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[嵌入式]SAE J1708/J1587 协议详解

一,简介

SAE J1708和SAE J1587都是由美国机动车工程师协会(Society of Automotive Engineers)为重型机动车(卡车,客车,轮船等)制定的通信标准。其中SAE J1708协议在OSI(Open System Interconnection)七层模型中是位于物理链路层上的规范,而SAE J1587协议是位于应用层上的规范.下面针对这两个协议应用进行介绍。

二,SAE J1708协议

1,物理层属性

空闲电平电压:5V (一般汽油车12V,柴油车24V,部分车5V)*
默认正负逻辑:正逻辑 (即默认高电平状态为1)
收发器:RS485收发器
电平特征
SAE J1708标准节点

电平特性 :J1708总线由两路线缆(A和B)组成,双绞线长度最大40米。总线上的电压水平由线路“A”和“B”之间的电势差确定。
逻辑高电平(1):表示A点高出B点至少200 mV;
逻辑低电平(0):表示A点至少低于B点200 mV;
收发器的供电电压应在+6V到-6V(相对于同一地线,适用于所有设备)。
在这里插入图片描述

2,链路层属性

协议规定了部分信息如下所示,结合图片可以清晰理解相应属性信息值;

波特率 :9600bps (即发送单个bit所需时间大概为104.16us)
通信引脚 :12/13 (双通路,b并非固定这两个引脚)
数据格式 :1 +8 +1 (1个开始bit位 + 8个数据bit位+ 1个结束bit位)
在这里插入图片描述

校验方式:SAE J1708协议采用的是和校验为零的校验方式,已保证向应用层提供可靠的数据传输服务。计算如下:
设x = 所有数据(MID+PID+DATA+CS)进行相加后的总和,
若 x & 0xFF = 0 ,则数据正确,否则数据校验失败;
举例:命令为“AC 00 F3 61”,则X = AC + 00 + F3 + 61 = 0x100;
校验:x&0xFF = 00,当前数据是正确的;

3,访问SAE J1708网络

设备请求访问总线时,必须执行一个进程来调用仲裁机制。具体调用步骤如下:
1,等待总线空闲;
2,在空闲后,等待请求命令所需的优先级时间延迟已经开始计时;
3,确保总线仍然空闲,如果不空闲,从重新返回步骤1;
4,在总线上传输设备的MID
5,接收传输的MID,并确定发送的MID与接收的MID匹配。
6,如果MID匹配成功,我们会在总线上声明,并向该模块发送数据包;
7,如果匹配失败,我们会丢弃仲裁,继续步骤8
8,如果这是第一次碰撞(上面注意事项),则返回步骤1;
9,等待总线空闲;
10,等待一个比特位的伪随机数时间(0-7之间);
11,继续步骤三
总线空闲图:
总线空闲
总线访问时间公式:
在这里插入图片描述

二,SAE J1587协议

1,消息属性
应用层传递的不在是bit流或者是字节,而是消息。在SAE J1587协议中,消息的格式如下:

> MID + (One or More Parameters) + Checksum

MID详解:
MID的全称是Message Identification,即消息标识,用于标识系统模块的编号;
例如MID = 0x80,表示Engine #1,即0x80表示发动机引擎1的ID;
SAE协会已经指定了大部分消息ID存放在MID列表中,可以在附录1查看部分,或者下载公开协议文档查看完整版;

PID详解:
PID的全称是Parameter Identification,即参数表示,用于模块执行功能时,标识执行功能的编号;
例如:PID = 0x80,标识Component-specific request,即0x80标识特定组件的请求;
SAE协会已经指定了大部分消息ID存放在PID列表中,可以在附录1查看部分,或者下载公开协议文档查看完整版;

0x00<= PID <=0x7F 后面接一个字节数据
0x80 <=PID <=0xBF 后面接二个字节数据
0xC0<= PID<=0XFD 后面接任意个字节数据

Checksum详解:
checksum即校验,遵循上述提到的累加和为零的校验方式;

2,应用层属性

单帧传输:根据协议规定,SAE J1587协议单帧传输的最大字节数为21个字节;
单帧消息如下:
Req:AC 80 ED 80 66
Ans:80 ED 11 56 50 20 20 20 30 38 37 36 33 39 20 20 20 20 20 20 7B

多帧传输:根据协议规定,SAE J1587协议多帧传输的最大字节数为16*21 = 336个字节;
Req:AC 80 EA BB 69
Ans:BB C0 11 EA 20 24 32 30 39 35 32 32 33 35 50 30 31 2A 32 30 A8
Ans:BB C0 11 EA 21 39 30 32 36 36 32 50 30 31 2A 32 30 39 30 32 58
Ans:BB C0 09 EA 22 35 39 31 50 30 31 2A 31

2,实例应用
举例:
Req:AC 80 EA BB 69
Ans:BB C0 11 EA 20 24 32 30 39 35 32 32 33 35 50 30 31 2A 32 30 A8
Ans:BB C0 11 EA 21 39 30 32 36 36 32 50 30 31 2A 32 30 39 30 32 58
Ans:BB C0 09 EA 22 35 39 31 50 30 31 2A 31

Req命令说明:
AC :MID = 0xAC, 表示非车载诊断请求
80 : PID = 0x80,表示特殊组件请求,找到SAE J1587协议文档中对应PID解释如下图所示:
EA :找到pid列表,里面的pid = 0xea的含义为Software Identification 80 : MID = 80,表示发动机
BB: MID =0xBB,表示请求的特殊组件ID为0xBB
69:根据校验和为零的公式计算的到的值
在这里插入图片描述

同理,可得到Ans命令的解析如下:
C0 : 多段参数(Multisection Parameter),发多帧标志;
11 :表示后面除了校验字节之外的所有字节个数;即右面有0x11个数据字节
30 :该字节分高四位和底四位,3表示总共发(3+1)段数据,0表示这是第0段
A8 :表示这段数据的校验字节,根据上面的校验方法得出该结果;

附录1 - MID列表:

在这里插入图片描述

附录2 - PID列表:

在这里插入图片描述

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加:2022-07-17 16:39:38  更:2022-07-17 16:40:34 
 
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