J1939协议简介

J1939协议简介缩写ACKAcknowledgment：应答BAMBroadcastAnnounceMessage：广播通知消息CANontrollerAreaNetwork：控制器局域网CRCCyclicRedundancyCheck：循环冗余校验CTSClear-To-Send：清除发送DADestinationAddress：目标地址DLCDataLengthCode：数据长度代码DPDataPage：数据页EOFEndofFrame：框架结束或帧结束IDIdentifier：标志符IDEIdentifierExtensionBit：标志符扩展位LLCLogicalLinkControl：逻辑连接控制LSBLeastSignificantByteorLeastSignificantBit：最小有意义位或字节MACMediumAccessControl：媒体通道控制MFManufacturer：制造商MSBMostSignificantByteorMostSignificantBit：最大有意义位或字节NAnotAllowed：不应答NACKNegative-Acknowledgment：错误应答PPriority：优先级PDUProtocolDataUnit：协议数据单元PFPDUFormat：协议数据单元格式PGNParameterGroupNumber：参数组代码PSPDUSpecific：协议数据单元细节GEGroupExtension：组扩展DADestinationAddress：目标单元地址RReserved：保留RTRRemoteTransmissionRequest：远程传输请求RTSRequest-To-Send：发送请求SASourceAddress：原地址SOFStartofFrame：帧开始SRRSubstituteRemoteRequest：替代远程请求TPTransportProtocol：传送协议ThHoldTime：保持时间TrResponseTime：响应时间unUndefined：没有定义CAN2.0B包含两种格式的说明：标准格式和扩展格式。SAEJ1939必须使用扩展格式。在CAN网络上也可以有标准格式图1：标准格式图2：扩展格式SAEJ1939信息框架格式――CAN扩展格式信息，如图2所示，包含了一个协议数据单元（PDU）。PDU包含7个预先定义的部分：优先级、保留位、数据页、PDU格式、PDU细节、原地址和数据部分。表1：29位标志符CAN29位标志符J1939位的位置11位标志符CAN11位标志符J1939(1)SOFSOF(2)1SOFSOF(2)ID28P32ID11P3DI27P23ID10P2ID26P14ID9P1ID25R15ID8SA8ID24DP6ID7SA7ID23PF87ID6SA6ID22PF78ID5SA5ID21PF69ID4SA4ID20PF510ID3SA3ID19PF411ID2SA2ID18PF312ID1SA1SRR(r)SRR(r)(2)13RTR(x)RTR(2)(d)IDE(r)IDE(r)(2)14IDE(d)IDE(2)ID17PF215r0r0(2)ID16PF116DLC4DLC4ID15PS817DLC3DLC3ID14PS718DLC2DLC2ID13PS619DLC1DLC1ID12PS520ID11PS421ID10PS322ID9PS223ID8PS124ID7SA825ID6SA726ID5SA627ID4SA528ID3SA429ID2SA330ID1SA231ID0SA132RTR(r)RTR(r)(2)(d)33r1r1(2)34r0r0(2)35DLC4DLC436DLC3DLC337DLC2DLC238DLC1DLC1391．11位标志位要求的格式2．CAN定义位，在SAEJ1939里面没有改变3．注释：SOF-StartofFrameBit：框架开始位ID##-IdentifierBit#n：标志符位SRR-SubstituteRemoteRequest：替代远程请求RTR-RemoteTransmissionRequestBit：远程传送请求IDE-IdentifierExtensionBit：标志符扩展位r#-CANReservedBit#n：CAN保留位DLC#-DataLengthCodeBit#n：数据长度代码位(d)-dominantbit：显性位(r)-recessivebit：影性位(x)-bitstatedependentonmessage：位状态，有信息决定P#-SAEJ1939PriorityBit#n：SAEJ1939优先级位R#-SAEJ1939ReservedBit#n：SAEJ1939保留位SA#-SAEJ1939SourceAddressBit#n：SAEJ1939原地址位DP-SAEJ1939DataPage：SAEJ1939数据页PF#-SAEJ1939PDUFormatBit#n：SAEJ1939PDU格式位PS#-SAEJ1939PDUSpecificBit#n：SAEJ1939PDU详细位表1显示了29位标志符CAN、J1939,11位标志符的CAN、J1939仲裁和控制字段。在5。2章节里面定义了每一个SAEJ1939的完整定义。参数组代码：PGN。在CAN数据框架内有必要标志一个参数组，参数组代码用24位表示。PGN参数组代码是一个24位的值，由如下要素组成：保留位、数据页位、PDU格式域和组扩展域。将域位转换成PGN参数组代码有如下规格。如果PF的值小于240（F0），PGN的低字节设置为0。注意并不是所有的131071个组合都是可用的。表2：PGN参数组代码PGNBYTE1PGNBYTE1PGNBYTE1PGNBYTE2PGNBYTE3Bits8-3RBit2DPBit1PFBits8-1PSBits8-1PGNDec10PGNHex16000000000000239239SAE00023806092800EE0000023906118400EF001240MF0002400614400F0003840SAE0002542556527900FEFF408000025506528000FF002560002552556553500FFFF4336MF0010065536010000240001239012672001EF004576SAE001240012697601F000409600125525513107101FFFF8672SAE86728672ProtocolDataUnit(PDU):协议数据单元应用层或网络层会对PDU进行处理。SAEJ1939协议数据单元由7部分组成，他们分别是优先级、保留位、数据页、PDU格式、PDU细节（可以是目标单元地址、组扩展或所有权）、原地址和数据段。这7个部分会被封装成一个或多个CAN数据框架并且通过物理层发送给其他的网络设备。每一个CAN数据框架只有一个PDU。需要注意的是一些PGN定义需要多个CAN数据框架去发送相应的数据。CAN数据框架中的一些段并没有定义在PDU里面，因为他们是由CAN规格定义的，对于数据链接层之上的OSI层是不可见的。这些字段是由CAN协议定义的在SAEJ1939里面没有改变。这些字段包括：SOF、SRR、IDE、RTR、CRC、ACK、EOF。在图3中显示了这7个字段。在PDU中的每一个字段在后来的应用中都有定义。图3P：优先级R：保留位DP：数据页PF：PDU格式PS：PDU细节SA：原地址DateField：数据字段P优先级：有三个位用来表示信息发送到总线的优先级。对于接收者来说这三个位应该都认为0，被忽略掉。信息的优先级可以设置为0，最高，或者7，最低。所有控制信息默认的优先级是3，所有的其他的优先级默认为6。R保留位：SAE为了以后应用保留下来的，暂时无意义。DP数据页：对于参数组描述选色一个辅助的页。请参考图4。PDUFormat(PF)：协议数据单元格式。PF是一个8位的字段，由这8个位决定了PDU的格式。这8个位是决定PGN参数组代码字段的一部分。PGN参数组代码是用来确定或者标志命令、数据、一些请求、应答或不应答。PGN参数组代码确定或标志的信息要求一个或多个CAN数据框架发送这些信息。如果多于8个字节的需要描述的话就需要发送多个CAN数据。如果是8个或者少于8个字节可以描述的信息，则只需要一个CAN数据即可。一个PGN参数组代码可以描述一个或多个参数信息。当然一个PGN参数组信息可以只描述一个参数，但是推荐尽可能将一个CAN数据的8个字节全都用上。PDUSpecific(PS)协议数据单元细节：PS是一个8个位字段描述，它由PDUFORMAT格式决定。由PF决定PS是目的单元地址还是组扩展。如果PF字段的值小于240，PS字段表示的是目的单元地址。如果PF字段的值是240～255，PS字段表示组扩展值。见表3，参考图4PGN参数组代码范围。表3：PDUSPECIFICPDUFormat(PF)FieldPDUSpecified(PS)FieldPDU1Format0~239DestinationAddressPDU2Format240~255GroupExtensionDestinationAddress(DA)目的单元地址：这个字段定义了信息发送的特殊地址。注意所有其他的设备应该忽略这个字段。全局目的单元地址（255）要求所有接收到这个信息的设备都必须相应这个信息。DP=DatePage(1bit)GE=GroupExtension(8bits)PF=PDUFormat(8bits)P=PriorityPS=PDUSpecific(8bits)NA=NotAllowedDA=DestinationAddress(8bits)un=UndefinedPGN=ParameterGroupNumber(3bytes)图4：SAEJ1939PARAMETERGROUPNUMBERTEMPLATEGroupExtension(GE)参数组扩展：参数组扩展字段，由PF字段的高四位决定(当PF高四位都为1后，PS字段就为GE)。每一页有4096个参数组。这些4096个参数组只能用PDU2格式。另外使用PDU1格式每一页可以有240个参数组提供。总共有8672个参数组是可以使用的。可以使用的参数组的数目可以通过一下发放计算：(240+(16*256))*2=8672240=每一页可以使用的PDU格式的数据（例如PDU1格式，PS字段表示为目的单元地址）16＝每一个组扩展值的PDU格式的值（例如PDU2格式）256＝所有可以使用的组扩展值的个数（例如PDU2格式）2＝数据页的状态（两种PDU格式）SourceAddress(SA)原地址：8位。在一个网络里面每一个设备应该有一个唯一的原地址。原地址保证了CAN通讯标志符的是唯一的。原地址的管理和分配在SAEJ1939-81里面有描述。DateField：数据字段。当8个或者小于8个的字节可以描述一个给定的参数组，一个CAN数据框架的8个字节都可以使用。当描述一个给定的参数组需要9～1785个字节时，需要多个CAN数据框架描述。ProtocolDataUnit(PDU)Formats：在图5中介绍了可用的PDU格式。有两种PDU格式定义：PDU1格式（PS＝目的单元地址）和PDU2格式（PS＝组扩展）。图5：AVAILABLEPDUFORMATSPDU1格式：这种格式允许参数组发送特殊的或者全局的目的单元。PS字段表示DA目的单元地址。PDU1格式可以用作要求或发送一个未被请求的信息。PDU1格式是由PF字段决定的。当PF字段的值0～239，表示这个信息是PDU1格式。PDU2格式：这种格式只能将参数组做为全局信息来通讯。PDU2格式的信息可以用作要求或发送未被请求的信息。PDU2格式是由PF决定的，当PF的值在240