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SAE J1939标准下的汽车CAN通讯报文/帧格式


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第 2 4卷

第 1 期 















报 

V0 _ 4  NO.   l2 1

20 0 3年 3月 

J OURN AL OF C   HA , HUN UN VE I Y  NCC   I RS T OF T HNO GY  EC LO

M a . o3 r2o  

文 章 编 号 :1 0 - 9 9 2 0 ) 10 5 .3 0 6 2 3 ( 0 3 0 .0 3 0  

S E J 9 9标 准 下 的 汽 车 C N 通 讯 报 文/ 格 式  A  1 3 A 帧

刘 永 木 , 刘 望 生 , 李 洪 泽     
( 春 工 业 大 学 电 气 与 电子 工 程 学 院 ,吉林 长 春  10 1 ) 长 30 2 



要 :以 C N 2 0为 标 准 的 C 协 议 技 术 已 很 成 熟 , 很 多 领 域 均 得 到 了 广 泛 的 应 用 。 而 更 高 级 的 S E A  . N A 在 A 

J9 9标 准 , 国 内 几 乎 还 没 有 应 用 。介 绍 了 S EJ9 9标 准 下 的 汽 车 C N通 讯 报 文 / 格 式 。 13 在 A  13 A 帧   关 键 词 :C N; A  13 ;报 文 格 式 ;帧  A S E J99
中 圈 分 类 号 :T 36 P3  文献 标识 码 :   A

O 引  言   
控 制 器 局 域 网 C N( o t l rA e  e ok   A C nr l   ra N t r ) oe w 总线 作 为一 种 可 靠 性 极 高 、 格 低 廉 、 术 成 熟 的  价 技 现 场 总线 在 国 内 外 得 到 了 广 泛 的 应 用 。在 汽 车 行 

佳 状 态 , 于 C N 总线 的 C类 网 络 系 统 … 被 应 用  基 A 于数 据 通 讯 。 C N 总 线 有 效 地 将 发 动 机 控 制 系  A 统 、 动 防滑 系统 、 驱 自动 巡 航 系统 等连 接 成 为 一个  综 合控制系统 , 整车性 能得到大幅度提高。 使  

业 ,A C N总 线 更 是 以其 优 异 的 性 能 成 为 汽 车 局 域 
网 的发 展 趋 势 。  

2 报 文 / 格 式  帧
C N20 A   .B在 报 文 路 由 中 。 有 使 用 节 点 地  没

C N是 8 A 0年 代 初 B sh公 司 为 解 决 现 代 汽  oc
车 中众 多控 制 单 元 、 试 仪 器 之 间 的 实 时 数 据 交  测

址 , 是 对 通 信 数 据 块 进 行 编 码 。S E J9 9网络  而 A   13 的 定 义 中 , 点 地 址 被 使 用 , 防止 多个 节 点 使 用  节 以
同 一 个 C N标 志 符 。C N 2.B中 没 说 明 的 一 些  A A   0

换 而 开 发 的 一 种 串行 通 信 协 议 , 多 次 修 订 , 经 于 
19 9 1年 9月形 成 技 术 规 范 2 0版 本 。该 版 本 包 括  .

附 加 需 求 S E J9 9均 进 行 了说 明 和定 义 。 A  13   S EJ9 9支 持 C N 2. 议 标 准 , A   13 A   0协 以报 文 为  单 位 进 行 信 息 传 送 。 C N 支 持 4种 类 型 的 报 文  A
帧 : 据 帧 、 程 帧 、 误 指 示 帧 、 载 帧 。 下 面 以  数 远 错 超 数 据 帧 来 说 明 S E J9 9的 报 文 格 式 。 A  1 3   C N2 0 A   . B规 定 了 两 种 报 文 格 式 , 标 准 帧 和  即 扩展 帧 【 。 C N 2 0 2 J A   . 8的 兼 容 性 暗 示 两 种 格 式 的  报 文 用 不 同 格 式 识 别 的 某 种 位 代 码 , 出 现 在 同  能


20 .A和 2 0 . B两 部 分 。 以后 . A 的 货 车 、 车 控  SE 客 制 和 通 信 网 络 小 组 委 员 会 J9 9投 票 通 过 了 将  13 C N作 为 C类 数 据 交 换 网 应 用 于 客 车 、 车 、 A 货 农 
业及 建 筑 车 辆 。 并 且 形 成 了 S E J9 9标 准 。 A   13   S E J9 9是 一 种 高 级 的 C N协 议 标 准 , 对 汽  A  13 A 它 车 内部 E U 的 地 址 配 置 、 名 、 讯 方 式 以 及 报  C 命 通 文 发送 优 先 级 等 都 作 了 明 确 的 规 定 , 且 对 汽 车  并

内 部 各 个 具 体 的 E U通 讯 作 了详 细 的 说 明 。S E C A 
J9 9标 准 更 大 限 度 地 发 挥 了 C N 优 异 的 性 能 。 13 A  

个 网 络 上 。 对 于 这 一 点 ,A  13 S E J9 9也 包 含 了 

C N的 两 种 数 据 帧 格 式 。但 是 ,A  1 3 A S EJ9 9对 标 准  通讯仅仅用扩展 帧 格式 定 义 了一个 完全 的方案 。   并 且 。 A  1 3 S E J9 9设 计 中必 须 用 C N扩 展 帧 格 式 。 A   S E J9 9仅 仅 在 文 献 中 描 述 了标 准 帧 可 以 存 在  A   13
于 C N网 络 。 A  

文 中 将 介 绍 在 S E J9 9标 准 下 的 汽 车 通 讯 报 文  A  13
/ 格 式 , 且 通 过 发 动 机 的 一 个 E U单 元 说 明  帧 并 C J 9 9标 准 下 的 C N数 据 帧 。 13 A  

l 汽 车 中 C N 总 线 系 统 概 述  A
在 汽 车 设 计 中 。 进 一 步 减 少 车 身 线 束 。 便  为 方 故 障 诊 断 , 足 主要 电 子 单 元 或 系 统 间 大 量 数 据  满
信 息 实 时 交 换 的 需 要 , 汽 车 各 方 面 性 能 趋 于 最  使

C N扩 展 格 式 数 据 帧 如 图 1 示 。从 图 中可  A 所

以看 到 , A C N数 据 帧 被 分 为 不 同 的 位 场 : 起 始  帧 场 (O ) 仲 裁 场 、 制 场 、 据 场 、 R SF、 控 数 C C场 、 答  应 场 和帧 结 束 。  

收 稿 日期 : 020.9 2 0 -52   作 者 简 介 : 永 木 ( 96一 )男 ,河 北 定 州 人 , 春 工 业 大 学 硕 士 研 究 生 , 要 从 事 自动 化 应 用 研 究  刘 17 , 长 主

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报 

第 2 4卷 

中能 被 广 播 的 所 有 E U 的 报 文 。 在 J9 9标 准  C 13
_   … 1   , Ⅲ   .- j  tM

下 。要 被 广 播 的 大 多 数 报 文 用 P U D 2格 式 。 用  PU D 2格 式 在 网 络 中 传 输 的 数 据 不 能 被 直 接 到 达 


.一 _

仲裁 场—— _  控 制场+  _. ._ 数据 场 I  

3  2 位
S 标 志   

6  6 I  界   位 4   分符 位 c l
I   l  
O 6  l 5I      ~ 4  l l 2 I  I 7

个 明确 目的地 。 当报 文 必 须 要 直 接 传 送 到 一 个 

0 I 凳lC据 蚓; PG一 个参 数 组 数 ),以址至。于 在 报 文 标 志 符 内 能 包    R      场   lD 数     括 N (专 用 的 目的 地    L
E Et   x. |   ] —_ 4 I     l l 『 1 l l l   l T   8       l l
F  

专 用 E U,必 须 在 P U1格 式 数 的 范 围分 配 一 个  C D

标 志 符 的 最 后 8位 包 含 E U传 送 报 文 的 地  C
图 1 C N扩 展 格 式 数 据 帧    A

址 ( 地 址 S 。对 于 一 个 给 定 的 网络 ,每 一 个  源 A)
地 址 必 须 是 唯 一 的 。 两 个 不 同 的 E U不 能 同 时  C 用 同一 个 地 址 。  

2 1 起 始 场  .

帧 起 始 场 标 志 数 据 帧 的 开 始 , 由 一 显 性 位  它 组 成 , 于 接 收状 态 下 的 C N控 制 器 的硬 同 步 。 用 A  
2 2 仲 裁 场  .

对于 汽 车 中 电 子 控 制 单 元 的 优 先 级 、P , F 
P ,J9 9均 有定 义 。 S 13  
23 控 制 场  .

相 对 于 C N 2 0 S E J9 9对 仲 裁 场 的标  A   . B, A   13
志 符 位 有 更 深 一 层 的 定 义 , 图 2所 示 。 如  
标  符   志 l  位   标 志符  l 8位  

控 制 场 在 C N 2 0 已 被 详 细 定 义 ,它 由 6 A   .B  
个 位 组 成 ,包 括 两 个 保 留 位 r 。 1 1 0,用 于 C N A  协 议 扩展 ,应 发 送 显 性 位 ; 四位 数据 长 度 码 D C L  指 示 数 据 场 数 据 的 长 度 ,在 C N 2 0 A   .B下 ,允 许  的 数 据 长 度 为 0—8 ,在 J9 9下 有 些 不 同 ,下 面  13 将 要论述。  
24 数 据 场  .

S优 先 纫      DU 格式    l F 专用 P     S   0  R DP R D P   DU F P     P ( F  R E   P)   ? ( S  P)

源地 址 

l2    6 7 JJl 3 4l I  7『} I2  I l lb     II 5   llI l 1 5l l I l l 2   JI 2 4 2 6  l   4  I      5 
l3 l  l l 8'  一 位     - *3位  l l    2一   8_ l   8 l   l 位 位   位

当需 要 8位 或 更 少 的 数 据 字 节 传 递 一个 给定 
图 2 J9 9的 2   13 9位 标 志 符 ( A C N扩 展 帧 )  

的 参 数 组 , 么 所 有 C N数 据 帧 的 8个 数 据 字 节  那 A

J9 9用 2 13 9位 标 志 符 ( AN扩 展 帧 ) 提 供 了  C


能 被使 用 。 为 将 来 可 能 被 扩 展 的 所 有 参 数 组 数  ( G 一 般 推 荐 分 配 或 保 留 8个 数 据 字 节 。 这 提  P N)
供 了一 个 容 易 加 参 数 的 方 式 , 和 以 前 仅 仅 定 义  且 数 据 场一 部 分 的 修 订 本 互 相 兼 容 。 一 旦 和 一 个参  数 组 数 相 联 系 的 数 据 字 节 数 目被 指 定 , 据 字 节  数 的数 目就 不 能 被 改 变 。 当 C N 数 据 场 被 用 于 传  A 输 专 用 组 分 功 能 而 需 要 一 些 不 同 的 基 于 C N数  A

个 完全 的 网络定 义 。2 9位 标 志 符 的 前 3位 用 

于在 仲 裁过 程 中决 定 报 文 的 优 先 级 P 。值 0 0是  0
最 高 的 优 先 级 ,高 的 优 先 级 用 于 高 速 要 求 的 报  文 ,低 的 优 先 级 用 于 时 间 要 求 不 紧 迫 的 数 据 。接  下 来 的标 志 符 位 ( R) 是 保 留位 ,在 传 输 报 文 时 

此 位 置 为 0,此 位 留作 将 来 S E委 员 会 定 义 其 它  A
目的使 用 。  

据 场 的解 释 时 , 个 个 体 组 功 能 的 参 数 组 必 须 用  一 相 同 长 度 的 数 据 场 , 为 C N 标 志 符 将 是 一 致  因 A
的。  

标 志 符 接 下 来 的 9位 是 数 据 页 ( P 位 和  D )
P U格 式 ( F 。 P U代 表 协 议 数 据 单 元 。 D D P) D P位  用于选择两 页参 数 组 中的其 中一 页 , 0页 包 含 现  在被定义的所 有 报 文 , 1页 预 备 将 来 额 外 的 扩 展 

当需 要 9个 到 17 5个 数 据 字 节 传 递 一 个 给   8

定 的参 数 组 时 , 据 的 通 讯 通 过 多 重 C N数 据 帧  数 A
完 成 。 因此 , 语 多 重 包 ( lpc e) 于 描 述 这  术 mut akt 用 i 类 参 数 组 数 。 被 定 义 为 多 重 包 的 参 数 组 , 有 不  如 到 9个 数 据 字 节 传 递 在 特 定 实 例 中 , 么 应 在 单  那


能 力 , 0页用 完后 才 被 分 配 。 P 在 F场 识 别 能 被 传 
送 的 两个 P U格 式 。 S R 和 I E位 在 C N 2 0   D R D A   .B

已被 详 细 定 义 , 们 被 置 为 隐性 位 , 使 扩 展 帧 的  它 这
优先级低于标准格 式数据 帧的优先级 。   接 下 来 标 志 符 是 8位 的 P U专 用 ( S 。它  D P)

的 C N数 据 帧 发 送 , L A D C置 为 8 当 一 个 特 殊  。

参 数 组 传 递 9个 或 更 多 数 据 字 节 , 用 “ 送 协 议  使 传 功 能 ” 传 送 协 议 功 能 的 线 路 管 理 性 能 用 于 建 立  。

们由 P F的 值 决 定 。 如 果 P F的 值 在 0与 2 9之 间  3
( D 1 ,P P U ) S场包 含 一 个 目的 地 址 ;如果 P F的 值  在 2 0与 2 5之 间 ( D 2 ,P 4 5 P U ) S场 包 含 一 个 对 P   F

和关 闭 多 重 包 参 数 组 的 通 讯 ; 送 协 议 的 数 据 传  传 递 性 能 用 于 在 一 系 列 包 含 信 息 包 数 据 的 C N 数  A
据 帧 的 数 据 自身 通 讯 。  

的 组 扩 展 。组 扩 展 提 供 更 大 的 一 组 值 以标 识 网 络 

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第 1 期 

刘 永 木 等 :S EJ99标 准 下 的 汽 车 C N 通 讯 报 文 / 格 式   A  13 A 帧

5  5

25 C .  RC场 、 答 场 和 帧 结 束 场  应

按 照 S E J9 9标 准 , E 2数 据 帧 如 下 : A  13 E C   () 裁场 : 1仲  
P+R+DP+P 8 3 R +I F — +S R DE+P 2 I s+S = r 一 +P A  
0 1+0+ 0+ l lf) 1+ 1+0 1 ll + 0+ 0 0 1 0 ̄ 1+O f 0  ̄ = OO0 l  


C C场 、 答 场 和 帧 结 束 场 在 C N 2 0 已  R 应 A   .B

被详 细 定 义 。循 环 冗 余 校 验 C C场 由 l R 5位 C C R 
序 列 及 C C边 界 符 组 成 。 C C范 围 包 括 帧 的 起  R R 始 场 、 裁 场 、 制 场 及 数 据 场 。 C C序 列 的最 高  仲 控 R 有 效 位 被 首 先 发 送 或 接 收 。 C C校 验 对 少 于 1 7 R 2  位 的 帧 是 最佳 的 。 C C边 界 符 为 隐 性 位 。 R   应 答 场 由 应 答 空 隙 和 应 答 分 界 符组 成 。发 送  站 发 出 的 这 两 位 均 为 隐 性 位 , 有 接 收 到 正 确  所 C C序 列 的 节 点 将 在 发 送 节 点 的 应 答 空 隙 上 将 发  R 送 方 的 隐性 位 改 写 为 显 性 位 。 因 此 , 送 节 点 将  发


0l 0 ll 0  00 0 0 l 0 0o 0 = l 0l   l 0l l 0 0o 0l 00 0 0 B  
3 c0 0 3 c 3 0H  

() 据场 : 据 实际情况确 定各字节位 。 2数 根   ( ) 制 场 、 RC场 、 答 场 和 帧 结 束 场 : 据  3控 C 应 根 实 际 情 况确 定 各 字 节 位 。  

例 如 : 传 送 8个 数 据 字 节 , 控 制 场 为 : 若 则  
r l+ 1 + DLC = 0 + 0 + l 0o = 0 0 B = 8H  0 0 0l 0o

直 监 视 总线 信 号 以确 认 网 络 中 至 少 有 一 个 节 点  每 一个 数 据 帧 或 远 程 帧 均 由一 串 7个 隐 性 位 

正确地接 收到信息 。  
的帧 结 束 场结 尾 , 样 , 收 节 点 可 以 正 确 地 检 测  这 接 到 一 个 帧 的结 束 。  

4 结  语 
目前 , 国 内 C N 总 线 的 应 用 很 少 以 S E 在 A A 

J9 9为 协 议 标 准 , 中应 用 J9 9标 准 研 究 汽 车  13 文 13
局 域 网 通讯 , 实 际 工 作 中 , 感 J9 9标 准 的 优  在 深 13 越 性 能 。 随 着 对 C N 总 线 的 研 究 和 应 用 领 域 对  A

3 发 动机 控 制器 数 据 帧 
以 电子 发 动机 控 制 器 #2 E C ) 例 来 说 明  (E2为
S E J9 9标 准 下 的 C N 数 据 帧 。 J9 9对 电 子  A  13 A 13 发 动 机 控 制 器 #2 E C ) 义 如 下 : ( E 2定   电子 发 动 机 控 制 器 #2 E C   :E 2

C N 总 线 的 更 高 要 求 , S E J 9 9标 准 为 协 议  A 以 A   13 的 C N总 线 必 将 得 到 很 大 发 展 , 别 是 在 汽 车 工  A 特
业 , J9 9优 异 的 性 能 , 将 会 得 到 广 泛 的 应  以 13 必
用。  

传输循环速 度 :  
数据长度 :   数据页 :
P U格 式 ( F : D P ) 

5  8 0m  
8个 字 节  0  
20 4 

参考 文献 :  
[] 刘 永 木 , 慧 , 志 勇 .A 1 李 付 C N总 线 系统 节 点 模块 的一 
种 设 计 [ ] 吉 林 工 学 院 学 报 ( 然 科 学 版 )2O 2  J. 自 ,O2,3
( ) 1.8  3 :61 .

P U专 用 ( S : D P )  默认优先级 :  

3   3  

[] 邬宽 明 .A 2  C N总线 原 理 和 应用 系统 设 计 [ . 京 : M] 北  
北 京 航 空 航 天 大 学 出 版 社 ,9 6  19 .

Th   e Me s g / a s a e Fr me F ma   fVe il  m m u ia in   Or to   hce Co nc t   o Ac or ig t  h   c d n  o t e SAE St n a d J  3     a d r    9 9 1
L U  n - u, I Yo g m LI W a g s e g, U  n-h n LIH o g z     n -e

( c o l fEe t c l E e t ncE gn eig C ∞g h nU ies yo  e h oo y lm e u   3 0 2 hn ) S h o    lc ia & l r i n ie r , h c u   nv ri  fT n l 。Cu g h n 10 1 。C ia  o r co   n t c g

Ab t a t sr c :Th  e h l g   ft e CAN  r tc lo   e CAN  0 c t ro  s ar a y v r   t r   nd h s b e   i l  e t c noo y o  h   p o o o  ft   h 2.   r e n i  le d   e y mau e a   a   e n w dey i i

u e  n v r u   e d s d i  a i s f ls.Ho e e , t e mo e a v n e   AE J 9 9 h s amo t n t b e   p l d i  h n   e .T e o i w v r h   r  d a c d S   1 3   a   l s  o   e n a p i   n C i a y t h   e me s g / r me f r t fv h c e c mmu ia in s t f i g S   1 3   a  b e  n r d c d i   i  a e . s a e fa  o ma    e il  o o n c t   a i y n   AE J 9 9 h s e n i t u e  n t s p p r  o s o h Ke wo d y r s:C AN ;S   1 3 AE J 9 9;me s g  o ma ;f me. s a efr t r a  


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