ISO15765-2 CAN 网络层协议介绍

ISO15765是基于CAN网络的诊断协议，其中ISO15765-2描述的是网络层协议。什么是网络层协议？其实简单来说就是提供数据传输的方法。网络层一般提供2种数据传输方法，1是单包数据传输，2是多包数据传输。网络层选择传输的方法取决于底层一次可传输的最大数据包大小。

ISO 15765-2采用4种数据帧，分别是单帧（SF）、首帧（FF）、序列帧（CF）、流控帧（FC），其数据结构如下图所示：

下面将分别介绍这四种帧的数据结构：

单帧：

       当N_PCItype = 0时，表示此帧为单帧，SF_DL为此次单包传输的数据量。

首帧：

       当N_PCItype = 1时，表示此帧为首帧，FF_DL为此次多包传输的数据量，FF_DL的最大值为4095。

序列帧：

       当N_PCItype = 2时，表示此帧为序列帧，SN为序列帧的计数，用于数据的有序传输，第一次发送SN的值为1，当SN的值溢出时，SN从0开始计数。

流控帧：

       当N_PCItype = 3时，表示此帧为流控帧，FS为数据流传输的状态信息，BS为接收方发送流控帧的间隔（以CF帧为单位），ST为发送方间隔发送序列帧的时间间隔。

当FS=0时，代表接收方已经准备好数据传输，发送方可以发送序列帧；当FS=1时，发送方继续等待流控帧且复位N_BS的超时定时器；当FS=2时，代表接收方的内存不够接收FF_DL长度的数据，发送方结束数据传输。当BS=0时，接收方不再发送流控帧，发送方可以一直发送序列帧直到数据传输完成。

单包传输：

当通过网络层传输小于或等于N-1 个数据时，将采用单包的形式将数据传输出去，即通过单帧（SF）将数据发送给接收方。

多包传输：

当通过网络层传输大于 N-1 个数据时，将采用多包的形式将数据传输出去，。多包的传输流程如下图所示：

                                                               多包传输流程图

1. 发送方先发送首帧(FF)，告诉对方我要发送FF_DL长度的数据及N-2字节的数据
2. 接收方收到首帧后，发送流控帧（FC），告诉发送方流控的状态（FS）以及接收数据的能力（ST）和下一次发送流控帧的间隔（BS）
3. 发送方接收到流控帧后，就按照ST的时间间隔发送按SN计数的序列帧（CF），每帧序列帧有N-1 字节的数据
4. 发送方发送BS数量的序列帧（CF）后，等待流控帧，如果BS等于零，则此步骤省略
5. 发送方如果最后发送的序列帧数量小于BS，则不用等待流控帧，传输结束

 

可以看出，ISO15765-2多包数据传输流程相对来说比较简单，其实在调试ISO15765-2协议时，我们更关注的是其网络层时间参数的设计是否满足要求。

网络层时序

ISO15765-2的网络时序图如下所示：

其时间参数的定义和超时如下所示：

其超时处理如下所示：

 

       对于大部分ISO15765-2网络层协议栈而言，我们需要设置的时间参数有N_Cs和N_Br，对于N_Cs有如下设计要求(N_Cs + N_As) < (0.9 * N_Cr)，即数据包发送超时要小于对方接收数据超时的0.9倍，一般ECU系统设置的N_Cs最大超时为75ms, N_Cs与ST的值关系也比较大，有如下关系N_Cs  >  ST，因此对于整个ECU系统而言 N_Csmax  > N_Cs  >  ST

，同理N_Br的最大超时一般也为75ms。