SAE J1850NET.doc

Class B Data Communications Network InterfaceB类数据通信网络接口TABLE OF CONTENTS目录SCOPE 概述这SAE标准规定B类数据通信网络接口的要求适用于所有现场和场外道路用地为基础的车辆。它定义了数据通信的最低要求，这样生成的网络是符合成本效益的简单应用和灵活地使用复杂的应用。两者的总和，以本文件所载的要求，指定一个数据通信网络，满足汽车制造商的需求。该规范描述了两个网络的具体实现，基于传输介质/物理层的差异为基础。一个物理层是用10400数据速率优化的，而其他的物理层是使用41600数据速率优化的（看附录A是应用程序具体功能的列表）。物理层的参数被具体说明因为在网络媒体中被使用，不属于任何特定的模块或集成电路实现。这个文件是根据SAE的控制和对复用和数据通信（复合）委员会车载网络的维护。该委员会将定期检讨和更新本文件根据需求决定。目的 本文件构成了车辆数据通信网络的要求。这些要求是最低的两个相关的ISO开放系统互连（OSI）模型（参考文献国际标准组织7498）层。这些层是数据链路层和物理层。这一网络已被描述使用在ISO国际标准化组织公约/TC 22/SC 3/WG1 N429，1990年10月。这两份文件的目的是描述同一个网络的要求，但使用不同的描述风格。如果有任何技术上的差异被确定，这些文件的最新版本应该被使用。这份文件已被提交作为美国国家标准。因此，它的格式是从正式国际标准组织有所描述，这说明已扩大不同，但绝不是不准确的。更文本格式已通过此处，以便解释应包括在内。参考书目2.1适用刊物以下出版物构成了这本合同规定的范围内规范的一部分。以SAE的最新一期为准。SAE的刊物，可从SAE的，400英联邦车道，沃伦，PA 15096-0001。SAE J1113电磁敏感性测量程序的车辆组件SAE J1211A建议的环境对电子设备的设计程序SAE J1213/1车载网络词汇的复用和数据通信SAE J1547共模电磁敏感性注射测量程序SAEJ1879一般的资格和集成电路生产验收标准的汽车应用SAE J1962诊断接头SAE J1979电子/电气诊断测试模式SAE J2012诊断代码/信息SAE J2178B类数据通信网络消息SAEJ2178/1B类数据通信网络消息：详细头格式和物理地址分配SAE J2190增强的电子/电气诊断测试模式CISPR出版物-可从克里斯季汉森，SAE的，特洛伊办公室，3001西大比弗路，320室，特洛伊，MI48084-3174。（CISPR(International Special Committee on Radio Interference)国际无线电干扰特别委员会）CISPR/D/WG2（秘书处）1989年9月19日，辐射发射天线与探针测试 ISO刊物可从ANSI，11西42街，纽约，NY10036-8002。ISO/TC22/SC3/WG1 N429E OCT90非道路车辆，用于汽车应用的串行数据通信，低速（125 Kbps和以下）ISO 7498数据处理系统-开放系统互连-标准参考模型ISO7637/3道路车辆-电气干扰通过传导和耦合-第3部分：乘用车和轻型商用标称12伏的电源电压和商用车辆车辆24 V电源电压-由机电暂态电容和电感耦合传输线通过电源线以外.相关刊物-以下刊物提供信息仅供参考，并非本文件要求的一部分。SAE的出版物-可从SAE的，400英联邦车道，沃伦，PA 15096-0001。SAE J1930电气/电子系统的诊断术语，定义，缩略语和首字母缩写词。定义积极状态-仲裁-在解决过程框架，或者在帧响应数据传输仍然是当两个或多个节点开始传输数据帧，或者在帧响应数据，同时进行。A类数据通信？显性位这一位在总线争夺时赢得仲裁。在SAE J1850中，逻辑“0”是显性位。双线-路由的两个相邻整个网络和电线可以是扭曲或一对平行线。容错- The ability of a system to survive a certain number of failures with allowance for possibledowngraded performance while maintaining message transmission capability at the specified data rate.帧-一个完整的传输信息，这可能会或可能不会包括“帧的响应。”对于这个网络，每个帧包含一个且只有一个消息。一个帧包括帧开始（SOF）和帧结束（EOF）符合。功能寻址标签信息基于操作码和数据内容，见一对典型的使用功能寻址的例子7.1.2。消息所有的数据字节都包含在一个帧里，消息发送之后，帧的符号就会从帧中移除，因此，消息就是包含在帧中的顺序字节。3.1.2 消极状态- The state of a bus wire which results when all nodes have “turned off” their physical layercircuitry. This is Vol volts for Bus + (PWM and VPW) and Voh volts for Bus (PWM only). Refer to 9.3.2.2(PWM DC Parameters) and 9.3.3.2 (VPW DC Parameters) for the values of Voh and Vol. The passive statevoltage level is determined by the reference voltage of the bus wire termination resistor(s).3.13 物理寻址-消息标签其来源和/或目标（s）的物理位置。见一对物理地址的典型使用的例子7.1.1。3.14 脉冲宽度调制（PWM）3.15 隐性位这一位就是在争夺同一显性位总线，仲裁失败。在SAE J1850中，逻辑“1”表示隐形位。3.16 睡眠模式-节点在低功耗待机等待状态，行为是由一帧打开或其他活动。这是有别于场外模式，该节点是从电源断开。3.17 可变脉冲宽度（VPW）调制-一种方法使用车的状态和在脉冲宽度编码比特信息。这种编码技术是用来减少给定的比特率的巴士转换次数。将定义一个体现“一个”积极的脉冲作为短期或长期被动的脉冲（1）在“零”（0）将作为一项长期的主动脉冲或短脉冲被动的定义。由于框架是由随机1和0的，一般字节或帧的时间是无法预测的。缩写/缩略语BRK: 休息CRC: 循环冗余校验E/E: 电器及电子EMC: 电磁兼容性EMI: 电磁干扰EOD: 数据尾部EOF: 帧尾IFR: 帧响应（字节多字节）IFS: 帧间分离ISO: 国际标准组织Kbps: 千位每秒NA: 不适用NB: 规范化位OSI: 开放系统互连SOF: 帧头架构的描述基本结构这是这个网络互连的车辆使用不同的电子模块的原意是“开放式”的做法。网络是一个开放的体系结构在其中添加或一个或多个模块（数据节点）删除了最小的硬件和/或软件对其余模块的影响。为了支持一个开放的体系结构方法，B类网络使用的载波侦听多路访问（CSMA的）与无损争决议的概念。此外该网络支持的帧，这样，在竞争的情况下，优先级较高的帧将赢得仲裁，总是优先完成。网络拓扑5.2.1数据总线拓扑数据总线拓扑是指数据总线连接各个节点的结构图，包括汽车数据总线模块里的所有总线和节点。现在汽车上较广泛使用的是一种称为单一总线结构的最简单的总线结构，在单以总线结构中，所有的节点通过一条数据总线连接起来。在一些有特殊情况要求的情况下，往往采用复合单一总线结构，即用包含有多根数据总线的电缆来连接多个节点。但如果遵循如下准则，这种冗余结构并没有改变单一总线结构拓扑的定义：a.所有的节点通过单一路径发送和接受数据b.所有节点在同一时刻接收到相同的数据帧c.每条总线上的通信是各自独立的。5.2.2数据总线控制尽管可以采用各种各样的数据总线控制方式，但B类网络趋向于采用一种“对等”的控制方式。采用对等方式是因为它是建立开放体系结构数据通信的基础。因为没有主控节点，所以当检测到总线上有空闲时，任何一个节点都有相等的机会开始一个数据发送。然而，并非所有节点的地位都是相同的，帧优先是存在的，优先级最高的帧总是能够完成，这也就是说这种帧不会发生数据丢失现象。对等控制方式的两个缺点是，除优先级最高的帧外，无法保证数据延时，另一个缺点是总线的利用极限难于估计。5.3参考OSI模型（开放系统互联参考模型）B类数据网络主要应用了OSI模型7层中的3个，即物理层、数据链路层、应用层，如下图1所示。5.3.1应用层在OSI模型的最顶端是应用层，该层建立了不同的输入、输出设备之间的应用关系，其中包括人的操作。将网络中的数据从一个字节传送到另一个字节，包括操作信息和诊断信息（运行工况参数数据和故障码）。只要按规定接通规定接口，就可以得到上述信息。另外，在某些法规规定的诊断中也要指明应用层的要求。5.3.2数据链路层数据链路层的主要功能是将位或标志转化为有效的、无差错的帧或数据。一个典型的数据链路层的应用是将并行数据转化为串行数据，或者是提供位同步。数据链路层的另一个主要功能是出错检查，当有错误发生时，数据链路层或者是对其出错检查，或者通知上一层。5.3.3物理层物理层及其线路组成了数据链路层之间传递的信息路径。物理层的主要元素包括诸如电压、电流值，介质阻抗，位的定义以及时序等。 图1ISO OSI模式的SAE J1850结构图5.4网络实现本文件的网络实现已经被简化为普通的硬件、软件、信息以及工具。信息的第一个字节或前三个字节成为头字节，这些头字节充分定义了与该网络接口相关的要求，这些要求在网络设计的最初阶段是可选的。图2显示了单字节头结构的一般格式。图3显示了三字节头结构。图4显示了三字节头格式的每个位的优先级，帧内应答和功能/物理地址模式的分配。图4中的“KYZZ”的完整描述请参考SAEJ2178/1。 图2单字节头结构和统一头部的一个字节格式 图3统一头部的三字节格式 图4统一头部三字节格式的第一个字节6应用层B类数据网络的应用层是在网络中将数据从一个节点传到另一个节点或多个节点，这种信息的传输应支持操作和诊断的需要。6.1普通汽车操作信息在非诊断模式时所传输的信息称为普通汽车操作信息，这些信息被用来完成从网络的发送节点到一个或多个接受节点的数据通信。在SAE J2178标准中，一部分信息是已经规定的，另一部分是保留未用的，这些保留未用的信息有待汽车生产厂商去定义，因此往往是不同的6.2诊断信息B类数据通信网络在最初设计时就考虑到其诊断的功能，即为该种网络所设计的故障诊断仪将通过网络来诊断汽车控制系统的故障，这些诊断程序可以包括法定诊断、工业标准诊断以及生产厂商所特指的诊断程序。 以该文件为基准的法定诊断和某些工业标准诊断仅规定符合该文件的程序和帧。SAE J1979和SAE J2190定义了一套公认的测试模式，这些测试模式适用于诊断，也是为诊断目的预留的。 利用该网络的生产厂商所特指的诊断程序可以规定不符合国际惯例要求的程序。6.2.1诊断参考数据SAE J1979和SAE J2190规定了测试模式和帧模式，使车外的故障诊断仪可以得到汽车中的诊断数据。SAE J1979和SAE J2190的信息符合该文件的要求和限制。6.2.2诊断故障代码SAE J2012规定的故障代码中，既有一部分分配于汽车各个系统所代表的故障，必须满足SAE J2012所规定的代码结构，也有一部分是留给汽车生产商专用的，但这些汽车生产商所自定的故障代码必须满足代码范围。SAE J1979和SAE J2193规定了用来从车系统重新获得故障码的信息。6.3帧过滤网络接口设备应该具备帧过滤的功能，以使得对于特定的节点，只接受那些所需要的帧。因为B类数据网络使用物理地址和功能地址两种帧地址，因此帧过滤设备应该检查开始几个字节，而不是只检查第一个字节，以确定其目的地址。帧过滤的主要功能是通过减少节点所接收到的帧数目，从而减少与网络操作有关的软件和过程的负担。7.数据链路层该部分描述了数据链路层的如下特征：a.地址策略b.网络存取和数据同步c.帧元素和结构d.差错检查e.差错响应7.1地址策略B类数据网络规定了两种地址策略，并且这两种地址可以在网络中共存。两种地址服务于不同的任务，在同一网络中灵活运用这两种地址很有用。7.1.1物理地址当帧只在两个设备之间交换时，是基于它们所在网络内的物理地址的，网络内的每个节点都必须分配一个唯一的物理地址。这种地址策略应用于当通信引入特殊的节点，而并非其他存在于网络上的节点时。诊断仪的接入就是这种情况，此时，对这种特殊模块的确认时很重要的（注：诊断仪所发送请求信号中的地址是功能地址而非物理地址）。7.1.2功能地址帧在网络上多个设备之间的传输是基于帧的功能地址的。每个节点被分配一系列与它相关的功能，或者发送，或者接收，并且这些节点可以位于网络的任何地方。这种地址策略用于功能的物理地址不是很重要，并且可以从一个模块转移到另一个模块中。在功能地址中，信息的功能是主要的，而非节点的位置。7.2网络存取和数据同步网络接口采用一种多次存取仲裁，这种多次存取仲裁是基于网络协议的、非破坏性的按位仲裁以有效地解决同时存取总线的情况。当节点检测到总线上有空闲时，就可以向总线上存取数据，检测总线空闲在8.6.1.7中介绍。由于网络上并没有离散的时钟信号，节点信号的同步依赖于网络上传输的位或标志。7.2.1全信息缓存指一个或多个信息存在于网络接口设备的入口处。全信息缓存以硬件的代价减低了软件的负担。若同时采用帧过滤，可以更有效地降低软件的负担。7.2.2字节缓存指接收到信息或传送信息的每一个字节都被单独地缓存于接口设备中。字节缓存的另一功能是为接口设备与网络上帧的同步提供时钟信号。7.3网络元素和结构网络中的数据通常是按一下格式传输的：idle, SOF, DATA_0, ., DATA_N, CRC, EOD, NB, IFR_1, ., IFR_N, EOF, IFS, idle7.3.1帧元素除SOF，EOD， NB，EOF，IFS和BRK外，其余的帧元素是定向字节，并且必须以字节界限结束。每个字节有8位。7.3.2位排序网络中传递的每个字节的第一位是最重要的位7.3.3最大帧长度单个字节控制总线的最大连续位时间不应超过9.2中规定的值。7.3.4SOF，EOD， EOF，IFS， NB和 BRK的功能7.3.4.1Start of Frame(SOF)SOF标志位用来唯一地确定一个帧的开始，不用于CRC校验码的计算中。7.3.4.2End of Data(EOD)EOD元素是数据帧发送方用来表示发送结束的标志。当帧内存在IFR(in-frame response)时，IFR通常是跟在EOD后面而在EOF前面。当帧内不存在IFR时，总线总是处于钝态因此导致EOF（end of frame)。当一个数据帧包括一个IFR时，该帧的发送方则预期帧的接收方在EOD之后立即发送一个或多个帧内响应字节。7.3.4.3End of Frame(EOF)EOF用来表示一帧的结束。当一帧中最后的数据传输完毕后，总线将保持低电平，此时，所有的接收方都认为传输已经结束。7.3.4.4Inter-Frame Separation(IFS)IFS是用来在帧连续传输时为不同节点做适当的同步信号。在IFS最小周期结束之前，传输方不能在总线上开始传输。然而，接收方必须与其他在EOF最小周期后出现的SOF同步，以此来调节不同时钟的误差。想要存取总线的发送方在发送一个SOF之前必须等待下面两个条件中的任意一个：a.IFS最小周期结束b.EOF最小周期结束并且检测到另外一个上升沿7.3.4.5Normalization Bit(NB)NB之应用于10.4Kbps的仪器中。对可变脉宽调制来说，帧内应答的第一位仍为低电平。因此，在EOD标志的后面必须跟着一个NB。NB的作用为标志IFR的开始。NB在8.6.2.5中定义。7.3.4.6Break(BRK)BRK元素的作用是终止总线的传输，并使所有的节点置位于待接收状态。如果使用BRK，必须遵循8.6中规定的要求。7.3.5IDLE Bus(IDLE)IDLE被定义为紧跟于IFS后的所有低电平周期。当IDLE时，任何节点都可以立即发送数据。当两个或更多个节点几乎同时发送数据时仍然产生冲突。，因此必须对上升沿进行再同步。7.3.6DATA BYTE(s)数据字节由许多8位长的字节组成，设计者可以根据情况发送所需要的数据资字节，然而，消息的总长度（从SOF到EOF）不能超过规定的最大值。7.3.7IN-FRAME PESPONSE(IFR)帧内应答字节是发送方发出的，并等待接收方向发送方反馈应答信息，紧跟于EOD后。如果EOD后IFR的第一个字节没发出，而且总线处于低电平状态，此时所有的发送方和接收方将以为此帧已经发送完毕。帧内应答字节采用下列类型中的一种：a.无帧内应答b.单应答方的单字节，例如唯一的标识符（ID）或地址c.多应答方的单字节（多个字节，每个应答方发送一个单字节），将各个应答字节串联成一个应答流。每个发送方发送唯一的应答字节，如一个物理地址（IDn）。在应答过程中产生仲裁，所以一个发送方做出应答的过程时如果没有仲裁，发送方将重新发送单字节直到发送方在应答流中监测到这个单字节。一个特定的发送方一旦检测到它发送的应答字节，就会中止发送从而允许其余的应答方发送字节。d.单应答方的多字节。将CRC字节增加到数据字节。CRC字节的计算在7.4.1中描述。详细了解不同的IFR类型和哪些信息类型运用这些IFR类型请参考SAE J2178/1。如果包括IFR字节，帧/信息长度仍然要在规定范围内。数据字节，CRC字节和帧内应答字节的总长不应超过9.2中规定的帧长度。 类型0无帧内应答 类型1单应答方的单字节 类型2多应答方的单字节 类型3单应答方的多字节7.4差错检验7.4.1CRC(循环冗余码校验)在OBD网络中，数据的差错检验采用的是循环冗余检验，按照下面的规定计算和校对循环冗余码字节。采用循环冗余码来检验数据的传输是否出现错误：a.在发送和接收节点都有循环冗余码计算和校对移位寄存器，并且在SOF期间移位寄存器都被初始化为“1”。b.SOF之后CRC之前的所有帧位用来构成称为D(x)的数据段多项式。对于特定的帧数据，该多项式是一个n-bit二进制常数，其中n等于帧长度（以位计算）c.CRC可除多项式为X8+X4+X3+X2+1。用P(x)表示。d.余数多项式R(x)由下面的除法方程式得到：e.使CRC字节等于，其中是的补码f.帧多项式由下面公式转化获得：g.接收端校验过程为在CRC校验回路移动整个接收到的帧数据，包括CRC字节。不管帧数据的内容如何，一个差错帧就会在校验移位寄存器中产生一个唯一的常量多项式X7+X6+X2。h.下表1中列出了具有合理循环冗余的帧数据。表1帧数据和合理循环冗余字节i.可以使用一个状态标志表示接收到一个循环冗余码错误。j.当使用一个CRC保护帧内应答字节时，使用前面的规则定义CRC，除了将发送方和接收方互换之外。此时，CRC计算仅包括帧内应答字节。（注CRC计算中不使用SOF,EOD,EOF和NB，而只是用作数据定界符）。注图6说明了一个典型的CRC发生器，图7说明了一个典型的CRC校验图6循环冗余码发生器图7循环冗余码校验7.5差错响应7.5.1发送方当检测到网络上存在错误的时候，发送方必须在下一位开始送出前终止传输，并等待规定的帧间隔（IFS）时间，或在确定帧结束（EOF）后方可重新发送。7.5.2接收方当接收方收到一个包含错误的帧时，该帧将被丢弃，并向发送方发送一个应答码请求重发。但当该帧包含帧内应答（IFR）时，接收方将不发送应答码。对发送方来说，此时无应答码即表示传输出错，该帧将被重发。8.物理层这部分主要阐述了对物理层如下属性的要求：a.介质b.单位负载技术说明c.最大节点数量d.最大网络长度e.介质特性曲线f.数据位/符号定义/检测g.物理层的网络唤醒h.物理层故障容错i.电磁兼容性要求8.1物理层介质本节着重描述数据传输介质，并假设每个节点都接以适当的电源和地线。8.1.1单线电压驱动单行线的网络介质必须是自由的单布线。8.1.2双行线电压驱动双行线的网络介质可以是并行线或双绞线。8.1.3线路B类网络对线路无特殊要求。8.2单位负载技术说明连接到该B类网络上的每个装置的电气装载影响是以单位负载为单位测量的，单位负载是一个额定值，如果所有的节点都相当于一个单位负载，那么将允许最多节点连接到网络上。没有规定一个特定节点必须等于一个标准单位负载，但是所有负载值的总和不能超过系统的限值要求。8.3最大节点数假设每个节点都是标准单位负载时，最大网络节点数在第9部分介绍。8.4最大网络长度任意两节点间的最大网络长度不超过第9部分中规定的值。8.4.1车内/车外任意车外设备的最大网络长度、最大电容量和最小负载/终端负载电阻值都在9.3中做出解释。8.5介质特性曲线在第9部分介绍8.6数据位/数据符号/检测数据总线存在高电平和低电平两种状态，当从高电平转换位低电平时，我们称之为下降沿；当从低电平转换为高电平时，我们称之为上升沿。本文件规定了两种位编码方式，脉宽调制PWM和可变脉宽调制VPW。适用于PWM和VPW两种方式的位/标志：1，0，SOF，EOD，EOF，IFS。NB标志只适应于VPW方式。8.6.1PWM8.6.1.1“1”和“0”的定义a.1的定义必须满足以下两个条件：1.前一个上升沿之后的一个上升沿之间至少有三个脉宽。也就是说任意两个上升沿之间的间距不可少于三个脉宽。2.在该上升沿之后一个脉宽出现一个下降沿。b.“0”的定义必须满足以下三个条件：1.前一个上升沿之后的一个上升沿之间至少三个脉宽，也就是说任意二个上升沿之间的间距不可少于三个脉宽。2.在该上升沿之后两个脉宽出现一个下降沿。3.下一位数据位的上升沿应出现在其前一位数据下降沿后十一个脉宽的位置。 图8“0”的定义 图9帧标志8.6.1.2 SOF 的定义SOF是一帧开始的标志，如图10所示。必须满足如下条件：1.SOF 的参考上升沿必须要在前一个上升沿之后至少五个脉宽。2.参考上升沿的七个脉宽之后出现下降沿。3.帧的第一位数据的上升沿应出现在参考上升沿后十个脉宽处。 图10帧开始标志8.6.1.3EOD的定义EOD是由发送方所发出的，表示数据结束的标志。当帧内含有IFR标记时，IFR 通常是紧跟于EOD后发送的。帧内不含有IFR标记时，总线要继续保持低电平一位，以表示该帧已经结束(EOF)。 当帧内有IFR标记时，接收方所发送的应答字节从其所发送的第一位的上升沿开始，并在发送方发送最后一位的上升沿后四个脉宽处开始发送。如果应答字节的第一位不出现在四个脉宽之后，而且总线维持低电平五个脉宽的时间，那么发送方和所有接收方认为该帧已经结束。 图11数据结束标志8.6.1.4EOF的定义EOF是一帧结束的标志。当最后的数据字节发送完毕后，总线将保持低电子状态，在最后一位上升沿后的五个脉宽处即认为该帧已经结束。8.6.1.5IFS 的定义IFS 为帧连续传输时提供适当的同步信号。当一个发送方希望向总线发送数据时，必须满足：a.已经过了最小帧间隔(IFS minimum)时间(最后一位上升沿后六个脉宽)。b.已经过了最小帧间隔(EOF minimum)时间，并且有一个上升沿已经被检测到(最后一位上升沿后五个脉宽)。8.6.1.6BRK 的定义BRK的作用是终止总线上的数据传输，并使所有节点恢复至待接收状态，如图12 所示。在PWM 调制方式下，BRK 标记被作为SOF的扩展，并有可能被某些设备认为是不合理标记，从而被忽略掉。通常，在BRK标记上升沿后九个脉宽处出现IFS标记，以再次同步接收方。当发送BRK信号的节点希望获取总线的使用权时，应向总线发送优先级最高的帧，否则，按常规的仲裁协议，其他节点也有权获取总线的使用权。 图12PWM中断顺序8.6.1.7 IDLE 的定义IDLE 状态是指当最短IFS信号过后总线上一段持续的低电平状态。如图13所示。任何节点在IDLE时都可以向总线发送数据。当总线处于IDLE时，所有节点都可以立即向总线发送数据。但当两个或两个以上节点同时发送数据时，就会产生冲突。因此总线上应始终存在用以再同步的上升沿信号。图13帧结束标志和IDLE总线的定义8.6.1.8PWM时序要求PWM编码的标记时序参考是以从低电平到高电平的转化为依据的。PWM中的SOF和每个数据位均有一个脉冲的前沿上升边沿，从这个边沿开始判断随后的时序。发生在SOF或数据位上的从高电平向低电平的转化不作为时序参考。脉冲的前沿上升边沿被作为唯一的基准，因为在总线上从低电平到高电平的转化非常快且容易辨别，而从高电平到低电平的转化由于网络容量的变分原因速度慢且模糊不清。9.3.2.1节定义了PWM在41.6Kbps时的时序值。这些值用来提供给发送方和接收方。8.6.2可变脉宽调制VPW的编码8.6.2.1“1”和“0”的定义在VPW中，“1”的定义是指两个低电平或一个高电平，反之，“0”的定义是指两个高电平和一个低电平（见图14）。正负电平之间的脉宽的变化是为了适应仲裁和优先权（8.7中规定的）的需要。图14VPW中“1”和“0”的定义8.6.2.2SOF(Start of Frame)的定义VPW中的SOF是指连续三个脉宽的高电平（图15）。图15SOF标记8.6.2.3EOD(End of Data)的定义VPW中的EOD是指连续三个脉宽的低电平（图16）。图16EOD标记8.6.2.4EOF(End of Frame)VPW中的EOF是指连续四个脉宽的低电平（图17）。图17EOF标记8.6.2.5IFR(In-Frame Response)字节/NB(Normalization Bit)标准位的定义IFR标记是由接收方发送的，并开始于低电平的EOD信号之后。对VPW调制方式来说，IFR的第一位仍是低电平，因此，必须产生一个标准位跟随于EOD信号之后，该标准位是由应答方在发送帧内应答前发送的。这个标准位被定义为IFR信号的开始，并有两种编码方式。一种是持续一个脉宽的高电平，另一种是持续两个脉宽的高电平，如图18所示。标准位也可以用来识别帧的IFR部分应答的类型。当使用一个脉宽高电平的标准位时，表示该应答信号不包含CRC码。当使用双脉宽高电平的标准位时，表示该应答信号包含CRC码。个别制造商允许根据他们的需求使用标准位。然而，未来的所有SAE J1850应用者要求使用上述标准的标准位。图18标准位8.6.2.6IFS（Inter-Frame Separation）的定义IFS用来为连续传输的帧提供适当的同步信号。当某节点希望向总线发送数据时，必须满足如下要求之一：总线上已经出现最小的IFS信号（六个脉宽）。EOF信号已经出现（四个脉宽），并检测到另一个上升沿出现。图19IFS8.6.2.7 BRK(Break)的定义BRK的作用是终止总线上的数据传输，并使所有节点恢复至待接收状态。在VPW调制方式下，BRK标记也有可能被某些设备认为是不合理标记，从而摒弃当前的帧。VPW的BRK标记是一个持续五个脉宽的高电平信号，如图20所示。紧跟于BRK信号后的是持续六个脉宽的IFS信号，其作用是为连续传输的帧提供再同步信号。当发送BRK信号的节点希望获取总线的使用权时，应向总线发送优先级最高的帧，否则按常规的仲裁协议，其他节点也有权获取总线的使用权。图20Break信号8.6.2.8Idle(Idle bus)的定义Idle状态是指当最短IFS信号过后总线上的一段持续的低电平状态。任何节电在Idle时都可以向总线发送数据。IFS(六个脉宽)后会存在一个Idle总线，当两个或两个以上节点同时发送数据时，就会产生冲突。因此，总线上应始终存在用以再同步用的上升沿信号。8.6.2.9VPW定时要求8.7冲突/仲裁/优先权当多个节点同时向总线发送数据时就会产生冲突。8.7.1冲突检测冲突检测是冲突标识或冲突位的识别器。位-位仲裁过程允许探测冲突帧的传输。探测接收的标识或位和目前传输的标识或位之间的不同的节点，就探测到帧的传输的冲突。只有赢得了与其他所有在帧内开始传输数据的节点不同的标识或位的冲突，这个帧才不探测冲突。8.7.2位-位仲裁当多节点企图同时传输帧时，位-位仲裁解决此时产生的冲突。位-位仲裁应用于帧的每一个标识或位，从SOF标识开始到帧结束。在物理层，位-位仲裁方式是用于有高电平和低电平两种值的总线上的。所有的标识或位在总线上使用物理层的高电平和低电平的合成信号来编码。当总线上高电平和低电平信号同时传输时，总线的合成信号就是高电平。如果传输节点探测到一个电平信号不同于该节点在帧的字头部分传输的信号，则该节点终止传输数据，把优先权让给下一个位。如果传输节点探测到一个电平信号不同于该节点在帧的数据部分传输的信号，则有下列几种操作：a.终止传输，把优先权让个下一个位。如果由于字头后非预期的冲突探测导致消息传输的过早终止，则必须通知接收节点不接收无用的消息。最后一个字节收到前一个字节的CRC校验码而把它当作一个有效消息的概率有1/256，因此，节点有必要确定所接受的消息的正确长度来证明消息的有效性。b.当一个字节边界有冲突探测时发送少于8位的附加位。这样，一旦由于噪声产生了非预期冲突探测，所有其他的接收方都能接收到帧故障。图21显示了PWM和VPW两种形式下物理层上的总线存取操作。仲裁过程始于SOF，贯穿发送帧的所有位。当所有同步帧的每一个标识或位传输时，最后一个标识或位将探测是否有冲突发生，之后所有节点继续传输数据。任何保留的节点将继续发送标识或位，直到探测到下一个冲突。没有探测到任何冲突的节点才唯一地获得发送标识或位到介质层的权力。8.7.3仲裁范围SOF到EOF之间的所有标记和位都应进行冲裁过程，如果包含一个帧内应答，帧内应答的所有标记和位也都进行仲裁。也就是，整个帧内都应进行仲裁过程。8.7.3帧优先权位-位仲裁使用帧优先权。当一个单一的发送方被仲裁优先于任何帧的数据值时，相关帧的结构的优先权是继承的。在帧相同的同步窗口里，当两个以上节点企图向总线发送数据时，非破坏性的仲裁将出现。总线有高电平和低电平两种电平信号。如果一个高电平位和一个低电平位在总线上同时传输，则高电平位覆盖低电平位。这种仲裁的结果是，发送低优先权帧的节点被认为他们失去了仲裁而在下一个位时之前终止发送；而发送高优先权帧的节点不会被打断继续发送。图21仲裁8.8在汽车多路系统中，经常从无源或待用状态向功能/操作网络转化。SAE J1850中的会话层控制操作和待用状态间的转化。 定义会话层的两种观点：a.介质本身，而不考虑网络上的单个节点。b.单个节点8.9物理层的故障容错8.9.1必须满足的故障容错OBD网络必须满足下述容错要求，否则，将对网络造成损害。a.节点掉电当节点工作电压消失或低至无法正常工作时，节点必须具备承受网络最大峰值电流冲击的能力。b.总线对地短路当总线对地短路时，允许终止数据传输，但网络上的所有节点不可受到损害。c.总线对电源短路当总线对电源短路时，允许终止网络数据传输，但网络上的所有节点不可受到损害。d.节点对路断路当某节点对地断路时，必须保证网络上的其他节点继续保持通信能力。8.9.2可选的故障容错各生产厂商可根据各自的需要选择满足如下的容错要求：a.偏流电阻或终端电阻失效偏流电阻和终端电阻应有足够冗余，从而不致因某个电阻失效而影响整个网络通信。b.节点脱离网络当某节点脱离网络时，必须保证网络上的其他节点继续保持通信能力。c.双线通信的容错当某节点采用双线通信时，如下述故障之一发生，该节点必须保持要求的收发速率。1.正总线开路2.负总线开路3.正总线对地短路4.负总线对地短路5.正总线对电源短路6.负总线对电源短路7.正总线对电源和地之间的任何电压短路8.负总线对电源和地之间的任何电压短路故障发生时，网络的抗噪性能允许有一定程度的降低，故障排除后，网络的抗噪性能应恢复到应有的标准。当发生上述故障时，所有的节点应受到保护而不致损害。当故障除掉后，整个系统应自动恢复到应有的标准。当正总线与负总线短路时，即发生所谓“双故障”时，允许终止通信。8.10电磁兼容性要求汽车制造商规定了应用SAE J1850网络接口装置的模块的最小电磁兼容性应用水平。零部件制造商设计接口装置满足C类1区域的最严格分类，例如确保各种条件下的充足性能。通过B类网络相互通信的模块不应该产生能够相互干扰水平的电磁干扰。可以参考CISPR/D/WG2 (Secretariat) 19 Sept 1989定义的电磁干扰水平。通常波形和转换上升和下降时间的技术规范都控制电磁干扰的水平。使用SAE J1211可以帮助汽车制造商规定多个系统，也可以利用SAE J1879规定零部件。该文件推荐汽车制造商使用下面的文件和附录B定义的EMC测试概述，EMC和测试大纲规定的电压水平仅供参考，并且使用汽车制造商技术规范进行一致性测试。a.辐射天线&探针测试(CISPR/D/WG2(Secretariat) 19 Sept 1989)b. SAE J1113 Part 2c. SAE J1113 Part 3 d. SAE J1113 Part 13e. SAE J1113 Part 109.参数9.1应用层不管是否使用B类网络，下面的应用层要求都应该满足：位主导性“0”位高于“1”位。9.2数据链路层9.2.141.6Kbps时的PWM从SOF到EOF（包括）的最大帧长度是101个位时间。信息字节的最大个数是12个字节。9.2.210.4Kbps时的VPW信息字节的最大个数是12个字节。9.3物理层9.3.1一般网络要求（见表2）表2一般网络参数1.对VPW而言，车内网络长度和总车网络长度仅供参考，而对PWM而言，不应该超过规定的网络长度。9.3.2PWM9.3.2.1PWM定时要求表3中的要求是标定位时间为24ms或网络介质的波特率为41.6Kbp时的定时要求。表3PWM脉冲宽度定时（s）发送容许偏差包括振荡器容许偏差，物理层延时（接通和断开延时）和其他多方面的容许偏差。接收容许偏差包括发送方和接收方间的电压偏差和其他多方面的容许偏差。在“灰”区接收到的标记可以在标记之前或灰区之后被编码。例如，一个12.5s的正脉宽能够被编码成一个有效相位“1”（Tp1）或一个有效相位“0”（Tp2）。在CRC差错探测字节中检测差错。图22说明了一个基于接收脉冲宽度的信号编码的例子。表22接收一个Tp1或Tp2标记注Tp1(min) 和Tp1(max)间的脉冲宽度必须编码成有效相位“1”，而Tp2(min) 和Tp2(max)间脉冲宽度必须编码成有效相位“0”。但是Tp1(max) 和Tp2(min)间的脉冲宽度既可以编码为“1”也可以为“0”。9.3.2.2PWM DC参数（表4）9.3.3VPW9.3.3.1VPW定时要求表5显示了VPW定时值要求。表5VPW脉冲宽度定时（s）9.3.3.2VPW DC参数（表6） 10注释10.1边框意义-在位于左边距（l）的地方为寻找技术草案的前一次发行的地区，方便用户使用。一个（R）的符号文件的标题左边显示一个完整的报告修改信息。