汽车总线系统

本书讲解了车辆中最为重要的总线系统和协议，介绍了总线系统常用的协议标准、总线系统的物理层和数据链路层、应用层的诊断协议等，重点解读了总线系统的应用层。

译者的话

序

第3版前言

致谢

第1章总线系统和协议的应用1

第2章车辆总线系统协议和标准5

第3章车辆总线系统的物理层和数据链路层9

3.1车辆总线系统基础9

3.1.1电气特性基础9

3.1.2总线系统的拓扑图与连接12

3.1.3数据帧、协议栈和服务14

3.1.4通信模式和寻址15

3.1.5基于字符和比特流的传输及有效数据率19

3.1.6总线数据访问方法以及错误识别和修正21

3.1.7数据传输时的抖动和延迟22

3.2基于ISO  9141和ISO  14230的K线23

3.2.1K线和KWP  2000的发展24

3.2.2K线总线拓扑和物理层24

3.2.3数据链路层26

3.2.4对重要废气排放组件（OBD）的限制30

3.2.5协议软件和通信控制器之间的接口30

3.2.6原始的K线变量31

3.2.7K线层1和层2的总结31

3.3基于ISO  11898的控制器局域网CAN32

3.3.1CAN的发展历程32

3.3.2总线拓扑和物理层33

3.3.3CAN数据链路层35

3.3.4CAN总线的错误诊断37

3.3.5CAN的应用——高层协议37

3.3.6协议软件和CAN控制器之间的接口38

3.3.7时间触发CAN（TTCAN）41

3.3.8CAN层1和层2的总结43

3.4局域互联网LIN43

3.4.1概况44

3.4.2数据链路层45

3.4.3数据信息的同步发送47

3.4.4LIN  V2.0中新的数据信息类型48

3.4.5LIN总线传输层和ISO诊断48

3.4.6LIN配置语言50

3.4.7LIN从控制器的动态配置53

3.4.8LIN应用程序接口（API）54

3.4.9LIN层1和层2的总结56

3.5FlexRay56

3.5.1总线拓扑和物理层57

3.5.2数据链路层59

3.5.3网络起动和时钟同步62

3.5.4错误处理和总线监视64

3.5.5配置和高层协议65

3.5.6配置举例65

3.5.7进一步的研发70

3.5.8FlexRay层1和层2的总结71

3.6SAE  J185071

3.7多媒体定向系统传输MOST74

3.7.1总线拓扑和物理层75

3.7.2数据链路层76

3.7.3通信控制器80

3.7.4网络服务和功能块81

3.7.5网络管理84

3.7.6高层协议接口85

3.7.7系统起动和音频连接举例85

3.7.8新研发的MOST15087

3.7.9MOST的总结89

3.8传感器?执行器?总线系统89

3.8.1基于SAE  J2716单边缘脉冲传输SENT总线90

3.8.2PSI  590

3.8.3ASRB  2.0——自动安全限制总线（ISO  22898）91

第4章传输协议94

4.1基于ISO  15765—2的CAN传输协议ISO?TP94

4.1.1数据报文的结构95

4.1.2流量控制、时间监视和错误处理96

4.1.3应用层的服务98

4.1.4协议的扩展99

4.1.5KWP  2000/UDS的寻址99

4.2FlexRay的传输协议AUTOSAR  TP99

4.3关于CAN传输协议TP2.0102

4.3.1寻址系统和CAN信息标识符103

4.3.2广播报文103

4.3.3动态信道的建立和连接管理104

4.3.4报文的传输106

4.4CAN传输协议TP1.6107

4.4.1报文结构108

4.4.2动态信道的建立108

4.4.3数据传输和数据方向的变化109

4.5CAN传输协议SAE  J1939/21109

4.5.1传输种类、寻址和CAN报文标识符110

4.5.2分组数据传输（多包）113

第5章应用层的诊断协议115

5.1诊断协议KWP  2000（ISO  14230—3）117

5.1.1概况117

5.1.2诊断会话（诊断管理）119

5.1.3基于KWP  2000和UDS的控制器寻址121

5.1.4与总线系统有关的服务（网络层协议控制）123

5.1.5错误存储器的读和写（存储数据的传输）124

5.1.6数据的读和写（数据传输）及控制器的输入/输出124

5.1.7读和写存储器块125

5.1.8控制器中程序的启动（远程程序激活）126

5.1.9扩展服务126

5.2基于ISO  14229/15765—3的联合诊断服务UDS127

5.2.1UDS与KWP  2000诊断协议的不同之处127

5.2.2UDS诊断服务概述128

5.2.3事件服务的响应133

5.3基于ISO  15031/SAE  J1939的在线诊断OBD134

5.3.1OBD诊断服务概述135

5.3.2读故障存储器和控制器的值137

5.3.3对于重要废气排放组件测试结果的询问139

5.3.4OBD错误码139

5.3.5数据链路安全141

5.3.6程序接口141

5.3.7举例142

第6章测量、标定和诊断的应用（ASAM  AE  MCD）144

6.1概述144

6.2有关应用任务的总线协议（ASAM  AE  MCD  1MC）147

6.2.1CAN标定协议CCP149

6.2.2扩展标定协议XCP154

6.2.3XCP和CCP的AML配置数据165

6.2.4总线协议驱动器和应用系统之间的接口ASAM  MCD  1b167

6.3现场总线交换格式FIBEX168

6.4ASAM  AE  MCD  2和MCD  3概述177

6.5基于ASAM  MCD  2  MC的应用数据项179

6.5.1ASAP2/A2L应用数据项179

6.5.2标定数据格式CDF和元数据交换格式MDX182

6.6基于ASAM  AE  MCD  2D的ODX诊断数据项184

6.6.1ODX数据模型结构184

6.6.2DIAG?LAYER：分层次的诊断描述186

6.6.3VEHICLE?INFO?SPEC：车辆接口和总线拓扑189

6.6.4COMPARAM?SPEC和COMPARAM?SUBSET：总线协议192

6.6.5DIAG?COMM和DIAG?SERVICE：诊断服务195

6.6.6简单和复杂的数据目标199

6.6.7SINGLE?ECU?JOB和MULTIPLE?ECU?JOB：诊断流程207

6.6.8STATE?CHART：诊断会话209

6.6.9ECU?CONFIG：控制器配置的描述210

6.6.10ECU?MEM：Flash程序的描述210

6.6.11FUNCTION?DICTIONARY：面向功能的诊断213

6.6.12分组ODX和ODX自动工具214

6.6.13ODX  2.2版本215

6.7ASAM  AE  MCD  3服务215

6.7.1功能组M测量216

6.7.2功能组C标定217

6.7.3功能组D诊断218

6.8基于ISO  22900的有关诊断测试仪的MVCI接口220

第7章软件标准：OSEK/AUTOSAR/HIS223

7.1引言223

7.2OSEK/VDX225

7.2.1事件触发操作系统OSEK/VDX  OS227

7.2.2OSEK/VDX  COM中的通信236

7.2.3用OSEK/VDX  NM进行网络管理239

7.2.4时间控制操作系统OSEK  Time和容错通信OSEK  FTCOM244

7.2.5OSEK  OS的扩展保护机制：保护型操作系统246

7.3硬件的输入和输出247

7.4CAN通信控制器的HIS硬件驱动器249

7.5HIS  Flash?Lader（Flash的装载)249

7.6AUTOSAR249

7.6.1AUTOSAR基础软件概述252

7.6.2AUTOSAR  OS260

7.6.3AUTOSAR  COM和诊断DCM的通信堆栈262

7.6.4AUTOSAR  NM272

7.6.5虚拟功能总线VFB及运行时间环境和软件组件276

7.6.6展望281

第8章工具、应用和使用领域283

8.1控制器的软件组件283

8.2在线通信的设计和测试283

8.2.1CANoe的研发过程284

8.2.2DaVinci网络设计器284

8.2.3CANoe的系统仿真288

8.2.4其余总线的仿真289

8.2.5总系统的集成291

8.3控制器的应用工具291

8.4控制器的Flash程序293

8.4.1框架条件294

8.4.2Flash存储器297

8.4.3Flash的编程过程298

8.4.4Flash装载举例305

8.4.5Flash编程和总线协议的测试和释放310

8.5研发和加工中的诊断工具314

8.6关于诊断数据的自动工具323

8.7ASAM  MCD3运行时间系统330

第9章车辆之间的通信336

9.1收费系统336

9.2Car2Car协会337

缩略词340