淺談K線診斷協(xié)議驅(qū)動(dòng)器的設(shè)計(jì)

k_curmsg.done=1;

}

}else{

k_curmsg.checksum=ch;

k_curmsg.done=1;

}

break;

} if((k_REQ==k_drvhandle.mode)(k_FMT!=k_curmsg.state)){

TimerStart(k_REP_P4MS,k_TP4,0,1);

}

}

2.2 初始化

在開(kāi)始診斷服務(wù)之前，診斷儀必須對(duì)ECU進(jìn)行初始化，通過(guò)ECU的響應(yīng)獲取ECU支持的報(bào)文頭格式和定時(shí)參數(shù)，建立診斷通訊【4】。初始化過(guò)程如圖1所示，診斷儀發(fā)送一個(gè)25ms ’0’、25ms’1’的WuP(WakeUp Pattern)，然后發(fā)送STC(StartCommunication) Request，ECU檢測(cè)出WuP并接收到正確的STC Request后返回STC Response，該報(bào)文的Data字段為由兩個(gè)字節(jié)構(gòu)成的“關(guān)鍵字(Key Word)”，指定了ECU所支持的報(bào)文頭和定時(shí)參數(shù)信息，如Key Word指定為0x8fea即表示在報(bào)文頭中采用附加長(zhǎng)度信息Len表示數(shù)據(jù)字段長(zhǎng)度，同時(shí)采用默認(rèn)的定時(shí)參數(shù)。

圖1 初始化過(guò)程

初始化之前K線處于空閑狀態(tài)，ECU禁止SCI功能并使能SCI的RXD引腳為IO模式，檢測(cè)到下降沿時(shí)通過(guò)定時(shí)器統(tǒng)計(jì)RXD引腳的IO低電平的持續(xù)時(shí)間，檢測(cè)到上升沿時(shí)開(kāi)始統(tǒng)計(jì)RXD引腳的IO高電平持續(xù)時(shí)間，判斷是否為有效的WuP;也可以設(shè)置SCI的波特率為200bps，判斷是否能接收到數(shù)據(jù)0xf0(0xf0在總線上表現(xiàn)為5個(gè)0，5個(gè)1)，檢測(cè)出正確的WuP后，使能SCI功能，設(shè)置波特率為10400bps，等待診斷儀發(fā)送的STC Request，接收到請(qǐng)求后返回STC Response肯定響應(yīng)，建立診斷通訊。

2.3 定時(shí)管理

ISO14230定義了4個(gè)定時(shí)參數(shù)管理字節(jié)間定時(shí)和報(bào)文間定時(shí)，診斷儀和ECU需要共同遵守這些定時(shí)約束以保證正常的診斷通訊，表2給出了這4個(gè)定時(shí)參數(shù)的含義及取值區(qū)間。

參數(shù)變量描述最小值(ms)最大值(ms)

P1ECU響應(yīng)的字節(jié)間時(shí)間間隔020

P2診斷儀請(qǐng)求和ECU響應(yīng)之間的時(shí)間間隔，或兩個(gè)ECU響應(yīng)之間的時(shí)間間隔2550

P3ECU響應(yīng)和診斷儀請(qǐng)求之間的時(shí)間間隔555000

P4診斷儀請(qǐng)求的字節(jié)間時(shí)間間隔020

表2 定時(shí)參數(shù)

P1和P4是報(bào)文內(nèi)字節(jié)間定時(shí)，P2和P3為報(bào)文間定時(shí)。診斷儀在初始化完成后或接收到診斷響應(yīng)后需要在P3時(shí)間內(nèi)發(fā)送診斷請(qǐng)求，否則ECU端退出診斷會(huì)話，斷開(kāi)診斷通訊，K線協(xié)議驅(qū)動(dòng)器重啟，等待診斷儀發(fā)出下一個(gè)WuP和STC Request。ECU在接收到診斷請(qǐng)求后，需要在P2時(shí)間內(nèi)返回診斷響應(yīng)， P2由ECU控制，通常采用25ms的固定值，當(dāng)診斷請(qǐng)求報(bào)文中的Fmt字段指定目標(biāo)地址為“功能地址”時(shí)，P2的取值需要用一個(gè)隨機(jī)數(shù)發(fā)生器來(lái)產(chǎn)生，因?yàn)閷?duì)于功能尋址的診斷儀請(qǐng)求來(lái)說(shuō)，可能多個(gè)ECU都會(huì)返回響應(yīng)，如果采用固定的P2參數(shù)的話，可能會(huì)因?yàn)槎鄠€(gè)ECU競(jìng)爭(zhēng)總線而出現(xiàn)總線沖突問(wèn)題，P2采用隨機(jī)數(shù)，ECU不會(huì)在同一時(shí)間返回響應(yīng)，從而避免了總線競(jìng)爭(zhēng)問(wèn)題。

3 協(xié)議驅(qū)動(dòng)器測(cè)試

協(xié)議驅(qū)動(dòng)器在Vector公司的CANoe軟硬件平臺(tái)上進(jìn)行測(cè)試，進(jìn)行基于K線的KWP2000服務(wù)測(cè)試時(shí)，將KWP2000.dll和KLineCPL.dll模塊加入CANoe仿真環(huán)境，CANoe模擬診斷儀節(jié)點(diǎn)，并使用一個(gè)代理節(jié)點(diǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)CAN網(wǎng)絡(luò)和K線之間的報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)，此時(shí)CANoe使用計(jì)算機(jī)的串口，并通過(guò)串口/K線轉(zhuǎn)換器與ECU相連，診斷實(shí)現(xiàn)框架如圖2所示。

圖2 K線診斷框架

與CAN總線診斷不同的是，K線診斷需要診斷儀通過(guò)初始化過(guò)程和ECU建立診斷通訊，診斷通訊的建立如圖3所示。建立診斷通訊后便可以像CAN診斷一樣進(jìn)行診斷服務(wù)了，這方面論文很多，在此不再贅述。

圖3 建立診斷通訊

結(jié)語(yǔ)

本文實(shí)現(xiàn)的K線協(xié)議驅(qū)動(dòng)器模塊經(jīng)過(guò)嚴(yán)格測(cè)試, 能夠高效完成K線診斷，性能和穩(wěn)定性達(dá)到預(yù)期設(shè)計(jì)要求。驅(qū)動(dòng)器獨(dú)立于處理器和操作系統(tǒng)，具有良好的通用性和靈活性，可以方便得集成到應(yīng)用程序中，具有很高的實(shí)用價(jià)值和借鑒意義。