KWP協(xié)議樣本范文.doc

KWP協(xié)議樣本范文 P KWP協(xié)議本文檔所提供的信息僅供參考之用，不能作為科學(xué)依據(jù)，請勿模仿。 文檔如有不當(dāng)之處，請聯(lián)系本人或網(wǎng)站刪除。 KWP協(xié)議分析-11-1915:591前言在汽車故障診斷領(lǐng)域，針對診斷設(shè)備和汽車U ECU之間的數(shù)據(jù)交換，各大汽車公司幾乎都制訂了相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)和協(xié)議。 其中，歐洲汽車領(lǐng)域廣泛使用的一種車載診斷協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)是KWP（Keyword Protocol），該協(xié)議實現(xiàn)了一套完整的車載診斷服務(wù)，并且滿足E E-OBD（European OnBoard Diagnose）標(biāo)準(zhǔn)。 KWP最初是基于K K線的診斷協(xié)議，由于K K線物理層和數(shù)據(jù)鏈路層在網(wǎng)絡(luò)管理和通訊速率上的局限性，使得K K線無法滿足日趨復(fù)雜的車載診斷網(wǎng)絡(luò)的需求。 而N CAN網(wǎng)絡(luò)（Controller AreaNetwork）由于其非破壞性的網(wǎng)絡(luò)仲裁機制、較高的通訊速率（可達1M bps）和靈活可靠的通訊方式，在車載網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域廣受青睞，越來越多的汽車制造商把N CAN總線應(yīng)用于汽車控制、診斷和通訊。 近年來歐洲汽車領(lǐng)域廣泛采用了基于N CAN總線的KWP，即5ISO15765協(xié)議，而基于K K線的KWP物理層和數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議將逐步被淘汰。 2基于K K線的KWP協(xié)議基于K K線的KWP協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)主要包括ISO/WD14230-1114230-44，各部分協(xié)議與OSI I模型的對應(yīng)關(guān)系如表11所示。 表表1KWP協(xié)議與S OIS模型的對應(yīng)關(guān)系I OSI模型基于K K線的KWP基于N CAN總線的KWP本文檔所提供的信息僅供參考之用，不能作為科學(xué)依據(jù)，請勿模仿。 文檔如有不當(dāng)之處，請聯(lián)系本人或網(wǎng)站刪除。 應(yīng)用層ISO14230-33ISO15765-33表述層N/A N/A會話層N/A N/A傳輸層N/A N/A網(wǎng)絡(luò)層N/A ISO15765-22數(shù)據(jù)鏈路層ISO14230-22ISO11898-11物理層ISO14230-11，ISO9141-22用戶選擇ISO14230-11規(guī)定了KWP協(xié)議的物理層規(guī)范（K K線、L L線），它在IS O9141-22的基礎(chǔ)上把數(shù)據(jù)交換系統(tǒng)擴展到了V24V電壓系統(tǒng)。 ISO14230-22規(guī)定了KWP的數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議，包括報文結(jié)構(gòu)、初始化過程、通訊連接管理、定時參數(shù)和錯誤處理等內(nèi)容。 K K線的報文包括報文頭、數(shù)據(jù)域和校驗和三部分，其中報文頭包含格式字節(jié)、目標(biāo)地址（可選）、源地址（可選）和附加長度信息（可選），如表22所示。 表表2基于K K線的KWP報文結(jié)構(gòu)3報文頭數(shù)據(jù)域校驗和Fmt Tgt1)Src1)Len1)SId2).Data2).CS最長4字節(jié)最長255字節(jié)11字節(jié)本文檔所提供的信息僅供參考之用，不能作為科學(xué)依據(jù)，請勿模仿。 文檔如有不當(dāng)之處，請聯(lián)系本人或網(wǎng)站刪除。 11）可選字節(jié)，取決于格式字節(jié)t Fmt的0A1A0位22）服務(wù)標(biāo)識符（Service ID），數(shù)據(jù)域的第11個字節(jié)在開始診斷服務(wù)之前，診斷設(shè)備必須對U ECU進行初始化，通過U ECU的響應(yīng)獲取U ECU的源地址、通訊波特率、支持的報文頭格式、定時參數(shù)等信息。 U ECU所支持的報文頭和定時參數(shù)信息包含在U ECU返回的“關(guān)鍵字（Key Word）”中（這也是協(xié)議命名的由來）。 關(guān)鍵字由兩個字節(jié)構(gòu)成，如圖11所示，關(guān)鍵字的低字節(jié)中各位的含義如表33所示。 圖圖1關(guān)鍵字格式3表表3關(guān)鍵字低字節(jié)中各位的含義3Bit=0=1AL0不支持格式字節(jié)中的數(shù)據(jù)長度信息支持格式字節(jié)中的數(shù)據(jù)長度信息AL1不支持附加長度字節(jié)支持附加長度字節(jié)HB0不支持一個字節(jié)的報文頭支持一個字節(jié)的報文頭HB1不支持在報文頭中包含目標(biāo)地支持在報文頭中包含目標(biāo)地本文檔所提供的信息僅供參考之用，不能作為科學(xué)依據(jù)，請勿模仿。 文檔如有不當(dāng)之處，請聯(lián)系本人或網(wǎng)站刪除。 址/源地址址/源地址TP0*)采用正常定時參數(shù)設(shè)置采用擴展定時參數(shù)設(shè)置TP1*)采用擴展定時參數(shù)設(shè)置采用正常定時參數(shù)設(shè)置*)只允許TP0,TP1=0,1或者1,0診斷設(shè)備能夠采用兩種方式對ECU進行初始化d5Baud初始化和快速初始化，對于這兩種初始化的時序在數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議3中均有明確規(guī)定。 完成初始化過程后，診斷設(shè)備和U ECU方可進行應(yīng)用層的診斷服務(wù)和響應(yīng)。 ISO14230-33規(guī)定了應(yīng)用層的服務(wù)規(guī)范，包括診斷管理功能組、數(shù)據(jù)傳輸功能組、診斷信息傳輸功能組、輸入/輸出控制功能組、遠程啟動U ECU例程功能組、數(shù)據(jù)上載/下載功能組和擴展功能組。 在診斷服務(wù)請求/響應(yīng)過程中，診斷設(shè)備和U ECU必須遵循圖22所示的時序和相關(guān)定時參數(shù)。 對于初始化和診斷服務(wù)過程中出現(xiàn)的各種定時錯誤，在數(shù)據(jù)鏈路層和應(yīng)用層協(xié)議里面都有相應(yīng)的處理規(guī)范，診斷設(shè)備及U ECU的應(yīng)用程序都必須嚴格遵守。 圖圖K2K線診斷服務(wù)時序圖3本文檔所提供的信息僅供參考之用，不能作為科學(xué)依據(jù)，請勿模仿。 文檔如有不當(dāng)之處，請聯(lián)系本人或網(wǎng)站刪除。 3基于N CAN總線的KWP協(xié)議基于N CAN總線的KWP協(xié)議實際上指的就是ISO/WD15765-1115765-44，該協(xié)議把KWP應(yīng)用層的診斷服務(wù)移植到N CAN總線上。 數(shù)據(jù)鏈路層采用了了ISO11898-11協(xié)議，該協(xié)議是對B CAN2.0B協(xié)議的進一步標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化；應(yīng)用層采用了ISO15765-33協(xié)議，該協(xié)議完全兼容基于K K線的應(yīng)用層協(xié)議14230-33，并加入了N CAN總線診斷功能組；網(wǎng)絡(luò)層則采用ISO15765-22協(xié)議，規(guī)定了網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議數(shù)據(jù)單元（N_PDU，如表44所示）與底層N CAN數(shù)據(jù)幀、以及上層KWP服務(wù)之間的映射關(guān)系，并且為長報文的多包數(shù)據(jù)傳輸過程提供了同步控制、順序控制、流控制和錯誤恢復(fù)功能。 表表4網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議數(shù)據(jù)單元（N_PDU）格式7地址信息協(xié)議控制信息數(shù)據(jù)域N_AI1)N_PCI2)N_Data3)1)地址信息:包含源地址（SA）、目標(biāo)地址（TA）、目標(biāo)地址格式（TA_Type）和遠程地址（RA）2)協(xié)議控制信息:包含四種幀格式，見表553)數(shù)據(jù)域:KWP服務(wù)標(biāo)識符（Service ID）+服務(wù)參數(shù)應(yīng)用層協(xié)議規(guī)定了四種服務(wù)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，.Request、.Indication、e.Response和本文檔所提供的信息僅供參考之用，不能作為科學(xué)依據(jù)，請勿模仿。 文檔如有不當(dāng)之處，請聯(lián)系本人或網(wǎng)站刪除。 .Confirm，分別用于診斷設(shè)備（Tester）的服務(wù)請求、U ECU的服務(wù)指示、U ECU的服務(wù)響應(yīng)和r Tester的服務(wù)確認。 這些數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中包含了地址信息、服務(wù)請求D ID和服務(wù)請求參數(shù)等內(nèi)容。 基于N CAN總線的KWP診斷服務(wù)流程如圖33所示。 圖圖3基于N CAN總線的KWP診斷服務(wù)流程圖從上面的服務(wù)流程能夠看出，基于N CAN總線的KWP協(xié)議支持多包數(shù)據(jù)傳輸，并且多包數(shù)據(jù)的管理和組織是在網(wǎng)絡(luò)層完成的，應(yīng)用層不必關(guān)心數(shù)據(jù)的打包和解包過程。 為實現(xiàn)這一功能，網(wǎng)絡(luò)層定義了四種PDU（以I PCI類型進行區(qū)分，如表55所示）:單幀（Single Frame，SF）數(shù)據(jù)域及I PCI可在一個N CAN數(shù)據(jù)幀中容納時，服務(wù)報文以單幀N CAN報文進行發(fā)送。 第一幀（First Frame，F(xiàn)F）數(shù)據(jù)域及I PCI不能在一個N CAN數(shù)據(jù)幀中容納時，服務(wù)報文以多幀N CAN報文進行發(fā)送，其中第一幀（FF）除傳送數(shù)據(jù)外，還包含了多包數(shù)據(jù)的長度信息。 連續(xù)幀（Consecutive Frame，CF）多包數(shù)據(jù)中除第一幀外的連續(xù)數(shù)據(jù)幀，除傳送數(shù)據(jù)外，還包含了多包數(shù)據(jù)的包序號。 本文檔所提供的信息僅供參考之用，不能作為科學(xué)依據(jù)，請勿模仿。 文檔如有不當(dāng)之處，請聯(lián)系本人或網(wǎng)站刪除。 流控制幀（Flow Control，F(xiàn)C）用于多包數(shù)據(jù)傳輸過程中的流控制，不包含數(shù)據(jù)，只包含流控制狀態(tài)、數(shù)據(jù)塊大小和最小間隔時間等流控制信息。 表表5515765協(xié)議網(wǎng)絡(luò)層四種U PDU對應(yīng)的I PCI格式7N_PDU名稱Byte#1Byte#22Byte#3Bit#7-44Bit#3-00N/A N/A單幀（SF）N_PCItype=0SF_DL1)N/A N/A第一幀（FF）N_PCItype=1FF_DL2)N/A連續(xù)幀（CF）N_PCItype=2SN3)N/A N/A流控制幀（FC）N_PCItype=3FS4)BS5)STmin6)1)單幀數(shù)據(jù)中數(shù)據(jù)域的字節(jié)長度，I PCI的長度不包括在內(nèi)。 2)多包數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)域字節(jié)總長度。 3)多包數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)包編號。 4)流控制狀態(tài)信息。 5)數(shù)據(jù)塊大小。 6)多包數(shù)據(jù)傳輸?shù)淖钚r間間隔。 多包數(shù)據(jù)的傳輸流程如圖44所示。 發(fā)送節(jié)點首先發(fā)送“第一幀”，告知接收節(jié)點將要發(fā)送的數(shù)據(jù)的總長度；接收節(jié)點分配好資源、準(zhǔn)備接收數(shù)據(jù)，然后以一幀“流控制幀”告知發(fā)送節(jié)點一次能夠發(fā)送的數(shù)據(jù)包數(shù)目本文檔所提供的信息僅供參考之用，不能作為科學(xué)依據(jù)，請勿模仿。 文檔如有不當(dāng)之處，請聯(lián)系本人或網(wǎng)站刪除。 和時間間隔；發(fā)送節(jié)點接下來就根據(jù)接收節(jié)點的接收能力將編好序號的數(shù)據(jù)包依次發(fā)送過去。 圖圖4多包數(shù)據(jù)傳輸流程圖在數(shù)據(jù)傳送過程中，一個網(wǎng)絡(luò)層U PDU被編排成一個N CAN數(shù)據(jù)幀，它們之間的對應(yīng)關(guān)系由尋址模式（Addressing mode）決定。 基于ISO15765協(xié)議規(guī)定了四種尋址模式:正常尋址模式（Normal）、正常固定尋址模式（Normal fixed）、擴展尋址模式（Extended）和用于遠程診斷的混合尋址模式（Mixed）。 其中，正常固定尋址模式必須采用N CAN擴展幀，并且9SAE J1939為該尋址模式下的KWP診斷服務(wù)保留了兩個專用參數(shù)組編號（PGN N）:其中PF=218（F PF的具體定義請參考9SAE J1939數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議）的參數(shù)組用于物理尋址（phy），9PF=219的參數(shù)組用于功能尋址（f）。 正常固定尋址模式的U PDU與與N CAN數(shù)據(jù)幀之間的對應(yīng)關(guān)系如表66所示。 本文檔所提供的信息僅供參考之用，不能作為科學(xué)依據(jù)，請勿模仿。 文檔如有不當(dāng)之處，請聯(lián)系本人或網(wǎng)站刪除。 表表6正常固定尋址模式下U N_PDU與N CAN數(shù)據(jù)幀之間的對應(yīng)關(guān)系7N_PDU類型9CAN29位標(biāo)識符N CAN數(shù)據(jù)域282625242316158701122334455667788單幀（SF）011(bin)0000218(dec)-phy219(dec)-f N_TA N_SA N_PCI N_Data第一幀（FF）011(bin)0000218(dec)-phy219(dec)-f N_TA N_SA N_PCI N_Data連續(xù)幀（CF）011(bin)0000218(dec)-phy219(dec)-f N_TA N_SA N_PCI N_Data流控制（FC）011(bin)0000218(dec)-phy219(dec)-f N_TA N_SA N_PCI N/A混合尋址模式與正常固定尋址模式類似，唯一的區(qū)別是N CAN數(shù)據(jù)域的第一個字節(jié)用于填充遠程地址（RA），I N_PCI和診斷服務(wù)數(shù)據(jù)的填充位置向后移動一個字節(jié)。 混合尋址模式用于跨越網(wǎng)段進行遠程診斷，遠程診斷的機制如圖55所示。 圖中CAN1和CAN2兩個不同的子網(wǎng)通過網(wǎng)橋相連，網(wǎng)橋在子網(wǎng)11中的源地址為200，在子網(wǎng)22中的源地址為10，位于子網(wǎng)11中的診斷設(shè)備（源地址為241）可通過網(wǎng)橋?qū)ψ泳W(wǎng)22中的ECU（源地址為62）進行診斷。 本文檔所提供的信息僅供參考之用，不能作為科學(xué)依據(jù)，請勿模仿。 文檔如有不當(dāng)之處，請聯(lián)系本人或網(wǎng)站刪除。 圖圖5跨越網(wǎng)段的遠程診斷4兩種協(xié)議的簡單比較從前面基于K K線和基于N CAN總線的KWP協(xié)議能夠看出，兩種協(xié)議在物理層、數(shù)據(jù)鏈路層及網(wǎng)絡(luò)層 （15765）上存在以下主要差別，這也是K K線被N CAN總線取而代之的主要原因所在:?K K線通訊速率較低，最大波特率僅為10400bps；N CAN總線通訊速率較高，最大波特率可達1Mbps。 ?K K線采用單端信號傳輸，抗干擾能力較弱，可靠性較差；N CAN總線采用差分信號傳輸，抗干擾能力強，信號傳輸?shù)目煽啃愿摺??K K線診斷在啟動應(yīng)用層診斷服務(wù)之前必須對U ECU進行初始化建立連接，并且初始化過程比較復(fù)雜；而基于N CAN總線的診斷設(shè)備不需要對U ECU進行初始化即可進行診斷服務(wù)。 ?K K線診斷應(yīng)用程序開發(fā)者必須親自管理數(shù)據(jù)傳輸過程中的字節(jié)間定時，并處理底層通訊錯誤；N CAN數(shù)據(jù)幀以整幀報文的形式進行發(fā)送，應(yīng)用程序開發(fā)者不必管理字節(jié)間定時，并且N CAN總線物理層和數(shù)據(jù)鏈路層具備完善的錯誤檢測和錯誤恢復(fù)機制，應(yīng)用程序不必監(jiān)視和處理底層通訊錯誤。 本文檔所提供的信息僅供參考之用，不能作為科學(xué)依據(jù)，請勿模仿。 文檔如有不當(dāng)之處，請聯(lián)系本人或網(wǎng)站刪除。 ?K K線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)單一，網(wǎng)絡(luò)管理功能很弱；而利用N CAN總線可構(gòu)建復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，可跨越網(wǎng)段進行遠程診斷。 ?K K線網(wǎng)絡(luò)采用破壞性的仲裁機制，當(dāng)診斷設(shè)備采用功能尋址與多個個U ECU進行通訊時，為避免總線沖突，U ECU開