J1939协议-数据链路层

1、Surpassing customers expectationAmperex Technology Limited2022-5-16ATL Confidential Information1Surpassing customers expectationAmperex Technology Limited2022-5-16ATL Confidential Information2 J1939综述 J1939和CAN协议的比较 协议数据单元 参数群编号 命令类型目录Surpassing customers expectationAmperex Technology Limited2022-5-

2、16ATL Confidential Information3SAE J1939 综述l 用于为中重型道路车辆（卡车、客车、建筑机械、农业机械等）上电子部件间的通讯提供标准的总线通信协议，诞生于1994年。l 美国汽车工程协会（SAE）的推荐标准，由“卡车与客车电气与电子委员会”（Track & Bus Electrical & Electronics Committee）的“卡车与客车控制和通讯网络小组委员会”（Track & Bus Control and Communications Network Subcommittee）开发编写。l 以德国博世公司（Robe

3、rt Bosch GmbH）开发的控制局域网CAN2.0B协议为基础，扩展定义了网络层和应用层。Surpassing customers expectationAmperex Technology Limited2022-5-16ATL Confidential Information4J1939综述SAE J1939的文档构成：的文档构成：1. 物理层：J1939-01/11/15 2. 数据链路层：J1939-21 3. 网络层：J1939-31 4. 应用层：J1939-71 5. 网络管理：J1939-81 6. 故障诊断：J1939-31/73 这里只介绍J1939-21数据链路层。

4、Surpassing customers expectationAmperex Technology Limited2022-5-16ATL Confidential Information5J1939-21数据链路层数据链路层定义了报文帧的数据结构、编码规则，包括通信优先权、传输方式、通信要求、总线仲裁、错误检测及处理，负责将CAN扩展帧的29位标识符重新分组定义，使报文的标识符就能够描述报文的全部特征，包括目标地址、源地址、消息类型等内容。Surpassing customers expectationAmperex Technology Limited2022-5-16ATL Confi

5、dential Information6J1939和CAN的数据帧比较J1939全面定义了使用扩展帧格式的标准化通信，标准帧格式只作为专用消息按J1939规定来使用。CAN中不用节点地址，J1939为设备统一分配地址。和CAN2.0B相比，J1939更进一步地定义了报文格式中仲裁字段的29个标识符位。数据帧的起始位SOF、替代远程请求位SRR、标识符扩展位IDE、远程发送请求位RTR、控制字段、CRC（校验）字段、ACK（应答）字段和EOF（帧结尾）字段七部分仍按CAN协议定义，SAE J1939不作修改。 附件为CAN数据帧格式及CAN与J1939仲裁字段对照。Surpassing cust

6、omers expectationAmperex Technology Limited2022-5-16ATL Confidential Information7J1939协议数据单元J1939把那些重要的报文信息概括在一起，统称为协议数据单元Protocol Data Unit (PDU)。PDU包括29位的标识符和数据字段。29位的标识符被划分为六个部分：优先级字段P、扩展数据页位EDP、数据页位DP、协议数据单元格式PF、特定协议数据单元PS和源地址SA。Surpassing customers expectationAmperex Technology Limited2022-5-16

7、ATL Confidential Information8r优先级字段优先级字段Priority（P）- 位于仲裁字段前3位，数据传输时具有最高的相对优先级。- 可从最高0设置到最低7，所有控制/命令类报文的默认优先级为3，其他报文如信息、专用、请求和响应的默认优先级是6。 - 报文接收方应将该字段的屏蔽位全部关闭（即无验收滤波，全接收），程序设计时可重编程该字段对报文优先级作调整。J1939协议数据单元Surpassing customers expectationAmperex Technology Limited2022-5-16ATL Confidential Information9

8、r扩展数据页位扩展数据页位Extended Data Page和数据页位和数据页位Data Page（EDP/DP）- 位于仲裁字段和第4和第5位。- 用来确定数据帧标识符的体系结构。- J1939当前报文的EDP：DP只使用00或01；EDP：DP10保留作将来使用。- 若EDP：DP11，则表示这是一条ISO 15765-3 规范的报文。J1939协议数据单元Surpassing customers expectationAmperex Technology Limited2022-5-16ATL Confidential Information10r协议数据单元格式协议数据单元格式PDU

9、 Format（PF）- 位于仲裁字段的第611和1415位（8位）。- 有两种协议数据单元格式：PDU1和PDU2 。- PDU1格式的取值范围为0239；PDU2格式的取值范围为240255 。J1939协议数据单元Surpassing customers expectationAmperex Technology Limited2022-5-16ATL Confidential Information11r特定协议数据单元特定协议数据单元PDU Specific（PS）- 位于仲裁字段的第1623位（8位）。- 其含义取决于PF：若PF为PDU1格式，则PS值表示目标地址；PF为PDU2

10、格式，则PS值表示群扩展。-目标地址为预定要接收报文的设备地址；目标地址255为全局地址，表示网络上的所有设备均可接收该条报文。- PDU2格式只能全局广播。J1939协议数据单元Surpassing customers expectationAmperex Technology Limited2022-5-16ATL Confidential Information12r源地址Source Address（SA）- 位于仲裁字段的第2431位（8位）。- SA值为报文发送设备对应的地址。- 源地址确保了报文ID的唯一性。- 关于J1939“地址管理和分配” ，参考SAE J1939-81 。

11、J1939协议数据单元Surpassing customers expectationAmperex Technology Limited2022-5-16ATL Confidential Information13r数据字段数据字段Data Field（08字节）- 当报文参数（群）只有小于等于8字节的数据时，建议使用全部8 个字节，以备将来需要添加参数时不会影响到旧版本的设备。- 报文帧的数据长度代码DLC 应设置为已定义的数据长度数值。- 数据长度一旦确定不应更改，因涉及到网络上众多和该数据有关的设备。 J1939协议数据单元Surpassing customers expectatio

12、nAmperex Technology Limited2022-5-16ATL Confidential Information14r数据字段数据字段Data Field（91785字节）当传输的数据长度多于8字节时，需要使用“传输协议”功能来通信。- 对特定目标地址发送，使用RTS/CTS报文进行点对点连接；- 对全局目标发送，使用BAM通知网络设备将广播长消息。- 数据的传输时使用 “传输”PG。J1939协议数据单元Surpassing customers expectationAmperex Technology Limited2022-5-16ATL Confidential Inf

13、ormation15l J1939的参数群编号Parameter Group Number占有3个字节24位。l 参数群编号（PGN）是这样得来的- 高字节：6个0（最高有效位） + EDP + DP（8位）- 第2字节：PDU格式字段（8位）- 低字节：PS字段之群扩展或0（8位）- PGN值和EDP、DP、PF、PS值一一对应l J1939可分配的PGN总数为8692个，已分配的PGN请参考SAE 1939-71 。J1939参数群编号Surpassing customers expectationAmperex Technology Limited2022-5-16ATL Confide

14、ntial Information16J1939地址和PGN的分配l J1939可分配的最大地址数为28=256l 分配参数群编号时，除了PGN相关的EDP、DP、PF、PS（如需要），也需要指明传输重复率、默认优先级和参数列表。l 一旦确定了PGN，以及发送该PGN 的源地址与/或预期接收该PGN 的目标地址，则报文的ID也可确定。Surpassing customers expectationAmperex Technology Limited2022-5-16ATL Confidential Information17J1939传输协议功能l 无论是主动传输还是响应请求，对特定目标地址大

15、于8字节的数据将以传输协议功能来传输。l 信息的打包与重组l 连接管理l 数据传输Surpassing customers expectationAmperex Technology Limited2022-5-16ATL Confidential Information18目前支持的报文类型有： 命令 请求 广播/响应 应答 群功能这里介绍其中几条报文的定义J1939的报文类型Surpassing customers expectationAmperex Technology Limited2022-5-16ATL Confidential Information19J1939报文类型-请求

16、l 定义：向网络上的设备请求参数群。l PGN：59 904。- 默认优先级：6- 扩展数据页：0和数据页：0- PDU格式：234- 特定PDU：目标地址l 数据长度和数据字段：3字节；所请求的参数群编号，以摩托罗拉格式发送。l 传输重复率：使用者决定，推荐每秒不多于2次或3次。Surpassing customers expectationAmperex Technology Limited2022-5-16ATL Confidential Information20l 响应时，请求是发送到特定（全局）目标，则响应也发到特定（全局）目标。例外：- 不多于8字节的PDU2格式PGN只能响应到

17、全局；- 地址声明和应答PGN应响应到全局地址。l 不支持请求的PGN时：-请求是发送到特定目标，则需发NACK响应；-请求是发送到全局目标，NACK不允许作为响应。l 大于8字节数据的PGN，响应到特定地址时必须使用传输协议TP，响应到全局地址。J1939报文类型-请求Surpassing customers expectationAmperex Technology Limited2022-5-16ATL Confidential Information21l 定义：用于在发送和接收设备之间提供一种握手机制。l PGN：59 392- 默认优先级：6 - 扩展数据页：0和数据页：0- PD

18、U格式：232- 特定PDU：目标地址255l 数据长度：8字节。l 传输重复率：收到的参数群编号要求这种应答形式时。J1939报文类型-应答Surpassing customers expectationAmperex Technology Limited2022-5-16ATL Confidential Information22l数据字段- 字节1：应答方式，0肯定应答，1否定应答，2拒绝访问，3设备忙不能响应，4255保留。- 字节2：群功能值（如果适用）- 字节34：保留，填入FF- 字节5：被应答设备的地址- 字节68：应答响应的PGNl对某一命令或请求的响应可以是“普通广播”或“ACK”或“NACK”的三种类型之一，PGN要求的响应类型在应用层中定义。l虽然该PGN使用PDU格式1，但只能发送到全局地址。J1939报文类型-应答Surpassing customers expectationAmperex Technology Limited2022-5-16ATL Confidential Information23J1939报文类型-连接管理l 定义：用于传输长消息（大于8个字节的数据）报文的连接建立、中止和公告等。l PGN：60