车载总线系列——J1939三

我是穿拖鞋的汉子，魔都中坚持长期主义的汽车电子工程师。

老规矩，分享一段喜欢的文字，避免自己成为高知识低文化的工程师：

没有人关注你。也无需有人关注你。你必须承认自己的价值，你不能站在他人的角度来反对自己。人生在世，最怕的就是把别人的眼光当成自己生活的唯一标准。到最后，既没有活成别人喜欢的样子，也没有活成自己想要的样子。
我们只有接纳真实的自己，不自卑、不自傲，才能拥有更强大的内心；只有找到自己的核心价值，才能活出自己的精彩人生。

SAE J1939是基于CAN（Controller Area Network，控制器局域网）的通信协议，广泛用于各类商用车。该协议对车辆中连接CAN的电子组件及其附加设备之间的通信进行了标准化。

一、优先级

NAME用于解决冲突，以及确定地址的优先级。如果通过“地址声明”检测到地址冲突，则所涉及的设备必须比较其NAME。从 MSB (Most Significant Bit, 最高有效位）). 开始，逐位比较。在比较时，CAN仲裁的规则同样适用：0会覆盖1。数值越小的NAME优先级越高，优先级较高的ECU可以使用该地址。在这种情况下，具有较低优先级NAME的ECU的行为取决于其配置，如下为ECU的四种基本配置：

1、自行配置

地址丢失后，设备将自行搜索介于128到247之间的新地址，并尝试获取该地址。Animation „Address Claim Dynamic“

2、程序配置

设备会有送带有NULL地址（254）的“地址声明”PGN，表示其“无法声明地址”。可以使用“命令地址”网络管理服务为ECU分配新的设备地址。此操作可以使用外部工具或网络中的“智能”设备来完成。

3、手动配置

对于此类ECU，只能借助开关设置新地址。此配置的常用方法是根据ECU的位置，借助处理器I/O端口对地址进行编码。例如，车门ECU可以独立确定是在左侧还是在右侧进行安装，然后选择相应的地址。

4、不可配置

此类ECU只能通过对设备软件进行重新编程来接收新地址。

4、AAC位

可能在网络中多次出现的ECU必须支持上一章解决方案和配置中的“自行配置” 。该配置行为由NAME中的最高有效位（MSB）“仲裁地址（AAC）” 决定。此位用于ECU地址冲突失败后独立搜索新设备地址。如果ECU仅在网络中出现一次，则可以使用固定的设备地址，不必设置“AAC”位。这样操作的结果是，自配置ECU的NAME优先级低于未设置该位的ECU。

5、请求

J1939网络管理中的一个重要机制是使用“请求”PGN，用于请求网络中ECU的PGN。”地址声明“PGN也体现了该机制的应用。例如，ECU必须通过“地址声明”PGN来回答“地址声明请求”PGN。

注意： 如果发出请求的ECU具有有效地址，则该ECU还必须回答自己的请求！

6、空地址

请求机制常应用于动态网络，并在通信开始时使用。因此，要参与通信的ECU可以在“地址声明”之前请求地址情况。注意：“地址声明请求”PGN是J1939中的例外情况。换言之，该PGN是唯一无需有效地址即可发送的参数组，因此可以从空地址（254）发送。

7、分段报文（Fragmented Message）

参数组的基本信息章节中介绍了参数组的属性及其与“纯”CAN报文的区别，其中提到PGN的数据长度不限于8个字节。但由于使用CAN作为物理传输层，因此发送方必须将长度超过8个字节的数据包分为多个数据包，然后通过CAN报文单独发送。接收方必须按其初始顺序进行重组。J1939标准对此定义了一组规则，即传输协议。

二、两种传输协议

1、点对点

特定通信 - 连接模式数据传输，发送方通过此协议与接收方建立连接。接收方可以选择控制和影响各个数据包的流控制。接收方和发送方均可中止连接（例如在发生错误时）。

连接模式数据传输协议不受任何时间限制。所有节点均可以最大允许速度彼此交换数据。

2、广播

全局通信 – BAM（Broadcast Announce Message，广播通知消息）：

发送方独自管理流控制。报文发送到所有节点，接收方无法干预通信。即使接收方缺少一条报文，也无法传达此情况。如有必要，接收方必须等待新的报文。

由于接收方无法影响BAM协议中的流控制，因此发送方必须在各个数据包之间保持最小时间间隔，即50-200毫秒。这样，慢速的网络节点就可以跟上通信的节奏。

J1939诊断接口定义了标准诊断连接器，以及一组用于处理各种诊断服务的PGN。诊断报文（DM）中所包含的PGN基本涵盖统一诊断通信服务（UDS）协议中定义的诊断功能，还符合欧盟法规和适用于车载诊断（OBD II）的“加利福尼亚州法规规范”，以及重型车辆 OBD（Heavy Duty OBD）和全球统一OBD（WWH OBD,ISO 27145）。

与必须通过软件工具主动启动服务的UDS诊断相反，J1939 ECU在正常工作期间也可以独立发送诊断报文。如有必要，还可以直接在网络中评估发生的错误并直观显示。同时，可以使用工具通过诊断连接器读出错误。统一错误代码（亦称诊断故障代码，Diagnostic Trouble Codes）包含故障SPN、错误模式和错误发生频率。

三、DTC

DTC表示系统中的故障属性，主要代表当前状态异常的SPN。导致当前状态异常的原因有多种。可解释该状态的指示器用于尽可能精确地说明错误的实际原因。DTC具有统一的结构，并且由以下元素构成：

1、SPN

表示错误的SPN。所有的已定义SPN均可在DTC中使用。

2、FMI（Failure Mode Identifier，故障模式标识符）

表示已发生错误的性质和类型，例如超出值范围（过高或过低）、传感器短路、更新速率错误、标定错误。

3、OC（Occurrence Counter，发生计数器）

该计数器计算每个SPN发生错误的次数并存储该数值（即使错误失效）。

4、CM（SPN Conversion Method，SPN转化方法）

定义DTC对齐方式。值为“0”表示“Structure of a DTC”图中所示的对齐方式；如果值为“1”，则必须区分是标准曾经定义过的3种方式之中的哪一种。系统必须了解这一点。

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