J1939协议理解

今天读了J1939协议的介绍文档，下面主要说说我的理解：

1、网络应用分为几个层

物理层 SAE J1939-11

数据链路层 SAE J1939-21

网络层 SAE J1939-31

应用层 SAE J1939-71

故障诊断 SAE J1939-73

网络管理层 SAE J1939-81

2、下面主要说说数据链路层和应用层

数据链路层：为物理连接之间提供可靠的数据传输。包括发送CAN 数据帧所必需的同步、顺序控制、

出错控制和流控制。

首先要明白几个概念

PGN：参数组编号

帧（Frame）: 组成一个完整信息的一系列有序的数据位。帧又被划分成几个域，每个域包括了预定义类型的数据。

CAN 数据帧（CAN Data Frame）:组成CAN 协议帧所必需的有序位域，以帧起始（SOF）开始以帧结束（EOF）结尾。

标准帧（Standard Frame）:CAN2.0A规范中定义的使用11 位标识符的CAN 数据帧。

扩展帧（Extended Frame）: B规范中定义的使用29 位标志符的CAN 数据帧。

包（Packet）:一个单一的CAN 数据帧就是一个包。当一条报文包含参数组的数据长度小于等于８个字节时，这样的报文也称为包。

报文（Message）:指一个或多个具有相同参数组编号的（PGN）数据帧。也就是说只要一个或多个CAN数据帧具有相同的PGN号，那他们就是属于一个报文。

多包报文（Multipacket Messages）:当具有相同参数组编号的所有数据需要使用多个CAN 数据帧来传输时使用的一种J1939报文。每个CAN 数据帧拥有相同的标识符，但在每个包中数据不同。

协议数据单元PDU的格式

PDU是J1939传输数据的格式，它基于CAN协议的扩展帧传输方式。即它的标识符是29位的。

优先级：最高0（000）设置到最低7（111 ）。所有控制报文的缺省优先级是3（011 ）。

扩展数据页（EDP）和数据页（DP）的关系：

什么是第0页PGN，什么是第1页PGN？作用有什么不同？还不是太清楚

J1939的29位标识符格式

CAN协议扩展帧格式

首先，J1939的标识符是29位的，所以它使用的是CAN协议的扩展帧格式来传输数据。29位的标识符在寄存器中的存放位置，正好对应CAN的ID28-ID0的29位。我们主要在ID18和ID17直接有两个位，SRR和IDE要求是必须写1的，它不包括在我们的J1939的标识符，还有ID0的后一位RTR位也不包括在我们的标识符中，这一位是无效位，应该写0。

标识符对应的CAN扩展帧的位数：

优先权3位-----------------✍ID28 ID27 ID26

扩展数据页EP-------------✍ID25

数据页DP-------------------✍ID24

PDU格式PF------------- ✍ID23~ID16

PDU特定域PS----------✍ID15~ID8

源地址SA-----------------✍ID7~ID0

如果ECU读回来一串数据怎么判断参数组编号PGN呢？

首先，把数据的前29个字节（标识符）提取出来。

然后进行解析，解析方式：

把ID28~ID24提取出来组成一个字节（对应优先权位、EP、DP）

把ID23~ID16提取出来组成一个字节（对应PF的8位）

把ID15~ID8提取出来组成一个字节（对应PS的8位）

上述ID25~ID8就组成了数据的PGN（参数组编号）

例如：

收到的前29个字节是0x67,0x98,0x1c,0xa2

把ID28~ID24提取出来，其中标识符只包括ID25和ID24，即PGN的第一个字节是00（二进制），

把ID23~ID16提取出来，组成二进制的：（PF字节的8位）

把ID15~ID8提取出来，组成00001110（对应PS的8位）

把上述3个字节连接起来组成一个二进制的数：00 00001110，把它转换成16进制就是0XF00E，转换成十进制是：61454，这就是它的PGN号。

3、应用层

应用层为应用过程访问OSI 环境提供了一种方法,包括支持应用的管理功能和通用的机制。它以PGN和SPN的方式具体规定了车辆使用的每个参数的数据长度，数据类型，分辨率和数据范围等。

应用层报文使用PGN作为一组参数的标号。一组参数称为“参数组”（PG），PGN是其唯一的标识号。参数组内有一个或多个具体的参数，每个具体参数都有一个唯一的标号，称为“怀疑参数编号”，即SPN。

以一个实例讲解PGN的使用

以PGN65213为例，首先是它的J1939的协议定义：

假定我们只使用了协议中的前3个参数，预计风扇转速比，风扇驱动器状态，风扇转速。下面是这3个参数在字节中的存储方式，预计风扇转速比是一个字节的，它占用了byte1的8位，风扇驱动器状态是4个字节的，占用了byte2的后四位，风扇转速是2字节的，占用的byte3和byte4. 其他没有使用的位要写1.

他们每一个参数对应一个SPN，在SPN中都有它的斜率和分辨率的规定。

例如第一个参数Estimated Percent Fan Speed，我们看它的SPN号是975，我们再来查看SPN975的内容，发现他是一个表示百分比的数，范围是0%到100%，分辨率是%，偏移量是0。如果我们想写个50%进去，怎么把50%转换为二进制数放到字节中呢，

计算方式：50%/分辨率+偏移量=要写入的字节数，我们来计算下50%/%+0=125，这个数是十进制的，把它转换为二进制就是：0111 1101，我们把这数放到字节1中就可以了。