说明:物理层定义电气接口和物理介质,实现通信网络中电控单元之间的电气连接。机械特性,是指接口所使用连接器的形状和尺寸、引线数目和排列、固定和锁定装置等等;电气特性,是指接口电缆的各条线上出现的电压范围;功能特性,是指某条线上出现的某一电平的电压表示何种意义。物理层的实现是由半导体厂家以及其他元器件生产厂家提供器件来实现的。2)SAEJ1939物理层要求项目规格物理介质特征阻抗为120Ω的屏蔽双绞线终端电阻120Ω,最远端的两个ECU各匹配一个最大传输线距离40M(1000Kbps)同网络节点数量考虑到总线电气负担,同一网络最多允许的ECU为30个信号传输方式差动电压传输方式(Vdiff=VcanH–VcanL)总线电平显性(逻辑0,CANH3.5V,CANL1.5V)隐性(逻辑1,CANH2.5V,CANL2.5V)3)几个概念Rin:内部电阻Rsh:内部差动电阻Cin:内部电容Csh:内部差动电容位时间tB:一比特的持续时间,本标准对应于250kbit/s位时间是4μs。同步段:同步总线上的不同ECU;传播段:补偿网络中由于总线传播时间和ECU内部延迟时间造成的物理延迟时间;相位缓冲段:补偿边沿的相位误差;采样点:指读取并解释总线上各位值的一个时间点。4)CAN接线网络布局和参数5)屏蔽线接地规范:基本要求:屏蔽线不能断线,且只能在一点接地。接地点推荐的选择次序:(1)连接到最小的电子噪声点处;(2)使用阻抗尽可能低的连接;(3)采用与网络中心最近的连接点接地。总线上的每个节点也都应提供一个供选择的接地屏蔽点。CAN_SHLD导线的连接器应通过串联的电阻和电容达到最佳的接地效果。推荐值为R=1Ω及C=0.68μF。从SAEJ1939应用的角度讲,不必过于关心物理层的这些电气规范,只要选择了合适的CAN收发器等硬件部件,以上规范就可以得到满足。4.2.数据链路层为物理连接之间提供可靠的数据传输,包括发送CAN数据帧所必需的同步、顺序控制、出错控制和流控制。主要通过IC厂家提供的CAN控制器来实现。帧:组成一条完整信息的一系列有序的数据位,帧又被划分为几个域,每个域包括了预定义类型的数据;CAN数据帧:组成CAN协议帧所必需的有序位域,以帧起始(SOF)开始,以帧结束(EOF)结尾;标准帧:CAN2.0A中定义的使用11位标志符的数据帧扩展帧:CAN2.0B中定义的使用29位标识符的数据帧报文(Message):指一个或多个有相同参数组编号的CAN数据帧包(Package):一个单一的CAN数据帧就是一个包。当一条报文包含参数组的数据长度小于等于8个字节是,这样的报文也成为包。多包报文:当具有相同参数组编号的所有数据需要多个CAN数据帧来传输时使用的一种报文。每个CAN数据帧拥有相同的标识符,但每个包中的数据不同。CAN数据帧组成:1)帧起始2)仲裁域3)控制域4)数据域5)循环冗余校验6)应答域7)帧结束1)协议数据单元(PDU)协议数据单元由7个部分组成,分别是优先级、保留位、数据页、PDU格式、PDU特定域(可作为目标地址、组扩展或专用)、源地址和数据域。每条CAN数据帧只能有一个PDU。优先级(P):3个位,用于在总线传输中优化报文延迟,接受者对其忽略。报文优先级从最高(000)设置到最低(111),所有控制报文的缺省优先级是(011),其它所有报文、专用、请求的缺省优先级是(110)。保留位(R)=扩展数据页位(EDB)、数据页位(DP)PDU格式(PF):,8位。确定PDU的格式,也是组成PGN的域之一。协议规定:PF240位PDU1格式;PF=240~255为PDU2格式。PDU特定域(PS):,8位。它的定义取决于PF,根据PF他可能是目标地址或者组扩展。PDU1格式下PS是目标地址(DA);PDU2格式下PS域为组扩展(GE)值。组扩展(GE):组扩展与PDU域的低四位规定了每个数据页4096个参数组。注意:当PDU格式域最高四位被置1(PF=240),说明PS域是组扩展。目标地址(DA):报文发送到的特定目标的地址。对于任何设备,如果其地址与接收到报文的目标地址不同则应忽略此报文。目标地址255作为广播地址,所有设备都应进行监听和响应。PDU1格式下的PGNs:对PDU1格式,可用的PGN个数:DP*PF=2*240=480PDU2格式下的PGNs:对PDU2格式,可用的PGN个数:DP*PF*GE=2*16*256=8192PDU总结:i.PDU1和PDU2格式下PGN的总数为:(240+(16*256))*2=8672ii.PDU1格式主要分配给必须指明目标地址的PGNs,数量有限;PDU2格式下的PGNs不能用于指明目标地址的情况。iii.其它CAN报文的实时性,报文速率小于100ms时不允许通过多包发送iv.无论是PDU1还是PDU2格式下均支持单包报文和多包报文。2)报文类型命令、请求、广播/响应、确认和组功能。命令:命令类型的报文是指那些从某个源地址向特定目标地址或全局目标地址发送命令的参数组。目标地址将根据协议,响应接收到的命令。PDU1、PDU2都能用作命令;请求:提供了从全局范围或特定目标地址请求信息的能力。最典型的请求报文是“请求PGN”报文。“请求PGN报文”的定义:参数组名称:请求PGN报文参数组编号:0x00EA00定义:用于从一个或多个网络设备请求参数组传输速率:用户自定义,推荐每秒请求不多于2或3次数据长度:3字节数据页(DP):0PDU格式(PF):234PDU特定域(PS):目标地址(全局或特定)缺省优先级:6帧ID:0x18EADASA参数定义:字节123:被请求的参数组编号对于特定目标地址的请求,目标地址必须要做出响应。如果目标地址不支持请求的PGN,也必须发出一个NACK表明不支持该PGN。有些PGN是多包的,因此一个单帧的响应可能有多个数据帧。如果是全局请求,当某一个节点不支持某个PGN时,不能发出NACK响应。广播/响应报文:此类报文可能是某个设备主动提供报文广播,也可能是响应命令或是请求。这是最常见的一类报文。总线上的数据交换大多采用这类报文。确认报文:有两种形式。一种是CAN协议规定的,有一个帧内确认ACK组成,用于确认一个消息被至少一个节点接收到;第二种形式的确认报
本文标题:SAE-J1939标准整理
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