KWP2000协议分析及基于CANoe的开发测试VIP专享VIP免费

第1页共9页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第1页共9页KWP2000协议分析及基于CANoe的开发测试摘要：本文介绍了欧洲汽车领域广泛采用的车载诊断协议KWP2000，针对KWP2000诊断服务在K线（ISO14230）和CAN总线（ISO15765）上的两种实现方式，对协议的核心内容和发展历史进行了较为深入的剖析和对比。本文还介绍了采用Matlab/Simulink/StateFlow进行协议开发的一般流程，以及该协议在Vector公司的CANoe软硬件平台上的应用实现和开过程。关键词：KWP2000，K线，CAN总线，开发，CANoe1前言在汽车故障诊断领域，针对诊断设备和汽车ECU之间的数据交换，各大汽车公司几乎都制订了相关的标准和协议。其中，欧洲汽车领域广泛使用的一种车载诊断协议标准是KWP2000（KeywordProtocol2000），该协议实现了一套完整的车载诊断服务，并且满足E-OBD（EuropeanOnBoardDiagnose）标准。KWP2000最初是基于K线的诊断协议，由于K线物理层和数据链路层在网络管理和通讯速率上的局限性，使得K线无法满足日趋复杂的车载诊断网络的需求。而CAN网络（ControllerAreaNetwork）由于其非破坏性的网络仲裁机制、较高的通讯速率（可达1Mbps）和灵活可靠的通讯方式，在车载网络领域广受青睐，越来越多的汽车制造商把CAN总线应用于汽车控制、诊断和通讯。近年来欧洲汽车领域广泛采用了基于CAN总线的KWP2000，即ISO15765协议，而基于K线的KWP2000物理层和数据链路层协议将逐步被淘汰。在网络协议开发和测试应用方面，美国MathWorks公司和德国Vector公司提供了功能强大的开发和测试工具，可分别用于协议栈源码的开发和ECU测试。2基于K线的KWP2000协议基于K线的KWP2000协议标准主要包括ISO/WD14230-1～14230-4，各部分协议与OSI模型的对应关系如表1所示。表1KWP2000协议与OIS模型的对应关系OSI模型基于K线的KWP2000基于CAN总线的KWP2000应用层ISO14230-3ISO15765-3表述层N/AN/A会话层N/AN/A传输层N/AN/A网络层N/AISO15765-2数据链路层ISO14230-2ISO11898-1物理层ISO14230-1，ISO9141-2用户选择第2页共9页第1页共9页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第2页共9页ISO14230-1规定了KWP2000协议的物理层规范（K线、L线），它在ISO9141-2的基础上把数据交换系统扩展到了24V电压系统。ISO14230-2规定了KWP2000的数据链路层协议，包括报文结构、初始化过程、通讯连接管理、定时参数和错误处理等内容。K线的报文包括报文头、数据域和校验和三部分，其中报文头包含格式字节、目标地址（可选）、源地址（可选）和附加长度信息（可选），如表2所示。表2基于K线的KWP2000报文结构[3]报文头数据域校验和FmtTgt1)Src1)Len1)SId2)..Data2)..CS最长4字节最长255字节1字节1）可选字节，取决于格式字节Fmt的A1A0位2）服务标识符（ServiceID），数据域的第1个字节在开始诊断服务之前，诊断设备必须对ECU进行初始化，通过ECU的响应获取ECU的源地址、通讯波特率、支持的报文头格式、定时参数等信息。ECU所支持的报文头和定时参数信息包含在ECU返回的“关键字（KeyWord）”中（这也是协议命名的由来）。关键字由两个字节构成，如图1所示，关键字的低字节中各位的含义如表3所示。图1关键字格式[3]表3关键字低字节中各位的含义[3]Bit=0=1AL0不支持格式字节中的数据长度信息支持格式字节中的数据长度信息AL1不支持附加长度字节支持附加长度字节HB0不支持一个字节的报文头支持一个字节的报文头HB1不支持在报文头中包含目标地址/源地址支持在报文头中包含目标地址/源地址TP0*)采用正常定时参数设置采用扩展定时参数设置TP1*)采用扩展定时参数设置采用正常定时参数设置*)只允许TP0,TP1=0,1或者1,0诊断设备可以采用两种方式对ECU进行初始化——5Baud初始化和快速初始化，对于这两种初始化的时序在数据链路层协议[3]中均有明确规定。完成初始化过程后，诊断设备和ECU方可进行应用层的诊断服务和响应。ISO14230-3规定了应用层的服务规范，包括诊断管理功能组、数据传输功能组、诊断信息传输功能组、输入/输出控制功能组、远程启动ECU例程功能组、数据上载/下载功能组和扩展功能组。在诊断服务请...