車載診斷標準ISO+13400-3中文.doc

.ISO 13400-3（2011）道路車輛基于互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議診斷通信第3部分：基于IEEE 802.3有線車載接口目錄概述31、范圍52、參考的標準53、術(shù)語，定義和縮略詞53.1 術(shù)語和定義53.2 縮略詞64、協(xié)議65、文檔總述75.1 總覽76、以太網(wǎng)物理層和數(shù)據(jù)鏈路層的需求86.1 概述信息86.2 以太網(wǎng)物理層需求86.3 以太網(wǎng)數(shù)據(jù)鏈路層需求96.4 以太網(wǎng)PHY和MAC需求96.5 以太網(wǎng)激活線需求96.6 線束定義13附錄 A14A.1 一般信息14A.2 連接器布局和引腳輸出信息14參考書目16ISO 13400協(xié)議，定義了“道路車輛基于互聯(lián)網(wǎng)的診斷通信”，包含如下幾個部分：第一部分：通用信息和用例定義。第二部分：傳輸協(xié)議和網(wǎng)絡層服務。第三部分：基于IEEE802.3有線車載接口。下面的部分正在籌備中：第四部分：以太網(wǎng)診斷連接器。第五部分：一致性測試規(guī)范。概述ISO13400（所有部分）的目的是描述一個標準化的車輛接口，從外部測試設備的車輛接口要求分離的車載網(wǎng)絡技術(shù)以允許長期穩(wěn)定的外部車輛通信接口，利用現(xiàn)有的行業(yè)標準來定義一個長期穩(wěn)定的國家的最先進的通信標準，可用于診斷法定的溝通，以及為制造商特定用例和可以很容易地適應新的物理和數(shù)據(jù)鏈路層，包括使用有線和無線連接現(xiàn)有的適配層。為了達到診斷通信要求，ISO13400協(xié)議的所有部分都是基于ISO/IEC 7498-1和ISO/IEC 10731的開放互聯(lián)系統(tǒng)基本參考模型建立的。該模型將通信系統(tǒng)分為七層。凡在此模型映射，通過ISO14229-1，ISO14229-2和ISO14229-5規(guī)定的服務被分成：a) 統(tǒng)一的診斷服務（第7層），在在ISO14229-1，ISO14229-5和ISO27145-3規(guī)定。b) 表示層（第6層）：1) 對于擴展的診斷，由車輛制造商指定；2) 為WWH-OBD（環(huán)球協(xié)調(diào)車載診斷），在ISO27145-2，SAE J1930-DA，SAE J1939：2011，附錄C（結(jié)節(jié)）和SAE J1939-73：2010年，附錄A（FMI）SAE J1979-DA，SAE J2012-DA中規(guī)定，c) 會話層（第5層），在ISO 14229-2中定義，d) 傳輸層（第4層），在ISO 13400-2中定義，e) 網(wǎng)絡層（第3層），在ISO 13400-2中定義。f) 物理層和數(shù)據(jù)鏈路層（第1，2層），在ISO 13400-3中定義。如表1所示，表1對應OSI分層，擴展的及法規(guī)要求的WWH-OBD診斷規(guī)定開放互聯(lián)系統(tǒng)（OSI）分層汽車生產(chǎn)商擴展的診斷服務法規(guī)要求的車載診斷系統(tǒng)（WWH-OBD）應用層（第7層）ISO 14229-1/ ISO 14229-5ISO 14229-1/ ISO27145-3表示層（第6層）汽車生產(chǎn)制造商指定ISO 27145-2, SAE J1930-DA，SAE J1939:2011，Appendix C (SPNs)，SAE J1939-73:2010，Appendix A (FMIs)，SAE J1979-DA，SAE J2012-DA會話層（第5層）ISO14229-2ISO14229-2傳輸層（第4層）ISO13400-2ISO13400-2網(wǎng)絡層（第3層）數(shù)據(jù)鏈路層（第2層）ISO13400-3ISO13400-3物理層（第1層）應用層服務是由ISO 14229-5按照ISO 14229-1建立的診斷服務制定的，但ISO 14229-5協(xié)議不僅適用于上述的診斷服務項。 傳輸層和網(wǎng)絡層服務由ISO13400-2協(xié)議定義，并獨立于物理層上的操作。對于其他應用領域，ISO13400-3可以與任何以太網(wǎng)物理層一起使用。道路車輛基于互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議診斷通信第三部分：基于IEEE802.3有線車載接口1、范圍ISO13400的這一部分內(nèi)容規(guī)定了基于IEEE 802.3 100BASE TX的物理層和數(shù)據(jù)鏈路層的車輛通信接口和外部測試設備需求。這個接口在車輛與測試設備之間基于IP通信服務。ISO13400的本部分規(guī)定了以下幾個方面：信號和接線圖的要求，以確保車輛接口、以太網(wǎng)網(wǎng)絡和測試設備通信接口在物理層的兼容性；以太網(wǎng)接口激活和失活的診斷；機械和電氣診斷連接器的要求。2、參考的標準下述的參考文檔對于該文檔的應用是必不可少的。凡是標注日期的參考文檔，僅本版適用。凡是沒有標注日期的參考文檔，以其最新版本為準應用（包括任何修訂）。ISO 13400-1，道路車輛基于DoIP診斷通信第一部分：概述信息和用例定義ISO 14229-1，道路車輛統(tǒng)一診斷服務第一部分：規(guī)范和需求IEC 60950-1，信息技術(shù)設備安全第一部分：一般需求IEEE 802.3，信息技術(shù)IEEE標準系統(tǒng)之間電訊與信息交換局域網(wǎng)和城域網(wǎng)規(guī)定需求第三部分：具有沖突檢測（CSMA / CD）的訪問方法和物理層規(guī)范的載波偵聽多路訪問3、術(shù)語，定義和縮略詞3.1 術(shù)語和定義為編撰該文檔目的，這些術(shù)語和定義已在ISO 13400-1和ISO 14229-1，以下縮略詞術(shù)語同樣適用。3.1.1 Auto-MDI(X)automatic medium-dependent interface crossover自動媒體相關(guān)接口交叉這個設備允許以太網(wǎng)硬件自行決定在兩個以太網(wǎng)端口之間是使用交叉線纜還是直通線纜，為了正確的連接收發(fā)線，根據(jù)線纜的類型配置物理層收發(fā)器。3.1.2 DoIP Edge Node車內(nèi)的主機，根據(jù)ISO13400這部分以太網(wǎng)激活線終止的地方，并且也是外部網(wǎng)絡第一個節(jié)點/主機連接終止的地方。3.1.3 link segment鏈路段雙絞線鏈路用于連接兩個100BASETx的物理層注意：從IEEE 802.3改編：2008，1.4.355。3.2 縮略詞Cat5 category 5 cable as specified in TIA/EIA-568-B1，TIA / EIA-568-B規(guī)定的5類電纜DoIP diagnostics over Internet Protocol，基于互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議的診斷DoEth diagnostics over Internet Protocol on Ethernet，以太網(wǎng)基于互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議診斷FMI failure mode indicator，故障模式指示燈MAC media access control，媒體訪問控制MDI medium-dependent interface，專用媒體接口PE protective earth conductor，保護接地導體PHY physical layer transceiver，物理層收發(fā)器Rx receive，接收SPN suspect parameter number，可疑參數(shù)編號Tx transmit，發(fā)送4、協(xié)議ISO13400是基于在OSI服務約定討論的約定（如在ISO / IEC10731規(guī)定），因為它們適用于診斷服務。5、文檔總述5.1 總覽ISO13400的所有部分都適用于執(zhí)行IP通信網(wǎng)絡的車輛診斷系統(tǒng)。ISO13400的建立就是為了定義執(zhí)行IP通信鏈路的車輛診斷系統(tǒng)的一般需求。盡管主要用于診斷系統(tǒng)，ISO13400已經(jīng)發(fā)展到也符合其他基于IP通信系統(tǒng)需要傳輸協(xié)議和網(wǎng)絡服務的需求。圖1表明了采用DoIP的最適應用。圖1 DoIP參考OSI模型6、以太網(wǎng)物理層和數(shù)據(jù)鏈路層的需求6.1 概述信息以太網(wǎng)是幾個標準為包含在IEEE 802.3中不同的傳輸技術(shù)和速度的集合，并且也是基于幀的網(wǎng)絡技術(shù)用于有線局域網(wǎng)。幀被定義為電線上數(shù)據(jù)包的格式。理論上因特網(wǎng)協(xié)議（IPv4）允許的最大IP數(shù)據(jù)包長度是64KB。這個尺寸是由以太網(wǎng)規(guī)范限制的，規(guī)范定義了一個16位長度的域和需要的64個字節(jié)的最小分組長度，以及允許最大載荷長度1500字節(jié)。因此，IP數(shù)據(jù)包可以在以太網(wǎng)有1500字節(jié)的最大長度。然而，IP允許基于多個以太網(wǎng)幀數(shù)據(jù)包分段來解決此限制。IPv4和IPv6數(shù)據(jù)包分段規(guī)則不同，并未在ISO13400這部分進行規(guī)定。車輛的以太網(wǎng)連接可以工作在符合IEEE802.3的100BaseTx的四個傳輸線以及使用額外的激活線路。當測試設備被連接到車上，或從車上被斷開時，在DoIP邊緣節(jié)點的以太網(wǎng)控制器可以通過激活線路被開啟或關(guān)閉。有兩種以太網(wǎng)插接電纜可用：一對一連接，其通常用于將端節(jié)點（例如計算機）與網(wǎng)絡集線器或交換機連接。在這種情況下，接線電纜的每個RJ45連接器或電纜連接到汽車的連接器的引腳直接連接到彼此。交叉連接，它通常用于兩個端節(jié)點直接相互連接。在這種情況下，接線電纜的源端口的Tx引腳連接到目的地端口的Rx引腳，反之亦然。根據(jù)以太網(wǎng)實現(xiàn)的Auto-MDI(X)的能力，它可能是交叉連接或一對一連接交叉互換使用。這取決于物理層Auto-MDI(X)的能力。Auto-MDI(X)的功能被開發(fā)成兩種類型線纜允許即插即用。6.2 以太網(wǎng)物理層需求這個分節(jié)規(guī)定了由DoIP邊緣節(jié)點執(zhí)行的以太網(wǎng)物理層的需求，包括車輛中線纜根長度和測試設備與DoIP邊緣節(jié)點物理層之間線纜的最大長度，以便保證即使在嘈雜的環(huán)境中的操作。DoEth-001 DoIP 邊緣節(jié)點應當支持在IEEE 802.3中規(guī)定的100Base-TX（100 Mbit / s以太網(wǎng)）標準。DoEth-002 DoIP 邊緣節(jié)點應當支持在IEEE 802.3中規(guī)定的10Base-T（10 Mbit / s以太網(wǎng)）標準。注意：支持10Mbit / s的需求的目的是作為一個100 Mbit / s的連接不能在兩個以太網(wǎng)接口之間建立的環(huán)境中的退一步解決方案。在這種情況下，連接仍然可以以降低的速度建立。DoEth-003 DoIP邊緣節(jié)點按照IEC 60950-1和IEEE 802.3應給連接到外網(wǎng)的變壓器線圈之間提供1分鐘1500 V隔離。6.3 以太網(wǎng)數(shù)據(jù)鏈路層需求本小節(jié)規(guī)定了由DoIP邊緣節(jié)點實現(xiàn)的以太網(wǎng)數(shù)據(jù)鏈路層需求，以便向后兼容最佳完成數(shù)據(jù)速率的舊版本的以太網(wǎng)通信。DoEth-004 DoIP 邊緣節(jié)點應支持鏈接到外部網(wǎng)絡上的10 Mbit / s以太網(wǎng)。DoEth-005 DoIP 邊緣節(jié)點應當支持100Mbit / s以太網(wǎng)。DoEth-006 DoIP 邊緣節(jié)點應當如IEEE 802.3規(guī)定支持自協(xié)商（自適應），這是兩個以相同的參數(shù)直接聯(lián)網(wǎng)的接口自動握手以太網(wǎng)程序（即傳輸速率和雙工模式）。DoEth-007 外部測試設備應當如IEEE 802.3規(guī)定支持100BaseTx標準。DoEth-008 為了防止不正確的以太網(wǎng)布線提高容錯能力（一對一連接/交聯(lián)），測試設備應支持Auto-MDI(X)的功能。注意：DoIP 邊緣節(jié)點不需要支持Auto-MDI(X)的功能。6.4 以太網(wǎng)PHY和MAC需求DoEth-009 DoIP邊緣節(jié)點應使用一個以太網(wǎng)設備，可以檢測物理連接和斷開（鏈路檢測），并通知上層通信層關(guān)于這些事件。注意：當以太網(wǎng)硬件的激活被確定使用6.5描述的單獨的激活線，DoIP邊緣節(jié)點以太網(wǎng)控制器不需要支持網(wǎng)絡喚醒（WOL）。6.5 以太網(wǎng)激活線需求6.5.1 整車激活線需求激活和取消激活以太網(wǎng)控制器的原因是：減少電磁干擾，和減少DoIP邊緣節(jié)點的功率消耗。局域網(wǎng)喚醒（WOL）功能不能用于此目的，因為它需要以控制器的MAC地址的知識來喚醒，而這通常是當車輛駛?cè)刖S修車間時不知道的。標準的網(wǎng)絡喚醒功能的另一個缺點是，魔法封包需要以太網(wǎng)控制器來處理完整的幀，這導致電流消耗增加。圖2顯示了以太網(wǎng)的原理圖和表2中列出的電氣參數(shù)的激活線。KeyCin internal capacitance 內(nèi)部電容Iact activation current 激活電流Rext external resistance 外部阻抗Rin internal resistance 內(nèi)部阻抗Vact activation voltage 激活電壓Vbatt battery voltage 電池電壓GND ground 地XFMR Ethernet transformer 以太網(wǎng)變壓器圖2 -等效電路圖表2給出了電氣參數(shù)的概述。表2 電氣參數(shù)的概述電氣參數(shù)最小值典型值最大值Rin9 k 1 %10 k + 1 %Iact0 mAa1,3 mAb2 mARext510 (5 %) 1 k (+5 %)Vactc0V16VVact (t 60 s)c14V28Va If Ethernet is deactivated with Vact = 0 V.b With Vact = 12 V and Rin = 9 500 (Ethernet activated) as an example.c 限制值.DoEth-010 在激活線路的輸入阻抗（Rin）應該至少9 kOhms (1 %)。這是為了保證在這個線路中輸入電流不超過2mA。DoEth-011 失活電壓閾值（無效）應為2 V（見表3），意味著如果以太網(wǎng)已經(jīng)失活，那么低于2V的電壓值無法激活DoIP邊緣節(jié)點的以太網(wǎng)控制器。這是為了避免因零飄或電磁干擾造成隨機激活（參見圖3）。DoEth-012 保證激活電壓閾值（Vactive）應為5V，這意味著以太網(wǎng)將不會被激活，直至激活線上的電壓值超過這個閾值。DoEth-013 激活信號Vact應保持在Vactive和Vmax之間至少200毫秒來激活以太網(wǎng)硬件。DoEth-013 對于以太網(wǎng)失活，Vact的值應低于Vinactive至少200毫秒。注意1：上述要求意味著，根據(jù)電氣設計，DoIP邊緣節(jié)點可以以高于Vinactive的任何值開始激活以太網(wǎng)連接。然而，不保證以太網(wǎng)真的有效，直到電壓等級超越Vactive。一旦被激活，以太網(wǎng)連接可以保持有效，直到所有失活以太網(wǎng)連接的條件都滿足。DoEth-021 當激活線處于 “保證激活”狀態(tài)，通信應該被允許，雖然它將只可能在一個鏈接已被檢測到。DoEth-021 當激活連接被檢測到，但是激活線處于“失活標準履行”狀態(tài)，通信不被保證。DoEth-015 連接電纜的屏蔽應與試驗設備側(cè)的保護接地導體（聚乙烯）連接。DoEth-016 連接電纜的屏蔽不應連接到車輛地面，無論是在車輛還是在測試設備。圖3描述了以太網(wǎng)的激活和失活電壓閾值和時間。圖3 以太網(wǎng)的激活和失活電壓閾值和時間表3定義了激活和失活電壓閾值。表3 激活和失活電壓閾值參數(shù)閾值Vactive 5 VVinactive 2 VVmin 0 VVmax 16 V圖4顯示了上述要求的一個示例應用程序，導致一個開關(guān)電壓（激活、失活）閾值在激活線3、4V。圖4 激活線路實例表4定義了在圖4中的電路的例子的電氣參數(shù)。電氣參數(shù)最小值典型值最大值Rin9 300 9 560 9 800 Cin10 nF注意2：在計算Rin時，一個晶體管的基極-發(fā)射極電阻需要被代入計算。6.5.2 測試設備激活線需求DoEth-017 基于以太網(wǎng)為了與DoIP邊緣節(jié)點建立通信，測試設備需要根據(jù)表3中的需求在以太網(wǎng)激活線上提供一個電壓信號（Vact）。因此，只有在圖3中所描述的“保證激活”范圍內(nèi)，才能可靠地與車輛進行通信。在這個范圍之外，它取決于車輛制造商的設計是否仍然可以進行通信。注意1：為了與車輛通信，額外的預條件是必要的（例如，在“運行”位置上點火）。根據(jù)車輛制造商的動力網(wǎng)絡架構(gòu)，這意味著，只提供激活電壓信號不一定能“喚醒”車輛。DoEth-018 當一個連接不再被外部測試設備需要，車輛的以太網(wǎng)硬件應根據(jù)DoEth-014被失活。這適用于即使外部測試設備仍然與車輛物理連接著的情況。注意2：從車輛自動物理斷開與外部測試設備的連接導致如6.5.1中規(guī)定的失活電壓閾值。6.6 線束定義這個子節(jié)指定有關(guān)電纜特性和電纜長度，以保證100 Mbit / s的預定速度的以太網(wǎng)通信的需求。DoEth-019 從車輛到測試設備的電纜應至少分為五類。DoEth-020 IEEE 802.3（100BaseTX）定義了一個5類100米長度的鏈路段，為了在車輛和下一個物理層收發(fā)器之間成功的傳輸鏈路段長度不得超過50米。注意：測試設備電源或激活線所需的電纜的詳細規(guī)范超出了ISO13400這一部分的范圍；這將留給車輛制造商或設備制造商自由決定。附錄 A在ISO 15031-3診斷連接器中以太網(wǎng)的應用實例A.1 一般信息本附錄描述了以太網(wǎng)100BaseTX在現(xiàn)有ISO15031-3/SAE J1962診斷連接器上的使用情況，同時考慮到IEEE 802.3信號的要求。本附錄中的所有定義都是翔實的，旨在幫助在現(xiàn)有的車輛網(wǎng)絡架構(gòu)下以太網(wǎng)診斷通信的使用。A.2 連接器布局和引腳輸出信息對于高頻信號的傳遞，對兒引腳TX + / TX-和RX + /RX在診斷連接器位置盡可能靠近彼此是必要的。需要一個額外的引腳作為以太網(wǎng)控制器的激活線。圖A.1顯示推薦為ISO15031-3/ SAE J1962診斷連接器上使用了的100Base T以太網(wǎng)引出線。PINISO 15031-3/SAE J1962 定義Ethernet 100BaseTx usage1ISO 15031-3/SAE J1962 定義2ISO 15031-3/SAE J1962 定義3自由決定Ethernet Rx (+)4機殼接地5信號地6ISO 15031-3/SAE J1962 定義7ISO 15031-3/SAE J1962 定義8自由決定以太網(wǎng)激活線上拉9ISO 15031-3/SAE J1962 定義10ISO 15031-3/SAE J1962 定義11自由決定Ethernet Rx ()12自由決定Ethernet Tx (+)13自由決定Ethernet Tx ()14ISO 15031-3/SAE J1962 定義15ISO 15031-3/SAE J1962 定義16持久的正向電壓圖A.1 在ISO15031-3/ SAE J1962連接器針腳用于以太網(wǎng)和激活線的示范圖A.2顯示基于ISO 15031-3 / SAE J1962診斷連接器使用交聯(lián)以太網(wǎng)連接的測試設備的簡化電路。圖2對ISO15031-3/ SAE J1962連接器引腳簡化測試設備電路的實例參考書目1 TIA/EIA-568-B, Commercial Building Telecommunications Cabling Standard2 ISO/IEC 7498-1, Information technology Open Systems Interconnection Basic Reference Model:The Basic Model3 ISO/IEC 10731, Information technology Open Systems Interconnection Basic Reference Model Conventions for the definition of OSI services4 ISO 13400-2, Road vehicles Diagnostic communication over Internet Protocol (DoIP) Part 2:Transport protocol and network layer services5 ISO 14229-21), Road vehicles Unified diagnostic services (UDS) Part 2: Session layer services6 ISO 14229-52), Road vehicles Unified diagnostic services (UDS) Part 5: UDS on internet protocolimplementation (UDSonIP)7 ISO 15031-3, Road vehicles Communication between vehicle and e