K線診斷協(xié)議驅(qū)動(dòng)器設(shè)計(jì)

1、k線診斷協(xié)議驅(qū)動(dòng)器設(shè)計(jì)隨著控制單元功能的增強(qiáng)及升級換代的需要，診斷功能已經(jīng)成為ecu不行或缺的重要組成部分，因此，深化討論診斷協(xié)議及其實(shí)現(xiàn)十分須要。基于k線的iso14230和基于can的iso15765是業(yè)內(nèi)廣泛采納的兩種診斷標(biāo)準(zhǔn)【1】，k線是iso9141定義的診斷通信總線，iso14230在iso9141的基礎(chǔ)上將k線擴(kuò)展到24v，并擴(kuò)展了診斷服務(wù)。相比較于，k線診斷既能滿足要求，又能節(jié)省成本，在國產(chǎn)車上得到大規(guī)模應(yīng)用。不同于can總線有特地的協(xié)議驅(qū)動(dòng)器，用戶挺直舉行應(yīng)用程序的編寫而不用管理底層的通信，k線沒有特地的協(xié)議驅(qū)動(dòng)器，普通要在sci模塊的基礎(chǔ)上用軟件實(shí)現(xiàn)其底層通信管理，筆者為某

2、國產(chǎn)車設(shè)計(jì)了一款帶k線診斷功能的車身控制模塊，結(jié)合iso14230規(guī)范，首先分析k線診斷協(xié)議驅(qū)動(dòng)器的功能，然后介紹協(xié)議驅(qū)動(dòng)器的關(guān)鍵設(shè)計(jì)技術(shù)，最后用canoe舉行測試。1 協(xié)議驅(qū)動(dòng)器功能iso14230-1定義了k線物理層協(xié)議，iso14230-2定義了數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議，iso14230-3定義了應(yīng)用層協(xié)議【2】，其與osi模型對應(yīng)關(guān)系如表1所示。osi模型k線診斷協(xié)議應(yīng)用層iso14230-3表述層n/a會話層n/a傳輸層n/a網(wǎng)絡(luò)層n/a數(shù)據(jù)鏈路層iso14230-2物理層iso14230-1表1 iso14230與osi模型的對應(yīng)關(guān)系物理層定義了規(guī)律位與物理電平的對應(yīng)關(guān)系，同時(shí)定義了信號位的

3、升高時(shí)光和下降時(shí)光，數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議定義了k線數(shù)據(jù)格式、診斷報(bào)文格式、定時(shí)參數(shù)及通信錯(cuò)誤判定及處理機(jī)制，應(yīng)用層協(xié)議定義了基于哀求/響應(yīng)的診斷過程及各項(xiàng)診斷服務(wù)。做為待診斷ecu節(jié)點(diǎn)，k線協(xié)議驅(qū)動(dòng)器實(shí)現(xiàn)的主要功能包括：1、診斷報(bào)文的封裝和發(fā)送、接收和解析，按照報(bào)文格式填充/提取sid和數(shù)據(jù)；2、通過初始化過程建立與診斷儀之間的診斷通信；3、保持正確的幀間定時(shí)、字節(jié)間定時(shí)，檢測診斷儀報(bào)文的定時(shí)錯(cuò)誤及其它通信錯(cuò)誤；4、按照診斷儀的診斷哀求和ecu當(dāng)前狀態(tài)返回相應(yīng)的診斷響應(yīng)，管理診斷會話；下面結(jié)合數(shù)據(jù)鏈路層的協(xié)議分析及其數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)程序的設(shè)計(jì)介紹下k線診斷協(xié)議驅(qū)動(dòng)器的原理及實(shí)現(xiàn)。2 協(xié)議驅(qū)動(dòng)器設(shè)計(jì)k線

4、基于異步串行通信接口，在底層傳輸上采納8n1格式的sci串行數(shù)據(jù)鏈路格式：8個(gè)數(shù)據(jù)位+1個(gè)停止位、無奇偶校驗(yàn)，因?yàn)閗線在物理層上是單根線，在發(fā)送時(shí)也會觸發(fā)接收中斷，所以k線報(bào)文的發(fā)送和接收解析統(tǒng)一在sci接收中斷處理函數(shù)中以狀態(tài)機(jī)的形式實(shí)現(xiàn)【3】。下面從報(bào)文收發(fā)及解析、初始化、定時(shí)管理三個(gè)方面介紹下數(shù)據(jù)鏈路層的實(shí)現(xiàn)。2.1 報(bào)文收發(fā)及解析k線診斷報(bào)文結(jié)構(gòu)如表2所示：報(bào)文頭數(shù)據(jù)字段校驗(yàn)和fmttgtsrclensiddatacs最大4個(gè)字節(jié)最大63字節(jié)或255字節(jié)1個(gè)字節(jié)表2 k線診斷報(bào)文結(jié)構(gòu)k線報(bào)文由報(bào)文頭、數(shù)據(jù)字段及校驗(yàn)和組成。報(bào)文頭包含格式字節(jié)fmt、目標(biāo)地址tgt、源地址src和可選附加

5、長度信息len，fmt指定目標(biāo)地址的形式（物理地址/功能地址），當(dāng)報(bào)文頭中不包含可選len字段時(shí)指定數(shù)據(jù)字段的長度；數(shù)據(jù)字段包括服務(wù)標(biāo)識符sid和數(shù)據(jù)data，其長度由fmt和len打算；cs為單字節(jié)校驗(yàn)和。設(shè)計(jì)報(bào)文結(jié)構(gòu)體如下：typedef structk_state state;uchar fmt;uchar tgt_addr;uchar src_addr;uchar datalen;uchar sid;uchar *data;uchar checksum;uchar msgdatalen;uchar done;k_msg;typedef enumk_fmt=0,k_tgtaddr,k_s

6、rcaddr,k_datalen,k_sid,k_data,k_csk_state;成員變量state表示當(dāng)前k線通信數(shù)據(jù)是報(bào)文中的哪個(gè)組成部分，msgdatalen用于數(shù)據(jù)字段字節(jié)數(shù)的統(tǒng)計(jì)，done表示該報(bào)文是否發(fā)送或接收完成，其它成員變量與報(bào)文結(jié)構(gòu)組成部分一一對應(yīng)。void k_ifc_rx(void)k_u8 ch,scisr1;scisr1=kline_periphscisr1;ch=kline_periphscidrl;timerstop(k_tp4);switch(k_curmsg.state)case k_fmt:if(k_rep=k_drvhandle.mode)if(ch=k

7、_curmsg.fmt)k_curmsg.state=k_tgtaddr;k_sendchar(k_curmsg.tgt_addr);elsek_curmsg.state=k_tgtaddr;k_curmsg.fmt=ch;break;case k_tgtaddr:.break;case k_srcaddr:.break;case k_datalen:if(k_rep=k_drvhandle.mode)if(ch=k_curmsg.datalen)k_curmsg.msgdatalen=0;k_curmsg.state=k_sid;k_sendchar(k_curmsg.sid);elsek_

8、curmsg.msgdatalen=0;k_curmsg.datalen=ch;free(k_curmsg.data);k_curmsg.data=malloc(k_curmsg.datalen);k_curmsg.state=k_sid;break;case k_sid:if(k_rep=k_drvhandle.mode)if(ch=k_curmsg.sid)k_curmsg.msgdatalen+;if(k_curmsg.msgdatalen=k_curmsg.datalen)k_curmsg.state=k_cs;k_sendchar(k_curmsg.checksu);elsek_cu

9、rmsg.state=k_data;k_sendchar(k_curmsg.data0);elsek_curmsg.sid=ch;k_curmsg.msgdatalen+;if(k_curmsg.datalen=k_curmsg.msgdatalen)k_curmsg.state=k_cs;elsek_curmsg.state=k_data;break;case k_data:.break;case k_cs:k_curmsg.state=k_fmt;if(k_rep=k_drvhandle.mode)if(ch=k_curmsg.checksum)k_curmsg.done=1;elsek_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 初始化在開頭診斷服務(wù)之前，診斷儀必需對ecu舉行初始化，通過ecu的響應(yīng)獵取ecu支持的報(bào)文頭格式和定時(shí)參數(shù)，建立診斷通訊【4】。初始化過程1所示，診斷儀發(fā)送一個(gè)25ms 0、25ms1的wup(wakeup pattern)，然后發(fā)送stc(startcommunication) request，ecu檢測出wup并接