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，不能作為科學依據，請勿模仿。 文檔如有不當之處，請聯(lián)系本人或網站刪除。 KWP協(xié)議分析-11-1915:591前言在汽車故障診斷領域，針對診斷設備和汽車U ECU之間的數據交換，各大汽車公司幾乎都制訂了相關的標準和協(xié)議。 其中，歐洲汽車領域廣泛使用的一種車載診斷協(xié)議標準是KWP（Keyword Protocol），該協(xié)議實現了一套完整的車載診斷服務，并且滿足E E-OBD（European OnBoard Diagnose）標準。 KWP最初是基于K K線的診斷協(xié)議，由于K K線物理層和數據鏈路層在網絡管理和通訊速率上的局限性，使得K K線無法滿足日趨復雜的車載診斷網絡的需求。 而N CAN網絡（Controller AreaNetwork）由于其非破壞性的網絡仲裁機制、較高的通訊速率（可達1M bps）和靈活可靠的通訊方式，在車載網絡領域廣受青睞，越來越多的汽車制造商把N CAN總線應用于汽車控制、診斷和通訊。 近年來歐洲汽車領域廣泛采用了基于N CAN總線的KWP，即5ISO15765協(xié)議，而基于K K線的KWP物理層和數據鏈路層協(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)議標準主要包括ISO/WD14230-1114230-44，各部分協(xié)議與OSI I模型的對應關系如表11所示。 表表1KWP協(xié)議與S OIS模型的對應關系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，不能作為科學依據，請勿模仿。 文檔如有不當之處，請聯(lián)系本人或網站刪除。 應用層ISO14230-33ISO15765-33表述層N/A N/A會話層N/A N/A傳輸層N/A N/A網絡層N/A ISO15765-22數據鏈路層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的基礎上把數據交換系統(tǒng)擴展到了V24V電壓系統(tǒng)。 ISO14230-22規(guī)定了KWP的數據鏈路層協(xié)議，包括報文結構、初始化過程、通訊連接管理、定時參數和錯誤處理等內容。 K K線的報文包括報文頭、數據域和校驗和三部分，其中報文頭包含格式字節(jié)、目標地址（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報文結構3報文頭數據域校驗和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，不能作為科學依據，請勿模仿。 文檔如有不當之處，請聯(lián)系本人或網站刪除。 11）可選字節(jié)，取決于格式字節(jié)t Fmt的0A1A0位22）服務標識符（Service ID），數據域的第11個字節(jié)在開始診斷服務之前，診斷設備必須對U ECU進行初始化，通過U ECU的響應獲取U ECU的源地址、通訊波特率、支持的報文頭格式、定時參數等信息。 U ECU所支持的報文頭和定時參數信息包含在U ECU返回的“關鍵字（Key Word）”中（這也是協(xié)議命名的由來）。 關鍵字由兩個字節(jié)構成，如圖11所示，關鍵字的低字節(jié)中各位的含義如表33所示。 圖圖1關鍵字格式3表表3關鍵字低字節(jié)中各位的含義3Bit=0=1AL0不支持格式字節(jié)中的數據長度信息支持格式字節(jié)中的數據長度信息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地支持在報文頭中包含目標地本文檔所提供的信息僅供參考之用，不能作為科學依據，請勿模仿。 文檔如有不當之處，請聯(lián)系本人或網站刪除。 址/源地址址/源地址TP0*)采用正常定時參數設置采用擴展定時參數設置TP1*)采用擴展定時參數設置采用正常定時參數設置*)只允許TP0,TP1=0,1或者1,0診斷設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據鏈路層協(xié)議3中均有明確規(guī)定。 完成初始化過程后，診斷設備和U ECU方可進行應用層的診斷服務和響應。 ISO14230-33規(guī)定了應用層的服務規(guī)范，包括診斷管理功能組、數據傳輸功能組、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、數據上載/下載功能組和擴展功能組。 在診斷服務請求/響應過程中，診斷設備和U ECU必須遵循圖22所示的時序和相關定時參數。 對于初始化和診斷服務過程中出現的各種定時錯誤，在數據鏈路層和應用層協(xié)議里面都有相應的處理規(guī)范，診斷設備及U ECU的應用程序都必須嚴格遵守。 圖圖K2K線診斷服務時序圖3本文檔所提供的信息僅供參考之用，不能作為科學依據，請勿模仿。 文檔如有不當之處，請聯(lián)系本人或網站刪除。 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應用層的診斷服務移植到N CAN總線上。 數據鏈路層采用了了ISO11898-11協(xié)議，該協(xié)議是對B CAN2.0B協(xié)議的進一步標準化和規(guī)范化；應用層采用了ISO15765-33協(xié)議，該協(xié)議完全兼容基于K K線的應用層協(xié)議14230-33，并加入了N CAN總線診斷功能組；網絡層則采用ISO15765-22協(xié)議，規(guī)定了網絡層協(xié)議數據單元（N_PDU，如表44所示）與底層N CAN數據幀、以及上層KWP服務之間的映射關系，并且為長報文的多包數據傳輸過程提供了同步控制、順序控制、流控制和錯誤恢復功能。 表表4網絡層協(xié)議數據單元（N_PDU）格式7地址信息協(xié)議控制信息數據域N_AI1)N_PCI2)N_Data3)1)地址信息:包含源地址（SA）、目標地址（TA）、目標地址格式（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)數據域:KWP服務標識符（Service ID）+服務參數應用層協(xié)議規(guī)定了四種服務數據結構，.Request、.Indication、e.Response和本文檔所提供的信息僅供參考之用，不能作為科學依據，請勿模仿。 文檔如有不當之處，請聯(lián)系本人或網站刪除。 .Confirm，分別用于診斷設備（Tester）的服務請求、U ECU的服務指示、U ECU的服務響應和r Tester的服務確認。 這些數據結構中包含了地址信息、服務請求D ID和服務請求參數等內容。 基于N CAN總線的KWP診斷服務流程如圖33所示。 圖圖3基于N CAN總線的KWP診斷服務流程圖從上面的服務流程能夠看出，基于N CAN總線的KWP協(xié)議支持多包數據傳輸，并且多包數據的管理和組織是在網絡層完成的，應用層不必關心數據的打包和解包過程。 為實現這一功能，網絡層定義了四種PDU（以I PCI類型進行區(qū)分，如表55所示）:單幀（Single Frame，SF）數據域及I PCI可在一個N CAN數據幀中容納時，服務報文以單幀N CAN報文進行發(fā)送。 第一幀（First Frame，FF）數據域及I PCI不能在一個N CAN數據幀中容納時，服務報文以多幀N CAN報文進行發(fā)送，其中第一幀（FF）除傳送數據外，還包含了多包數據的長度信息。 連續(xù)幀（Consecutive Frame，CF）多包數據中除第一幀外的連續(xù)數據幀，除傳送數據外，還包含了多包數據的包序號。 本文檔所提供的信息僅供參考之用，不能作為科學依據，請勿模仿。 文檔如有不當之處，請聯(lián)系本人或網站刪除。 流控制幀（Flow Control，FC）用于多包數據傳輸過程中的流控制，不包含數據，只包含流控制狀態(tài)、數據塊大小和最小間隔時間等流控制信息。 表表5515765協(xié)議網絡層四種U PDU對應的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)單幀數據中數據域的字節(jié)長度，I PCI的長度不包括在內。 2)多包數據的數據域字節(jié)總長度。 3)多包數據的數據包編號。 4)流控制狀態(tài)信息。 5)數據塊大小。 6)多包數據傳輸的最小時間間隔。 多包數據的傳輸流程如圖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)送的數據的總長度；接收節(jié)點分配好資源、準備接收數據，然后以一幀“流控制幀”告知發(fā)送節(jié)點一次能夠發(fā)送的數據包數目本文檔所提供的信息僅供參考之用，不能作為科學依據，請勿模仿。 文檔如有不當之處，請聯(lián)系本人或網站刪除。 和時間間隔；發(fā)送節(jié)點接下來就根據接收節(jié)點的接收能力將編好序號的數據包依次發(fā)送過去。 圖圖4多包數據傳輸流程圖在數據傳送過程中，一個網絡層U PDU被編排成一個N CAN數據幀，它們之間的對應關系由尋址模式（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診斷服務保留了兩個專用參數組編號（PGN N）:其中PF=218（F PF的具體定義請參考9SAE J1939數據鏈路層協(xié)議）的參數組用于物理尋址（phy），9PF=219的參數組用于功能尋址（f）。 正常固定尋址模式的U PDU與與N CAN數據幀之間的對應關系如表66所示。 本文檔所提供的信息僅供參考之用，不能作為科學依據，請勿模仿。 文檔如有不當之處，請聯(lián)系本人或網站刪除。 表表6正常固定尋址模式下U N_PDU與N CAN數據幀之間的對應關系7N_PDU類型9CAN29位標識符N CAN數據域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數據域的第一個字節(jié)用于填充遠程地址（RA），I N_PCI和診斷服務數據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CAN2兩個不同的子網通過網橋相連，網橋在子網11中的源地址為200，在子網22中的源地址為10，位于子網11中的診斷設備（源地址為241）可通過網橋對子網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，不能作為科學依據，請勿模仿。 文檔如有不當之處，請聯(lián)系本人或網站刪除。 圖圖5跨越網段的遠程診斷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、數據鏈路層及網絡層 （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，信號傳輸的可靠性高。 ?K K線診斷在啟動應用層診斷服務之前必須對U ECU進行初始化建立連接，并且初始化過程比較復雜；而基于N CAN總線的診斷設備不需要對U ECU進行初始化即可進行診斷服務。 ?K K線診斷應用程序開發(fā)者必須親自管理數據傳輸過程中的字節(jié)間定時，并處理底層通訊錯誤；N CAN數據幀以整幀報文的形式進行發(fā)送，應用程序開發(fā)者不必管理字節(jié)間定時，并且N CAN總線物理層和數據鏈路層具備完善的錯誤檢測和錯誤恢復機制，應用程序不必監(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，不能作為科學依據，請勿模仿。 文檔如有不當之處，請聯(lián)系本人或網站刪除。 ?K K線網絡結構單一，網絡管理功能很弱；而利用N CAN總線可構建復雜的網絡結構，可跨越網段進行遠程診斷。 ?K K線網絡采用破壞性的仲裁機制，當診斷設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