今日語錄：生命中最好的事情就是找到那個知道你所有的錯誤和缺點，卻依然認為你非常棒的人。

前言

兩年前，我寫過一篇文章車內通信技術有哪些？CAN、LIN、以太網（SomeIP、DoIP）等，主要介紹了車內的一些通信技術，當時閱讀量有2000多。

在擴寬個人知識面的同時，也能與行業(yè)內的人互相學習，共同進步，讓我覺得做這個公眾號是有價值的。

進入汽車行業(yè)以來，我對can通信、診斷時有接觸，但因為不是專業(yè)搞這方面的，所以有時候總是會把一些標準搞混淆。

利用周末時間，我把行業(yè)內常見的can通信、診斷協(xié)議進行了梳理，希望能對大家有所幫助。

這些標準在ISO官網下載，一份就要100多元，好在我從朋友那里都搜集到了，現(xiàn)在免費分享給大家。（感謝貢獻標準的朋友！）

獲取方法：在后臺直接發(fā)送對應標準的編號（如：11898），會彈出一個鏈接，點進去免費下載即可。

做汽車電子產品開發(fā)，一定會接觸到ISO 11898、UDS診斷、ISO 14229等，但你知道他們之間有什么區(qū)別與聯(lián)系嗎？

既然已經有ISO 11898了，為什么美國汽車工程師協(xié)會（SAE）又要搞一個SAE J1939出來？

......

諸如此類的問題，我之前也不知道，今天，我們一起把他們搞清楚。

常見can與診斷協(xié)議分類

1.CAN通信協(xié)議：汽車的'國際通行證'

要想把上面這些問題搞清楚，先得從CAN的起源說起。

汽車上為什么需要CAN總線？

CAN總線出現(xiàn)之前，汽車上各個ECU之間是點對點通信的，這種通信方式必然會使汽車線束變得十分龐大、復雜！

據統(tǒng)計，一輛采用傳統(tǒng)布線方法的高檔汽車中，線束長度高達2000米！

而且，隨著汽車電子技術的快速發(fā)展，ECU越來越多，這進一步加劇了線束系統(tǒng)給整車帶來的空間及成本壓力。

為了解決多個ECU之間的復雜通訊問題，從1980年初開始，博世的工程師考慮將其他行業(yè)的總線系統(tǒng)引入汽車行業(yè)。經過評估，并沒有可用的網絡協(xié)議能夠滿足汽車行業(yè)的需求。于是，博世于1983年開始開發(fā)新的串行總線系統(tǒng)。

這種新的總線系統(tǒng)就是我們后來熟知的CAN總線（Controller Area Network，控制器局域網）。

在CAN總線系統(tǒng)中，各個ECU通過雙絞線（CAN_H和CAN_L）連接，每個單元都是獨立的CAN節(jié)點?？偩€的兩端要各接一個120Ω的電阻，用于匹配總線阻抗，吸收信號反射及回撥，從而提高數據通信的抗干擾能力及可靠性。

CAN總線組成

各個ECU通過判斷CAN總線的電平，即可得到信號值。在CAN總線中，電平分為顯性電平和隱性電平，顯性電平表示”0“，此時，CAN_H比CAN_L電平高，分別為3.5V和1.5V，電位差為2V；隱形電平表示”1“，此時，CAN_H和CAN_L電壓都為2.5V，電位差為0V。

CAN總線中的電平

CAN總線就是通過顯性和隱性電平的變化來傳輸數據的。

數據從CAN總線起始節(jié)點發(fā)出，到達終點，各個ECU各取所需。就像一輛公交車，沿途經過各個站點。

因此，CAN總線也被形象地稱為CAN-BUS總線。

CAN-BUS總線

CAN總線取代了昂貴而笨重的傳統(tǒng)配電線束，降低了整車成本，傳輸效率更高，功能更加完善。

1986年2月，在底特律SAE大會上，CAN總線正式發(fā)布。

1987年，英特爾交付了第一款CAN控制器芯片82526，這是CAN協(xié)議的第一個硬件實現(xiàn)。從1983年到1987年，僅僅4年時間，一個想法就變成了現(xiàn)實。此后不久，飛利浦半導體推出了82C200。

1991年，奔馳500E成為世界上第一款搭載CAN總線的量產車型。同年，博世發(fā)布了CAN2.0標準，分為CAN2.0A（11位標識符）和CAN2.0B（29位標識符）。

1993年11月，國際標準化組織（ISO）發(fā)布了CAN標準ISO11898：1993，同時發(fā)布的還有ISO 11519-2。這是世界上第一版CAN國際標準，隨后進行了多次修訂和演進。

ISO11898：1993同時定義了數據鏈路層和高速物理層，通俗的講就是它規(guī)定了如何在電線上發(fā)送和接收數據，通信速度為5kbps-1Mbps（高速CAN）。

ISO 11519-2則定義了通信速率在125kbps以下的通信標準（低速CAN），其通信速度相對較慢，但優(yōu)點在于其對硬件的要求低、成本低。同時，該標準允許在CAN總線連接失敗時通信得以繼續(xù)進行，因此又叫容錯CAN（LSFT CAN）。

從2003年開始，ISO 11898 CAN標準分離為ISO 11898-1和ISO 11898-2兩部分，后續(xù)又發(fā)布了其他部分，并進行了整合。

在2016年之前，ISO 11898涵蓋6個部分，即：

Part1：Data link layer and physical signalling

Part2：High-speed medium access unit

Part3：Low-speed，fault-tolerant，medium-dependent interface

Part4：Time-triggered communication

Part5：High-speed medium access unit with low-power mode

Part6：High-speed medium access unit with selective wake-up functionality

在2016年，其中的Part2、Part5、Part6被合并成了一個新的Part2，即：ISO 11898-2-2016，原有的ISO 11898-5-2007和ISO 11898-6-2013被撤回。

值得一提的是ISO 11898-3-2006的發(fā)布取代了最早發(fā)布的ISO 11519-2，所以如今很多人沒聽過ISO 11519。

行文至此，終于知道了ISO 11898的來龍去脈，以及其與ISO 11519的關聯(lián)。

2.CAN診斷協(xié)議：汽車的“翻譯官”

CAN通信協(xié)議只規(guī)定了信號的傳輸規(guī)則，實際上，從上個世紀90年代開始，汽車的電子化趨勢越來越明顯，各種傳感器、執(zhí)行器和控制單元的故障診斷成了一個大問題。

每個設備都有自己的診斷方法，這無形中增加了汽車維修的難度及成本。

為了解決這個問題，ISO組織于1991年開始研究診斷相關標準。

診斷的概念來源于醫(yī)學，當病人出現(xiàn)頭暈、發(fā)燒、嘔吐等不適癥狀時，醫(yī)生通過詢問、觀察或者儀器檢測，得到相關數據，并進行對癥治療。

車輛的診斷過程也有類似的地方，外部診斷設備（Tester），通過汽車總線連接車輛，獲取車輛各個ECU的狀態(tài)信息，從而在不拆解車輛的情況下為車輛維修提供可靠的依據。

診斷時，Tester端與ECU端通過一問一答的形式進行通信，因此，需使用同樣的“語言”——診斷協(xié)議。

1996年，最早的診斷協(xié)議ISO 9141出現(xiàn)，該協(xié)議的典型特點是通信前需要雙方建立握手協(xié)議，比較繁瑣，隨著技術的發(fā)展及時間的推移，該協(xié)議已經逐步退出歷史舞臺了。

到了1999年，ISO 14230誕生，也就是常說的KWP2000（Keyword Protocol 2000）。該協(xié)議實現(xiàn)了一套完整的車載診斷服務，最初使用K-Line（又叫K線）串行傳輸，最大通信速率10.4Kbps。現(xiàn)在已經沒有多少車企應用此診斷協(xié)議了。

后來，基于CAN的KWP2000，即ISO 15765于2001年出現(xiàn)了，最大速率可達1Mbps。

該協(xié)議包含如下幾個部分：

同年，還出現(xiàn)了ISO 15031，該協(xié)議與排放密切相關，且需要強制執(zhí)行，具有法規(guī)效應，最初主要目的是環(huán)保。

該協(xié)議經過多年演變，最新版本包含如下幾個部分：

到了2006年，我們熟知的ISO 14229（UDS，Unified Diagnostic Services 統(tǒng)一診斷服務）登場了！該協(xié)議只定義了診斷服務，只是一個應用層協(xié)議，不涉及網絡，可以基于任意總線。

該協(xié)議經過多年發(fā)展和演變，包含如下幾個部分：

如下是14229-1中的一張截圖，我們可以更直觀地看到14229、15765、11898之間的區(qū)別與聯(lián)系。

3.SAE J1939：大型車輛的“特使”

上述已經介紹了汽車上應用最廣泛的CAN通信協(xié)議及診斷協(xié)議，那么SAE J1939又是干什么的？

我們知道，ISO 11898僅規(guī)定了CAN總線的物理層和數據鏈路層，應用層并未定義。

美國汽車工程師協(xié)會（SAE）為了實現(xiàn)總線協(xié)議體系的標準化，在CAN2.0B的基礎上制定了應用于大型貨車和客車的協(xié)議，物理層、數據鏈路層基本上沿用了ISO 11898規(guī)范，并增加了網絡層、應用層和網絡管理規(guī)范，所以，SAE J1939便出現(xiàn)了。

SAE J1939協(xié)議文檔非常龐大，自成一體，常用部分如下：

該協(xié)議由SAE協(xié)會維護，目前在不斷更新中，應用十分廣泛，在商用車領域有著舉足輕重的地位，而在乘用車領域一般則不使用。

J1939在乘用車領域未廣泛使用的主要原因是乘用車產品更新迭代快、功能需求多樣，采用自定義（應用層）的設計方式能最大程度發(fā)揮CAN網絡設計靈活性，便于進行車型迭代升級。

一般的商用車功能需求單一，如果使用J1939協(xié)議，可以極大簡化設計工作，且軟件復用性高，節(jié)省開發(fā)成本。

但隨著商用車越來越追求乘用車化，J1939協(xié)議可能需要持續(xù)更新，否則無法滿足商用車日益增長的復雜功能需求。

此外，由于J1939標準化定義的特性，嚴格遵守J1939協(xié)議的車輛總線很容易被破解（通過ID可知曉發(fā)送節(jié)點及PGN，只要不是自定義的PGN，均可通過協(xié)議查找出報文名稱及信號）。

結語

本文簡要介紹了常見CAN通訊協(xié)議及診斷協(xié)議，只起到拋磚引玉的作用，由于篇幅所限，無法展開介紹，對某個協(xié)議感興趣的讀者，可自行下載研讀。

獲取方法：在后臺直接發(fā)送對應標準的編號（如：11898），會彈出一個鏈接，點進去免費下載即可。