商用车控制系统局域网络CAN通信协议网络管理Word文件下载.docx
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1范围
本部分规定了CAN总线网络的管理要求
本部分适用于MM及N类车辆
23
2规范性引用文件
下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款凡是注日期的引用文
其随后所有的修改单不包括勘误的内容或修订版均不适用于本标准然而鼓励根
本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本凡是不注日期的引用文
件其最新版本适用于本标准
GBTXXXX9《商用车控制系统局域网络CAN总线通信协议》第9部分地
址和标识分配
GBTXXXX4《商用车控制系统局域网络CAN总线通信协议》第4部分数
据链路层
3术语及定义
本标准采用下列术语和定义
3（1
控制器应用程序CAControllerApplicationCA
控制器为电控单元ECU内执行一种特殊控制功能的软件和硬件控制器里的软件称为
控制器应用程序CA一个ECU可以执行一个或多个控制功能因此可以包括一个或
多个CA为了能够在本标准网络上进行通信每个CA都必须有一个地址以及一个和它联系
在一起的名字
3（2
地址配置功能AddressConfigurationandCapab
地址配置是一种CA确定在地址声明中使用的源地址的方法出于地址声明过程
需要地址配置定义两种功能单地址功能和仲裁地址功能山名字的地址仲裁能力域决定
相关属语和定义如下
3（2（1
单地址CASingleAddressCapableCA
对于单地址CA有儿种改变CA地址的方法其中只有一种不用借助外部设备如果
没有外部的干预这些CA无法改变它们已声明并正在使用的地址它们包括不可配置地址
CA服务可配置地址CA命令可配置地址CA自配置地址CA这些CA名字的地址仲
裁能力域的值为0下面共定义了4类这种CA可以使用不同的方法改变其源地址这种
分类方法并不相互排斥例如一个自配置地址CA的ECU同时也可以是服务可配置地址CA
或是命令可配置地址的CA只有CA在其设限的范围内声明不到地址时设计者才能采用
上述方法改变其地址
3（2（1（1
不可配置地址CANon-Configurab1eAddressCA
不可配置地址CA的源地址山制造商提供包括服务工具在内的任何手段都不能改变其
源地址注如果服务程序改写了ECU的软件代码仍然可以改变该CA的地址
3（2（1（2
服务可配置地址CAServiceConfigurableAddressCA
服务可配置地址CA是指源地址可以通过服务技术改变的CA运行在服务模式下
可以通过专用技术或者命令地址消息改变其地址一般需要一个服务工具完成该操作
3（2（1（3
命令可配置地址CACommandConfigurableAddressCA
命令可配置地址CA源地址可以通过命令地址消息改变的,，该类CA可以在,，，上
电时改变地址不需要服务工具或者运行于特殊模式要求车辆网络上有一个,，能够发送
命令地址消息来改变其地址并且命令可配置地址CA的程序能够识别出该命令
3（2（1（4
自配置地址CASeif-Configurab1eAddressCA
这是一种特殊情况,，根据车辆的配置信息从一个有限的源地址集中选择一个可供
它使用的源地址挂车的网桥Bridge是一个最好的例子在一个车辆中编号为,。
2
的挂车它改变它的源地址是基于内部判断它位于车辆中的位置决定了它使用的地址如
果它被移到编号为,。
1的位置就必须使用指定给,。
1位置的地址注意每个位置只有
一个正确的地址CA首先确定自己的位置然后使用这个位置的信息产生一个新的名字
再选择一个正确的地址使用插接头信息来确定自己处于左边右边的设备也属于这一类
注意能够自配置地址的CA通过改变名字来改变地址
3（2（2
可仲裁地址CAArbitraryAddressCapableCA
可仲裁地址的CA根据内部算法可以从任何合适的源地址包括范用在128-247的
仲裁地址区中选择它的源地址然后声明该地址如果发生地址冲突的情况这类
CA能
够重新计算一个CA并重新声明地址直到所有从128-247范围内的120个地址
全部被声明
名字的地址仲裁能力域的值表明了一个CA是否具有这个功能这种类型的CA特别适合于
在一个车辆上需要有多个相同设备实例的CA出现这种情况时曲于可仲裁地址
CA用于
地址声明名字的地址仲裁能力域被设为1降低了它的优先级因此在竞争同一个首选地址
时会失去仲裁这个结果是正确的因为该CA并不因其失去地址仲裁而影响其正常运行
注意如果CA的功能在正常情况下需要使用一个小于128的地址CA必须首先声明那个
地址只有在地址声明过程中失去仲裁的情况下该CA才能声明范围在128以上的未用的
地址
3（3
CA类型TypesofCAs
针对网络管理的需要CA分为三类标准型诊断开发工具网络互连CA
3（3（1
标准型CAStandardCAs
标准型CA是指主要不是用于网络连接编程诊断或者其它功能的工具的CA
标准型CA包括用于发动机变速箱制动虚拟终端仪表板和车辆导航等数据记
录仪也属于标准型CA但是如果它具有诊断的功能它必须满足诊断工具CA的要求标准
型CA除地址声明过程外不具有改变其他CA的源地址的能力
标准型CA可以有没有33节所列的地址选择功能本标准对标准型CA的地址配置功能
不作特别要求
3（3（2
诊断开发工具CADiagnosticDevelopmentToolCAs
诊断开发工具CA是连接在一个子网上用于分析调试开发监视该网上所有CA
或者监视该子网的运行尽管这种CA可能不总连接在网络上但是对于一些特殊的车辆有
可能一直连接着这种工具不管怎样这类CA比标准型CA拥有更多的功能它们主要被
设计成用于同网络上其它的CA进行交互并不具有其它的外部功能例如诊断工具并不希
望它提供扭矩或者刹车等
它们可能主要作为专用工具在指定制造商的ECU上进行操作也可能作为一个通用
的工具可以在多个制造商生产的ECU上操作或者只是连接在网络上独自工作为系统
集成或者OEM制造商提供网络集成服务
3（3（3
网络互连CANetworkInterconnectionCAs
网络互连CA是指那些主要用于连接网络子网的CA主要山转发器桥接器路山
器和网关不管那种类型网络互连CA都实现从一个子网向另一个子网传递消息的功能
通过网络互连CA连接在一起的子网可以使用相同的协议比如在同一个车辆中有两
个符合本标准的子网也可以使用不同的协议比如从其它协议到本标准也可以连接到非
车载子网比如卫星令牌环或蜂窝网等
网络互连CA如果作为网关把本标准子网连接到其它网络上这里只处理CA与本标准
相关的部分
4要求
网络管理层为唯一识别网络上的CA管理地址分配和网络错误提供必要的定义和程序
每个CA应能提供唯一的64位名字CA必须首先声明地址成功然后才能向网络发送如
果CA按地址声明过程声明地址失败必须按43给出的标准方式进行处理并向网络报告
41名字和地址规定
在采用本标准的网络中地址用于保证消息标识符的唯一性以及表明消息的源地址有
时地址被称为源地址就是后一种用法地址声明消息包括地址和名字用于把名字和网络
中的某个地址关联在一起
每个CA在开始正常的网络通信之前必须有一个名字并且成功声明了一个地址名字
有两个用途其一用于表示CA的功能描述如发动机1发动机2变速箱1ABS1其
作为一个数值用于地址仲裁把一个地址与唯一的名字com相关联也就把一个地址
和一个CA关联起来ECU的制造商和网络集成商必须保证所有在一个网络上传输消息CA的
名字是唯一的
com名字
CA的名字是一个64位的标识符山10个域组成其中有6个域的值由标委会分配给出
其余4个域的值或者根据网络特性以及汽车架构给出或者山生产厂商直接给出
源地址用于标识在指定网络中进行通信的CA而与CA相关联的名字则主要用于识别
网络上的CA及其功能利用网络管理协议中的地址管理程序在单个源地址与CA的名字
之间建立联系并在网络上进行声明附录C中给出了符合本标准ECU命名的例子
网络上的每个CA都应有一个名字这样CA可以根据它的主要功能被唯一标识当多
个CA试图声明同一个地址时CA的名字也用于仲裁这样进一步增强了标识符的唯一性
网络上的每个CA依次得到一个唯一的地址能够正确地和其它ECU仲裁CAN数据帧
尽管名字全部的域不要求是可编程的但实例域应可改变例如车辆中有备用或多
个实例存在这样可以通过改变实例域对其进行正确配置推荐采用首选地址和全部名字域
可编程的方法可以使用直接寻址的内部存储器存取协议对名字进行编程根据本标准故障
诊断部分的描述指针扩展部分是LI标对象的索引这里设置为000000002以表明SPN
地址空间的SPNSPN2848表示的是CA名字
组成名字的各个域如表1所示并在下面的章节中分别对其进行定义
本标准的附录B部分列出了工业组汽车系统功能和制造商代码具体值
表2是名字的各个域在CAN消息中的字节顺序名字可以作为一个数值进行处理也
就与本标准的应用层部分的定义保持了一致当多个CA试着声明同一个地址时名字的所
有8个字节作为一个数值用于仲裁过程见com3
表2
字节1
位8-1ID编号的最低有效字节笫8位是最高有效位
笫8位紧接在消息的DLC位后发送
字节2
位8-1ID编号的笫二字节笫8位是最高有效位
字节3
位8-6制造商代码的最低有效3位第8位是最高有效位
位5-1ID编号的最高有效5位笫5位是最高有效位字节4
位8-1制造商代码的最高有效8位笫8位是最高有效位
字节□
位8-4功能实例笫8位是最高有效位
位3-1ECU实例第3位是最高有效位
字节6
位8-1功能第8位是最高有效位
字节7
位8-2汽车系统第8位是最高有效位
位1保留
字节8
位8地址仲裁能力
位7-5工业组第7位是最高有效位
位4-1汽车系统实例第4位是最高有效位
第1位是最后发送的数据位在消息中离CRC最近
coml名字域
名字域如表1所示按从左到右的优先次序排列汽车系统域的含义依赖于工业组域
的内容当功能域的值大于127且小于254时功能域的内容依赖于汽车系统域的内容图
1所示为域定义之间的关系如果车辆系统或功能域的值不知道或本标准中没有
定义可以
将其设为不可用二进制的1名字域的所有值都应正确设置
表1名字域
地址仲工业汽车系汽车保留功能功能ECU制造商ID
裁能力组统实例系统实例实例代码编号
1位3位4位7位1位8位5位3位11位21位
com2com3com44115com6com?
com8com9comlOcomil
字节8字节8字节8字节7字节7字节6字节5字节5字节4字节
3
字节3字节2
图1名字域中的从属关系
com2地址仲裁能力域
地址仲裁能力域为1位该域表示CA是否可以使用可仲裁的源地址来解决地址声明冲
突如果该域被设为1当一个CA声明地址时与较高优先级数值较小名字的CA
发生了冲突它就在可仲裁的源地址128-247范围中选择一个地址并将其声明为其源地
址对于自配置的CA不具有地址仲裁能力它可以汁算它的地址但不是从可仲裁的源
地址中选择新地址在选择源地址时要遵循更多的限制例如高速公路的挂车地址声
明过程见42
com3工业组域
丄业组域为3位山CATARC定义并分配工业组域确定与具体工业组相关联的
名字
com4汽车系统实例域
车辆系统实例域为4位用于识别在一个已连接的网络中存在的一个特定汽车系统的某
个具体系统
注如果网络中只有一个车辆系统或者是一个特定类型的车辆系统的第一个车辆
系统
则要把车辆系统实例域设置为零以表示这是第一个实例
com5汽车系统域
汽车系统域为7位由CATARC定义并分配该域与工业组域一起和一个公用名字相
关联汽车系统域为网络中一组功能提供一个公用名例如H前已定义的工业组中
车辆
系统牵引车属于公共工业组挂车属于高速公路工业组
com6保留域
该域预留以备以后使用其值应设为零
com?
功能域
功能域为8位由CATARC定义并分配取值范围在0到127其定义与其它域无关
取值大于127时其定义依赖车辆系统域功能域与工业组域和汽车系统域结合
为特定的
控制器确定一个公用名字这种组合的公用名不包括任何具体的功能
com8功能实例域
功能实例域为5位在某个网络的同一个汽车系统中确定一个功能实例如果只有
一个或是第一个特定的功能要把功能实例域置为零表示这是第一个功能实例
对于单个制造商和系统集成商建议在解释和使用功能实例域时必须达成一致例如
一个山两部发动机和两部变速器组成系统在实际的物理连接中必须将发动机实
例0物理
连接到变速器实例0将发动机实例1连接到变速器实例1
com9ECU实例域
ECU实例域为3位它表明是给定功能相关的一组电控单元中的哪一个例如一台发
动机有两个独立的控制单元都连接在同一个网络中笫一个ECU的实例域设为
0第二个ECU
实例域设为1如果某个CA只有一个ECU或是CA的第一个ECU要把ECU实例域置
comlO制造商代码域
制造商代码域为11位它表明哪一家公司对使用这个名字的ECU产品负责制造商代
码是曲CATARC分配制造商代码域与名字中的其它域无关
comilID编号域
ID编号域为21位其值IIIECU制造商设置当名字不唯一时必须使用ID编号这
个域必须是唯一的并且在断电的情况下保持不变该域必须能够解决任何地址竞争问题
制造商必须保证产品中的ID编号是唯一的制造商可以把任何信息如制造时间日期模
块序列号模块在车辆中的安装位置等编码成ID编号
coml2名字域中的从属关系
图1是汽车系统和工业组的高128128-255项功能的从属关系示意图另外也表明
了ID编码与制造商代码之间的从属关系保留域与其它域无关功能0到127与工业组和
汽车系统无关功能128到254依赖于汽车系统和工业组
com地址
地址是个一字节值用于识别网络上的CACA发送的每个消息的ID中都包括CA的地
址这样就保证了CA发送消息的唯一性
在网络上工作的CA大部分都有一个设置好的首选地址见GBTXXXX9CA必
须尝试首先使用该地址如果CA的首选地址已被网络上另外一个CA成功声明根据CA的
地址仲裁能力及未使用地址的有效性CA可以选择尝试申请另外一个源地址或者发送一个
不能申请地址的消息
在一个特定的车辆网络或者车辆子网中源地址必须是唯一的车辆每次上电后源
地址可以被关联到不同的CA对于不同的车辆源地址也可以不同
其它的CA可以假定声明0到127和248到253范用内首选地址的CA应执行该地址定
义的功能并在名字域中指明其功能通常和CA相关联的名字在车辆初始化时配置或在
在整车装配时配置或者在车辆上增加,，，时配置和源地址联系在一起的名字不管它
使用哪个地址都包括有,，功能的标识
本标准共提供五种地址配置功能详见,3这五种地址配置功能并不表明一个给定的
，必须支持这些功能对于采用本标准的CA不要求有特定的地址配置功能但是所有
的CA必须具有本标准45中规定的最小网络管理功能如果整车制造厂针对特殊应用有特
殊要求CA要具备地址配置功能
对于某些CA有些地址配置功能比其它的选址功能更合适例如数据记录仪标定
ECU网桥部分工具它们可能要连接到一个正在运行的网络上地址仲裁功能就更
适合
于这一类的CA因可能会遇到多个相同类型的CA同时申请相同首选地址
CA的初始地址首次上电时CA尝试申请的那个地址应由制造商设置并和
GBTXXXX9相匹配为使整车制造厂能够正确的配置车辆CA的初始地址应可重新编
程对于常规汽车没有必要但它为一个给定的CA拥有多个实例比如有两个发动
机等的应用场合提供了灵活性CA初始地址的可重新编程特点对于临时联网或者售后的
ECU特别重要
地址254也称为空地址只能在消息标识符中的源地址域使用主要用于网络管理的通
信见42
com2地址255
地址255也称为全局地址只能在消息标识符中的LI标地址域中使用不能用于源地址
域见com和com
42网络管理程序
网络管理程序用于共同管理网络的单个CA所传递的消息及其采取的措施网络管理协
议的主要功能是地址管理和网络出错管理
除了使用空地址外网络管理消息和其它的消息具有相同的特征和要求本标准的数据
链路层中定义的地址声明请求消息是一种常规的请求消息对于网络管理消息只有地址声
明请求消息和不能声明地址消息才能使用空的源地址254指向空地址254的请求不
会获得响应
网络管理消息用于请求被网络上其它CA正在使用的地址和名字为一个CA声明一个
地址公告不能声明地址或者命令其它的CA使用新地址表2描述了这些消息com地址声明请求消息
任何一个CA都可以使用地址声明请求消息来请求名字以及连接在网络上ECU的CA的地
址每个CA一收到地址声明请求消息可以发送一个包含其地址和名字的地址声明消息
如果CA不能声明地址就发送一条不能声明地址的消息作为响应除非这个CA还没有
声明地址没有声明地址的CA此时应声明一个地址CA在尝试声明地址之前不能发送不
能声明地址消息或者其它任何消息
表2地址管理消息
消息名称PGN参数组PF协议PS特定SA源地数据数据
编号数据单元协议数据址长度
格式单元字
节
请求参组地址声59904234DALI标SA13PGN60928
明请求GBTXXXX4地址
声明地址
声明地址60928
238
255
SA8名字
不能声明源地60928
2552548
址
命令地址65240
254
216
SA92名字新SA
1如果没有声明地址源地址可以设置为254
2命令地址消息是通过传输协议BAM发送的参见GBTXXXX4
地址声明请求消息可以发送到一个特定的地址或者一个全局H标地址255如果CA
要使用一个特定地址它可以向这个地址发送一条地址声明请求进行查询以确定
这个地址
是否已经被别的CA所声明CA还可以通过向全局目标地址255发送地址声明
请求并检
验响应从而确定在网络上是否存在正在工作的具有特定名字的CA
如果一个CA还没有声明地址地址声明请求消息请求的源地址域必须是空地址
如果CA发送的地址声明请求到全局地址CA自身必须能够作出响应
com地址声明不能声明
地址声明PGX参数组编号60928有两种用法声明一个地址和公告不能声明地址
>
/•
刖
coml的地址声明消息后com2的不能声明地址消息任何CA都可以使用
地址声明消息或者用于响应接收到的地址声明请求消息或者只是简单的在网络上声明一
个地址在网络初始化期间或者当CA连接到正在运行的网络时CA必须发送地址声明消息
如果CA接收到一个声明它自己源地址的地址声明消息就把在地址声明消息中收到的名字同
自己的名字进行比较从而确定哪一个CA名字的优先权更高com3较小的数值具有
较高的优先权如果接收到地址声明的CA确定其名字的优先权高可以发送一条
包含其名
字和地址的地址声明消息如果CA名字的优先权低CA就要尝试声明另一个地址或者发送一
条不能声明地址消息以这种方式失去地址仲裁的CA如果它正处于发送传输协议消息的过
程它必须立即停止发送传输协议消息并且不能发送传输协议放弃消息接收传输协议消
息的CA必须能够通过正常的传输协议消息超时数据链路层协议中规定为125秒处理过程
检测到这种情况对于没有传输完毕的传输协议数据帧根据数据链路层中定义的规则和超
时时间50毫秒范围内终止传输
CA可以通过发送不能声明地址消息或者发送源地址为空地址的地址声明消息表明CA
已经进行了地址声明但是没能成功声明到地址网络内的CA在它成功声明其地址之前不能
在网络通信中使用它的地址对于网络内部互连设备处理其它CA的消息是一种特殊情况
网络内部互连设备在声明地址之询可以象转发器一样转发消息而不用考虑发送消息的源地
址对于网络内部互连设备的更进一步的要求参见网络层
如果网络配置中存在多个网桥山于地址声明消息的发送和接收要跨越多个网桥就
会产生明显的延时这些地址声明是通过网桥的在这些系统中250ms的延时可能不足以
防止CA在成功声明地址后产生进一步的仲裁
CA一旦声明地址成功就可以开始在网络上传输其它的消息并对后继的地址声明作出
响应
地址254是空地址对这个地址的声明都是无效声明如果源地址是254的地址声明
消息是不能声明地址消息
地址声明消息总是发送到全局地址255以便于网络上所有的ECU都能接收该消息
并确保当询地址与名字的一致对于数据链路层协议中规定的请求消息的要求地址声明消
息是个特例数据链路层协议中规定如果请求消息指定特定LI标地址作出响应LI标地址
应设为被请求的地址
coml地址声明消息
发送接收速率依照要求
数据长度8字节
数据页0
协议数据单元格式238
特定协议数据单元255全局地址
默认优先权6
参数组编号6092800EE0016
源地址0到253控制器应用程序声明的地址
控制器应用程序的名字
字节1位8-1ID编号的最低字节comil
字节2位8-1ID编号的第二字节comil
字节3位8-6制造商代码的低3位comlO
位5-1ID编号的最高5位comil
字节4位8-1制造商代码的高8位comlO
字节
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