汽車(chē)總線系統(tǒng)（原書(shū)第5版）

第5版前言
編輯的話
第1章總線系統(tǒng)和協(xié)議的應(yīng)用1
1.1概述2
1.2汽車(chē)總線系統(tǒng)、協(xié)議和標(biāo)準(zhǔn)5
1.3在汽車(chē)總線系統(tǒng)以及軟件中的標(biāo)準(zhǔn)化7
1.4未來(lái)發(fā)展8
參考文獻(xiàn)10
第2章基本概念和基本車(chē)輛總線系統(tǒng)11
2.1基本原理11
2.1.1電氣基本原理11
2.1.2總線系統(tǒng)的拓?fù)浜婉詈?4
2.1.3報(bào)文、協(xié)議棧、服務(wù)16
2.1.4通信模型及尋址17
2.1.5基于字符和比特流的傳輸、用戶(hù)數(shù)據(jù)速率20
2.1.6總線訪問(wèn)程序、檢錯(cuò)和糾錯(cuò)22
2.1.7數(shù)據(jù)傳輸中的抖動(dòng)和延遲24
2.1.8電氣/電子架構(gòu)24
2.2符合ISO 9141和ISO 14230的K-Line26
2.2.1K-Line和KWP 2000的開(kāi)發(fā)26
2.2.2K-Line總線拓?fù)浜臀锢韺?7
2.2.3數(shù)據(jù)鏈路層29
2.2.4排放相關(guān)部件的限制（OBD）32
2.2.5軟件與通信控制器之間的接口32
2.2.6較早的K-Line變體32
2.2.7K-Line總結(jié)-第1層和第2層33
2.3SAE J185033
2.4傳感器-執(zhí)行器總線系統(tǒng)36
2.4.1SENT-根據(jù)SAE J2716的單邊半字節(jié)傳輸36
2.4.2PSI 5-外圍傳感器接口537
2.4.3ASRB 2.0-汽車(chē)安全約束總線（ISO 22898）39
2.4.4DSI-分布式系統(tǒng)接口41
2.5規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)43
參考文獻(xiàn)44
第3章汽車(chē)總線系統(tǒng)——物理層與數(shù)據(jù)鏈路層45
3.1ISO 11898描述的控制器局域網(wǎng)45
3.1.1CAN的發(fā)展45
3.1.2總線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和物理層46
3.1.3CAN的數(shù)據(jù)鏈路層48
3.1.4錯(cuò)誤處理49
3.1.5CAN的更高級(jí)協(xié)議50
3.1.6協(xié)議軟件和CAN控制器間的接口51
3.1.7CAN系統(tǒng)的時(shí)間特性以及報(bào)文優(yōu)先級(jí)的選擇53
3.1.8時(shí)間觸發(fā)CAN（TTCAN）確定性的總線獲取56
3.1.9節(jié)能措施：?jiǎn)拘押途植烤W(wǎng)絡(luò)59
3.1.10更高的數(shù)據(jù)速率：CAN靈活速率CAN FD60
3.1.11CAN總結(jié)-第1層和第2層61
3.2局域互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)62
3.2.1概述62
3.2.2數(shù)據(jù)鏈路層63
3.2.3LIN 2.0版本里的新報(bào)文類(lèi)型66
3.2.4LIN傳輸層和通過(guò)LIN進(jìn)行ISO診斷66
3.2.5LIN配置語(yǔ)言68
3.2.6LIN從節(jié)點(diǎn)控制器的動(dòng)態(tài)配置71
3.2.7LIN應(yīng)用編程接口（API）73
3.2.8LIN系統(tǒng)的時(shí)間特性74
3.2.9LIN總結(jié)-第1層和第2層75
3.3FlexRay76
3.3.1總線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和物理層77
3.3.2數(shù)據(jù)鏈路層78
3.3.3網(wǎng)絡(luò)啟動(dòng)和時(shí)鐘同步81
3.3.4錯(cuò)誤處理、總線監(jiān)視器82
3.3.5配置和上層協(xié)議83
3.3.6FlexRay系統(tǒng)的時(shí)間特性，以及配置示例84
3.3.7與FlexRay控制器的接口88
3.3.8進(jìn)一步的發(fā)展FlexRay 3.x91
3.3.9FlexRay總結(jié)-第1層和第2層93
3.4面向媒體的系統(tǒng)傳輸94
3.4.1總線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和物理層95
3.4.2數(shù)據(jù)鏈路層96
3.4.3通信控制器100
3.4.4網(wǎng)絡(luò)服務(wù)和功能模塊102
3.4.5網(wǎng)絡(luò)管理104
3.4.6更高級(jí)的協(xié)議層106
3.4.7系統(tǒng)啟動(dòng)和音頻連接示例106
3.4.8MOST總結(jié)108
3.5車(chē)載以太網(wǎng)108
3.5.1IEEE 802.3中的以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)109
3.5.2適用于汽車(chē)領(lǐng)域的物理層BroadR-Reach111
3.5.3IEEE 802.1 音頻視頻橋接AVB協(xié)議的實(shí)時(shí)性111
3.5.4更高級(jí)別的協(xié)議層 IP、TCP和UDP114
參考文獻(xiàn)117
第4章傳輸協(xié)議118
4.1根據(jù)ISO 15765-2的CAN的ISO TP傳輸協(xié)議118
4.1.1報(bào)文結(jié)構(gòu)119
4.1.2流量控制、時(shí)間監(jiān)控和錯(cuò)誤處理120
4.1.3應(yīng)用層服務(wù)121
4.1.4協(xié)議擴(kuò)展123
4.1.5使用KWP 2000/UDS尋址-CAN標(biāo)識(shí)符分配123
4.1.6CAN的ISO TP帶寬123
4.2根據(jù)ISO 10681-2的FlexRay傳輸協(xié)議125
4.2.1報(bào)文結(jié)構(gòu)和地址125
4.2.2連接類(lèi)型和傳輸過(guò)程126
4.2.3帶寬控制127
4.2.4錯(cuò)誤處理和執(zhí)行說(shuō)明128
4.2.5FlexRay傳輸協(xié)議的帶寬129
4.3CAN傳輸協(xié)議TP 2.0131
4.3.1尋址和CAN報(bào)文標(biāo)識(shí)符131
4.3.2廣播報(bào)文131
4.3.3動(dòng)態(tài)信道設(shè)置和連接管理132
4.3.4數(shù)據(jù)傳輸134
4.4CAN的傳輸協(xié)議TP 1.6136
4.4.1報(bào)文結(jié)構(gòu)136
4.4.2動(dòng)態(tài)信道結(jié)構(gòu)136
4.4.3數(shù)據(jù)傳輸和數(shù)據(jù)方向更改137
4.5適用于CAN的傳輸協(xié)議SAE J1939/21138
4.5.1傳輸類(lèi)型、尋址和CAN報(bào)文標(biāo)識(shí)符138
4.5.2分段數(shù)據(jù)傳輸（多數(shù)據(jù)包）141
4.6根據(jù)ISO 13400的DoIP傳輸協(xié)議142
4.7CAN FD的傳輸協(xié)議145
4.8規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)145
參考文獻(xiàn)146
第5章診斷協(xié)議-應(yīng)用層147
5.1診斷協(xié)議 KWP 2000（ISO 14230-3）149
5.1.1概述149
5.1.2診斷會(huì)話（診斷管理）151
5.1.3根據(jù)KWP 2000和UDS對(duì)控制器進(jìn)行尋址153
5.1.4總線相關(guān)服務(wù)（網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議控制）154
5.1.5故障存儲(chǔ)器的讀取和刪除（存儲(chǔ)數(shù)據(jù)傳輸）155
5.1.6數(shù)據(jù)的讀取和寫(xiě)入（數(shù)據(jù)傳輸）、控制器的輸入和輸出（輸入/輸出控制）155
5.1.7數(shù)據(jù)塊的讀取與存儲(chǔ)（上傳、下載）156
5.1.8控制器的程序啟動(dòng)（程序例程遠(yuǎn)程激活）157
5.1.9擴(kuò)展服務(wù)157
5.2統(tǒng)一診斷協(xié)議（ISO 14229/15765-3）158
5.2.1與KWP 2000協(xié)議的差異158
5.2.2UDS診斷協(xié)議概要158
5.2.3事件響應(yīng)服務(wù)163
5.3車(chē)載診斷OBD（ISO 15031/SAEJ1979）165
5.3.1OBD診斷服務(wù)概要166
5.3.2讀取故障存儲(chǔ)器及控制器值167
5.3.3查詢(xún)尾氣排放相關(guān)零部件診斷結(jié)果169
5.3.4OBD故障碼169
5.3.5數(shù)據(jù)鏈路安全171
5.3.6直通式編程171
5.3.7舉例172
5.4診斷的進(jìn)一步發(fā)展174
5.5規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)177
參考文獻(xiàn)178
第6章在測(cè)量、標(biāo)定和診斷中的應(yīng)用(ASAM AE MCD)179
6.1引言179
6.2應(yīng)用任務(wù)中的總線協(xié)議(ASAM AE MCD 1MC)182
6.2.1CAN標(biāo)定協(xié)議CCP183
6.2.2擴(kuò)展標(biāo)定協(xié)議XCP189
6.2.3XCP和CCP協(xié)議的AML配置文件199
6.2.4總線系統(tǒng)和應(yīng)用系統(tǒng)之間接口ASAM MCD 1b200
6.3現(xiàn)場(chǎng)總線交換格式204
6.4ASAM AE MCD 2和MCD 3的概述212
6.5基于ASAM MCD 2 MC的標(biāo)定數(shù)據(jù)項(xiàng)214
6.5.1ASAP2/A2L-標(biāo)定數(shù)據(jù)項(xiàng)214
6.5.2標(biāo)定數(shù)據(jù)格式CDF和元數(shù)據(jù)交換MDX217
6.6基于ASAM AE MCD 2D的ODX診斷數(shù)據(jù)項(xiàng)218
6.6.1ODX數(shù)據(jù)模型結(jié)構(gòu)219
6.6.2DIAG-LAYER：分層診斷描述221
6.6.3VEHICLE-INFO-SPEC：汽車(chē)網(wǎng)絡(luò)入口和總線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)224
6.6.4COMPARAM-SPEC和COMPARAM-SUBSET：總線報(bào)文226
6.6.5DIAG-COMM和DIAG-SERVICE：診斷服務(wù)229
6.6.6簡(jiǎn)單化以及復(fù)雜化數(shù)據(jù)對(duì)象233
6.6.7SINGLE-ECU-JOB和MULTIPLE-ECU-JOB:診斷流程240
6.6.8STATE-CHART:診斷會(huì)議242
6.6.9ECU-CONFIG:控制器配置的描述242
6.6.10ECU-MEM：對(duì)閃存燒寫(xiě)的描述243
6.6.11FUNCTION-DICTIONARY:功能導(dǎo)向的診斷245
6.6.12Packaged ODX和ODX編輯工具246
6.6.13ODX Version 2.2和ISO 22901247
6.7ASAM AE MCD 3-Server247
6.7.1功能組 M-測(cè)量248
6.7.2功能組C-標(biāo)定249
6.7.3功能組D-診斷250
6.8依據(jù)ISO 22900為診斷測(cè)試儀而設(shè)計(jì)的MVCI接口251
6.9依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)ISO 13209的關(guān)于測(cè)試流程的OTX描述254
6.9.1OTX構(gòu)造的基本設(shè)計(jì)254
6.9.2OTX核心數(shù)據(jù)模型256
6.9.3OTX核心程序元素258
6.9.4OTX擴(kuò)展260
6.10規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)262
參考文獻(xiàn)263
第7章軟件標(biāo)準(zhǔn)：OSEK和HIS264
7.1概述264
7.2OSEK/VDX 266
7.2.1事件驅(qū)動(dòng)的操作系統(tǒng)內(nèi)核267
7.2.2通信OSEK/VDX COM 274
7.2.3網(wǎng)絡(luò)管理OSEK/VDXNM277
7.2.4時(shí)間驅(qū)動(dòng)操作系統(tǒng)內(nèi)核OSEK Time、故障冗余OSEK FTCOM和保護(hù)機(jī)制OSEK280
7.2.5OSEK OS 和AUTOSAR OS調(diào)度單元、進(jìn)程優(yōu)先級(jí)和時(shí)間行為282
7.3硬件輸入和輸出（HIS IO庫(kù)、IO驅(qū)動(dòng)）284
7.4HIS CAN通信控制器的硬件驅(qū)動(dòng)286
7.5HIS串口燒錄286
參考文獻(xiàn)286
第8章AUTOSAR-汽車(chē)開(kāi)放式系統(tǒng)架構(gòu)287
8.1概述287
8.2AUTOSAR基礎(chǔ)軟件層289
8.3AUTOSAR OS操作系統(tǒng)296
8.4通信AUTOSAR COM、診斷DCM299
8.5AUTOSAR網(wǎng)絡(luò)管理器308
8.6虛擬功能總線(VFB)、運(yùn)行實(shí)時(shí)環(huán)境(RTE)和軟件組件311
8.7AUTOSAR實(shí)例應(yīng)用315
8.8總結(jié)317
參考文獻(xiàn)319
第9章工具、實(shí)例與應(yīng)用領(lǐng)域320
9.1板上通信的設(shè)計(jì)和測(cè)試320
9.1.1使用維克多公司CANoe的開(kāi)發(fā)流程320
9.1.2使用Network Designer進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)321
9.1.3在CANoe里進(jìn)行系統(tǒng)仿真325
9.1.4作為控制器的開(kāi)發(fā)環(huán)境的總線環(huán)境仿真326
9.1.5系統(tǒng)的整體集成327
9.2控制器的系統(tǒng)和軟件設(shè)計(jì)328
9.2.1用Vector Informatik的PREEvision設(shè)計(jì)系統(tǒng)329
9.2.2在AUTOSAR流程里開(kāi)發(fā)應(yīng)用軟件330
9.2.3系統(tǒng)測(cè)試和應(yīng)用331
9.3進(jìn)行控制器應(yīng)用的工具332
9.4對(duì)控制器閃存的編程335
9.4.1邊界條件336
9.4.2閃存338
9.4.3閃存燒寫(xiě)過(guò)程340
9.4.4擦寫(xiě)加載器舉例：SMART INOVATION公司的ADLATUS346
9.4.5擦寫(xiě)加載器和總線協(xié)議的軟件測(cè)試350
9.5開(kāi)發(fā)和制造中的診斷工具353
9.6診斷數(shù)據(jù)的編輯工具364
9.7診斷運(yùn)行時(shí)系統(tǒng)和OTX診斷序列366
9.8控制器通信的實(shí)時(shí)特性371
9.8.1實(shí)時(shí)性的特征值371
9.8.2利用Symtavision公司的SymTA/S進(jìn)行實(shí)時(shí)性分析373
參考文獻(xiàn)374
第10章車(chē)輛之間的通信交互375
10.1交通收費(fèi)系統(tǒng)375
10.2Car2Car聯(lián)盟和Vehicle2X通信376
10.3規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)379
參考文獻(xiàn)380