以下內(nèi)容來源于《汽車電子與軟件》

一、引 言

J1939Tp是我學(xué)習(xí)AUTOSAR CP諸多BSW模塊的起點(diǎn)，其分層架構(gòu)完美體現(xiàn)了AUTOSAR規(guī)范的精髓，掌握J(rèn)1939Tp有助于深入理解通信（COM）相關(guān)模塊的程序執(zhí)行過程。

本文依舊從傳統(tǒng)的手工編程入手，講述J1939Tp工具鏈編程的操作步驟，對(duì)模塊的內(nèi)部機(jī)理僅做簡單介紹，感興趣的讀者可參考相應(yīng)AUTOSAR規(guī)范。

二、J1939Tp模塊介紹

美國汽車工程師協(xié)會(huì)（SAE）制定的主要針對(duì)商用車的CAN總線通訊協(xié)議，其基于CAN 2.0B協(xié)議。

表2-1列出了J1939協(xié)議的主要內(nèi)容和對(duì)應(yīng)文檔。

表2-1: J1939內(nèi)容和參考資料匯總

表中的“SAE J1939-21”描述了數(shù)據(jù)鏈路和傳輸層，包括2種傳輸協(xié)議類型：BAM用于廣播消息，CMDT用于點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接。

J1939Tp為“SAE J1939-21”在AUTOSAR架構(gòu)中的實(shí)現(xiàn)，主要完成下列功能。

（1）直接或分段發(fā)送數(shù)據(jù)

（2）直接或重組接收數(shù)據(jù)

（3）數(shù)據(jù)流控制

（4）超時(shí)管理

（5）分段和組包過程中的錯(cuò)誤檢測(cè)

2.1 數(shù)據(jù)鏈路層

數(shù)據(jù)鏈路層為物理連接之間提供可靠的數(shù)據(jù)傳輸，包括發(fā)送CAN數(shù)據(jù)幀所必須的同步、順序控制、出錯(cuò)控制和流控制。本節(jié)主要介紹數(shù)據(jù)分段收發(fā)過程。

傳輸多于8字節(jié)的數(shù)據(jù)須采用多幀傳輸機(jī)制，即采用多包報(bào)文，在連接管理報(bào)文的協(xié)調(diào)下進(jìn)行多幀傳輸。

長度大于8字節(jié)的報(bào)文無法用單個(gè)CAN數(shù)據(jù)幀來裝載。因此，它們必須被拆分為若干個(gè)小的數(shù)據(jù)包，然后使用單個(gè)的數(shù)據(jù)幀對(duì)其逐一傳送。而接收方必須能夠接收這些單個(gè)的數(shù)據(jù)幀，然后解析各個(gè)數(shù)據(jù)包并重組成原始的信息。

CAN數(shù)據(jù)幀包含一個(gè)8字節(jié)的數(shù)據(jù)域。由于組成長信息的單個(gè)數(shù)據(jù)包必須能被識(shí)別出來以便正確重組，因此把數(shù)據(jù)域的首字節(jié)定義為數(shù)據(jù)包的序列編號(hào)。每個(gè)數(shù)據(jù)包都會(huì)被分配到一個(gè)從1到255的序列編號(hào)。由此可知，多幀傳輸最大的數(shù)據(jù)長度是（255包×7字節(jié)/包=）1785字節(jié)(雖然協(xié)議理論上支持1785 字節(jié)，但大多數(shù) ECU 實(shí)際不會(huì)發(fā)送如此大長度，可能因內(nèi)存或總線負(fù)載需限制更小最大長度)。

序列編號(hào)是在數(shù)據(jù)拆裝時(shí)分配給每個(gè)數(shù)據(jù)包，然后通過網(wǎng)絡(luò)傳送給接收方。接收方接收后，利用這些編號(hào)把數(shù)據(jù)包重組成原始信息。

序列編號(hào)從1開始，依次分配給每個(gè)數(shù)據(jù)包，直到整個(gè)數(shù)據(jù)都被拆裝和傳送完畢。這些數(shù)據(jù)包從編號(hào)為1的數(shù)據(jù)包開始按編號(hào)的遞增順序發(fā)送。

第一個(gè)數(shù)據(jù)傳送包包含序列編號(hào)1 和字符串的頭7個(gè)字節(jié)，其后的7個(gè)字節(jié)跟隨序列編號(hào)2存放在另一個(gè)CAN數(shù)據(jù)幀中，再隨后的7個(gè)字節(jié)與編號(hào)3一起，直到原始信息中所有的字節(jié)都被存放到CAN數(shù)據(jù)幀中并被傳送。

傳送的每個(gè)數(shù)據(jù)包（除了傳送隊(duì)列中的最后一個(gè)數(shù)據(jù)包）都裝載著原始數(shù)據(jù)中的7個(gè)字節(jié)。而最后一個(gè)數(shù)據(jù)包的數(shù)據(jù)域的8個(gè)字節(jié)包含：數(shù)據(jù)包的序列編號(hào)和參數(shù)組至少一個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)，余下未使用的字節(jié)全部設(shè)置為“0xFF”。

數(shù)據(jù)包被順序接收。按照序列編號(hào)的順序把多包消息的數(shù)據(jù)包重新組合成一多字節(jié)字符串。這個(gè)字符串被作為長信息的應(yīng)答傳送給應(yīng)用程序模塊。

2.2 協(xié)議數(shù)據(jù)單元

協(xié)議數(shù)據(jù)單元由七部分組成，分別是優(yōu)先級(jí)、保留位、數(shù)據(jù)頁、PDU格式、PDU特定域（可作為目標(biāo)地址、組擴(kuò)展或?qū)Ｓ茫⒃吹刂泛蛿?shù)據(jù)域。PDU被封裝在一個(gè)或多個(gè)CAN數(shù)據(jù)幀中，通過物理介質(zhì)傳送到其他網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。每個(gè)CAN數(shù)據(jù)幀只能有一個(gè)PDU。

其中，優(yōu)先權(quán)、擴(kuò)展數(shù)據(jù)頁、數(shù)據(jù)頁、PDU格式、PDU特定域和源地址構(gòu)成29位標(biāo)志符；擴(kuò)展數(shù)據(jù)頁、數(shù)據(jù)頁、PDU格式和PDU特定域構(gòu)成參數(shù)組編號(hào)PGN；整體構(gòu)成協(xié)議數(shù)據(jù)單元PDU。

2.2.1 請(qǐng)求PGN報(bào)文

定義：用于從一個(gè)或多個(gè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備請(qǐng)求參數(shù)組

傳輸速率：用戶子定義，推薦每秒請(qǐng)求不多于2或3次

數(shù)據(jù)長度：3字節(jié)

數(shù)據(jù)頁：0

PDU格式：0xEA

PDU特定域：目標(biāo)地址（全局或特定）

缺省優(yōu)先級(jí)：0x06

參數(shù)組編號(hào)：0xEA00

參數(shù)定義：

0-2字節(jié)：被請(qǐng)求的參數(shù)組編號(hào)

對(duì)于特定目標(biāo)地址的請(qǐng)求，目標(biāo)地址必須做出響應(yīng)。如果目標(biāo)地址不支持請(qǐng)求的PGN，也必須發(fā)出一個(gè)NACK的響應(yīng)以表明它不支持該P(yáng)GN。有些PGN是多包的，因此一個(gè)單幀請(qǐng)求的響應(yīng)可能有多個(gè)CAN數(shù)據(jù)幀。如果是全局請(qǐng)求，當(dāng)一個(gè)節(jié)點(diǎn)不支持某個(gè)PGN時(shí)，不能發(fā)出NACK響應(yīng)。

2.2.2 確認(rèn)報(bào)文

定義：用來提供發(fā)送方與接收方之間的握手機(jī)制

傳輸速率：收到需要此類型的確認(rèn)的PGN時(shí)

數(shù)據(jù)長度：8字節(jié)

數(shù)據(jù)頁：0

PDU格式：0xE8

PDU特定域：目標(biāo)地址 = 全局（0xFF）

缺省優(yōu)先級(jí)：0x06

參數(shù)組編號(hào)：0xE800

參數(shù)定義：

0字節(jié)：控制字節(jié)。0表示肯定確認(rèn)（ACK）；1表示否定確認(rèn)（NACK）；2表示拒絕訪問；3表示無法響應(yīng)

1字節(jié)：組功能值（若適用）

2-4字節(jié)：0xFF

5-7字節(jié)：被請(qǐng)求報(bào)文的參數(shù)組編號(hào)

2.2.3 連接管理報(bào)文（TP.CM）

定義：用于9字節(jié)及以上數(shù)據(jù)參數(shù)組的傳輸

傳輸速度：由傳送的參數(shù)組編號(hào)決定

數(shù)據(jù)長度：8字節(jié)

數(shù)據(jù)頁：0

PDU格式：0xEC

PDU特定域：目標(biāo)地址

缺省優(yōu)先級(jí)：0x07

參數(shù)組編號(hào)：0xEC00

參數(shù)定義：第0字節(jié)為控制字，其它字節(jié)的定義依賴于第0字節(jié)控制字的值

（1）連接模式下的請(qǐng)求發(fā)送（TP.CM_RTS）：指定目標(biāo)地址

0字節(jié)：0x10，指定目標(biāo)地址的請(qǐng)求發(fā)送（RTS）

1-2字節(jié)：整個(gè)報(bào)文大小的字節(jié)數(shù)

3字節(jié)：全部數(shù)據(jù)包數(shù)

4字節(jié)：每次CTS 中允許發(fā)送的最大幀數(shù)（Packets per block）

5-7字節(jié)：PGN（Parameter Group Number）

打包報(bào)文的參數(shù)組編號(hào)

（2）連接模式下的準(zhǔn)許發(fā)送（TP.CM_CTS）：指定目標(biāo)地址

0字節(jié)：0x11，指定目標(biāo)地址的準(zhǔn)許發(fā)送（CTS）

1字節(jié)：可發(fā)送的數(shù)據(jù)包數(shù)

2字節(jié)：下一個(gè)要發(fā)送的數(shù)據(jù)包編號(hào)

3-4字節(jié)：保留 (通常 0xFF)

5-7字節(jié)：PGN打包報(bào)文的參數(shù)組編號(hào)

（3）報(bào)文結(jié)束應(yīng)答

（TP.CM_EndofMsgAck）：指定目標(biāo)地址

0字節(jié)：0x13，報(bào)文結(jié)束應(yīng)答

1-2字節(jié)：整個(gè)報(bào)文的字節(jié)數(shù)

3字節(jié)：全部數(shù)據(jù)包個(gè)數(shù)

4字節(jié)：0xFF

5-7字節(jié)：打包報(bào)文的參數(shù)組編號(hào)

（4）放棄連接（TP.CM_Abort）：指定目標(biāo)地址

0字節(jié)：0xFF，放棄連接

1-4字節(jié)：0xFF

5-7字節(jié)：打包報(bào)文的參數(shù)組編號(hào)

（5）廣播公告報(bào)文（TP.CM_BAM）：全局目標(biāo)地址

0字節(jié)：0x20，廣播公告報(bào)文（BAM）

1-2字節(jié)：整個(gè)報(bào)文的字節(jié)數(shù)

3字節(jié)：全部數(shù)據(jù)包數(shù)

4字節(jié)：0xFF

5-7字節(jié)：打包報(bào)文的參數(shù)組編號(hào)

2.2.4 數(shù)據(jù)發(fā)送報(bào)文

定義：用于9字節(jié)及以上數(shù)據(jù)參數(shù)組的傳輸

傳輸速度：由傳送的參數(shù)組編號(hào)決定

數(shù)據(jù)長度：8字節(jié)

數(shù)據(jù)頁：0

PDU格式：0xEB

PDU特定域：目標(biāo)地址

缺省優(yōu)先級(jí)：0x07

參數(shù)組編號(hào)：0xEB00

參數(shù)定義：

0字節(jié)：數(shù)據(jù)包編號(hào)

1-7字節(jié)：報(bào)文數(shù)據(jù)

三、手寫代碼實(shí)現(xiàn)方法

下面簡要介紹J1939數(shù)據(jù)鏈路層手工編程的實(shí)現(xiàn)要點(diǎn)。

3.1 多幀傳輸機(jī)制—接收

接收多于8字節(jié)的數(shù)據(jù)流有單播（特定目標(biāo)地址）和廣播（全局目標(biāo)地址）兩種情況，下面分別進(jìn)行說明。

3.1.1 單播方式

單播方式接收多于8字節(jié)的數(shù)據(jù)流按照下列步驟進(jìn)行。

（1）接收發(fā)送方的“連接模式下的請(qǐng)求發(fā)送（TP.CM_RTS）：指定目標(biāo)地址”報(bào)文

收到這類報(bào)文后，首先檢查其是否同時(shí)滿足下面兩個(gè)條件，若滿足繼續(xù)下面的操作。

·參數(shù)組編號(hào)為0xD700或符合本地指定CA的要求（參數(shù)組編號(hào)、發(fā)送CA的地址或名字）

·接收到的“整個(gè)報(bào)文的字節(jié)數(shù)”和“全部數(shù)據(jù)包數(shù)”匹配

該檢查通過后，獲取CAN接收控制節(jié)點(diǎn)并對(duì)其初始化，再將該節(jié)點(diǎn)設(shè)置為“分段接收起始狀態(tài)”。

若在上述過程中出現(xiàn)了任何異常，發(fā)送“放棄連接（TP.CM_Abort）：指定目標(biāo)地址”報(bào)文。

（2）回發(fā)“連接模式下的準(zhǔn)許發(fā)送（TP.CM_CTS）：指定目標(biāo)地址”報(bào)文

在接收并處理RTS報(bào)文之后進(jìn)行，要求對(duì)方一次性將數(shù)據(jù)發(fā)完。報(bào)文發(fā)送成功后將對(duì)應(yīng)CAN接收控制節(jié)點(diǎn)設(shè)置為“連續(xù)接收”狀態(tài)。

（3）接收并整合數(shù)據(jù)

連續(xù)接收PGN為0xEB00的包并將有效數(shù)據(jù)依次存放到相應(yīng)CAN接收控制節(jié)點(diǎn)中，待報(bào)文中的所有數(shù)據(jù)接收完畢后，發(fā)送“報(bào)文結(jié)束應(yīng)答（TP.CM_EndofMsgAck）：指定目標(biāo)地址”并將對(duì)應(yīng)CAN接收控制節(jié)點(diǎn)設(shè)置為“接收終止”狀態(tài)。

數(shù)據(jù)接收過程中須滿足以下幾個(gè)要求，否則將發(fā)送“放棄連接（TP.CM_Abort）：指定目標(biāo)地址”報(bào)文并將對(duì)應(yīng)CAN接收控制節(jié)點(diǎn)設(shè)置為“接收終止”狀態(tài)。

·數(shù)據(jù)包編號(hào)正確

·收到相鄰兩個(gè)數(shù)據(jù)包的時(shí)間間隔小于750ms

·發(fā)送CTS消息到收到第1個(gè)數(shù)據(jù)包的時(shí)間間隔小于1250ms

（4）處理接收到的報(bào)文

根據(jù)接收?qǐng)?bào)文的參數(shù)組編號(hào)對(duì)其做出相應(yīng)處理并將對(duì)應(yīng)CAN接收控制節(jié)點(diǎn)還原。

3.1.2 廣播方式

廣播方式接收多于8字節(jié)的數(shù)據(jù)流按照下列步驟進(jìn)行。

（1）接收發(fā)送方的“廣播公告報(bào)文（TP.CM_BAM）：全局目標(biāo)地址”

收到這類報(bào)文后，首先檢查其是否同時(shí)滿足下面三個(gè)條件，若滿足繼續(xù)下面的操作。

·參數(shù)組編號(hào)為0xFED8或符合本地任何一個(gè)CA的要求（參數(shù)組編號(hào)、發(fā)送CA的地址或名字）

·目標(biāo)地址為0xFF且源地址與接收?qǐng)?bào)文匹配的CAN接收控制節(jié)點(diǎn)不存在

·接收到的“整個(gè)報(bào)文的字節(jié)數(shù)”和“全部數(shù)據(jù)包數(shù)”匹配

該檢查通過后，獲取CAN接收控制節(jié)點(diǎn)并對(duì)其初始化，再將該節(jié)點(diǎn)設(shè)置為“連續(xù)接收”狀態(tài)。

（2）接收并整合數(shù)據(jù)

連續(xù)接收PGN為0xEB00的包并將有效數(shù)據(jù)依次存放到相應(yīng)CAN接收控制節(jié)點(diǎn)中，待報(bào)文中的所有數(shù)據(jù)接收完畢后，將對(duì)應(yīng)CAN接收控制節(jié)點(diǎn)設(shè)置為“接收終止”狀態(tài)。

數(shù)據(jù)接收過程中須滿足以下幾個(gè)要求，否則將對(duì)應(yīng)CAN接收控制節(jié)點(diǎn)設(shè)置為“接收終止”狀態(tài)。

·數(shù)據(jù)包編號(hào)正確

·收到相鄰兩幀數(shù)據(jù)的時(shí)間間隔小于750ms

（3）處理接收到的報(bào)文

根據(jù)接收?qǐng)?bào)文的參數(shù)組編號(hào)對(duì)其做出相應(yīng)處理并將對(duì)應(yīng)CAN接收控制節(jié)點(diǎn)還原。

3.2 多幀傳輸機(jī)制-發(fā)送

發(fā)送多于8字節(jié)的數(shù)據(jù)流有單播（特定目標(biāo)地址）和廣播（全局目標(biāo)地址）兩種情況，下面分別進(jìn)行說明。

3.2.1 單播方式

單播方式發(fā)送多于8字節(jié)的數(shù)據(jù)流按照下列步驟進(jìn)行。

（1）準(zhǔn)備工作

獲取一個(gè)CAN發(fā)送控制節(jié)點(diǎn)，將其初始化并設(shè)置為“初始狀態(tài)”。

（2）發(fā)送“連接模式下的請(qǐng)求發(fā)送（TP.CM_RTS）：指定目標(biāo)地址”報(bào)文

該報(bào)文發(fā)送成功后將對(duì)應(yīng)CAN發(fā)送控制節(jié)點(diǎn)設(shè)置為“準(zhǔn)許發(fā)送等待狀態(tài)”。

（3）接收“連接模式下的準(zhǔn)許發(fā)送（TP.CM_CTS）：指定目標(biāo)地址”報(bào)文

發(fā)送RTS后的1250ms內(nèi)必須收到此報(bào)文，否則將發(fā)送“放棄連接（TP.CM_Abort）：指定目標(biāo)地址”報(bào)文并將對(duì)應(yīng)CAN發(fā)送控制節(jié)點(diǎn)設(shè)置為“發(fā)送終止”狀態(tài)。

這里稱“可發(fā)送的數(shù)據(jù)包數(shù)”為0的CTS為“保持連接報(bào)文”，接收到此類報(bào)文后的1050ms內(nèi)必須再次收到CTS，否則也將發(fā)送Abort報(bào)文并將對(duì)應(yīng)CAN發(fā)送控制節(jié)點(diǎn)設(shè)置為“發(fā)送終止”狀態(tài)。

注意：如果Abort報(bào)文發(fā)送失敗，須將對(duì)應(yīng)CAN發(fā)送控制節(jié)點(diǎn)設(shè)置為“放棄連接報(bào)文發(fā)送”狀態(tài)，這樣下一個(gè)周期將再次發(fā)送Abort報(bào)文。

如果在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)收到正確的CTS且其“可發(fā)送的數(shù)據(jù)包數(shù)”不為0，則發(fā)送第一個(gè)數(shù)據(jù)幀，同時(shí)將對(duì)應(yīng)CAN發(fā)送控制節(jié)點(diǎn)設(shè)置為“連續(xù)發(fā)送”狀態(tài)。

（4）連續(xù)發(fā)送數(shù)據(jù)

程序?qū)⒚總€(gè)發(fā)出的數(shù)據(jù)幀添加至CAN接收處理緩沖區(qū)，該操作完成后才繼續(xù)發(fā)送下一個(gè)數(shù)據(jù)幀，直到本次CTS要求的數(shù)據(jù)包全部發(fā)完為止。在此過程中連續(xù)兩個(gè)數(shù)據(jù)幀的發(fā)送時(shí)間間隔不能超過750ms，否則將發(fā)送Abort報(bào)文并將對(duì)應(yīng)CAN發(fā)送控制節(jié)點(diǎn)設(shè)置為“發(fā)送終止”狀態(tài)。

在連續(xù)發(fā)送數(shù)據(jù)的過程中不允許接收到除“保持連接報(bào)文”之外的CTS（收到此類報(bào)文后應(yīng)停止數(shù)據(jù)幀的發(fā)送轉(zhuǎn)而等待下一個(gè)CTS），否則也將發(fā)送Abort報(bào)文并將對(duì)應(yīng)CAN發(fā)送控制節(jié)點(diǎn)設(shè)置為“發(fā)送終止”狀態(tài)。

本次CTS要求的數(shù)據(jù)包發(fā)送完畢后，將對(duì)應(yīng)CAN發(fā)送控制節(jié)點(diǎn)設(shè)置為“準(zhǔn)許發(fā)送等待狀態(tài)”，然后重復(fù)（3）和（4）的步驟，直到所有數(shù)據(jù)發(fā)送完成。這時(shí)將對(duì)應(yīng)CAN發(fā)送控制節(jié)點(diǎn)設(shè)置為“報(bào)文結(jié)束應(yīng)答等待狀態(tài)”。

（5）接收“報(bào)文結(jié)束應(yīng)答（TP.CM_EndofMsgAck）：指定目標(biāo)地址”

發(fā)送最后一個(gè)數(shù)據(jù)幀后的1250ms內(nèi)必須收到此報(bào)文，否則將發(fā)送Abort報(bào)文并將對(duì)應(yīng)CAN發(fā)送控制節(jié)點(diǎn)設(shè)置為“發(fā)送終止”狀態(tài)。如果EndofMsgAck的“整個(gè)報(bào)文大小的字節(jié)數(shù)”和“全部數(shù)據(jù)包數(shù)”匹配，說明發(fā)送圓滿完成，此時(shí)將對(duì)應(yīng)CAN發(fā)送控制節(jié)點(diǎn)設(shè)置為“發(fā)送終止”狀態(tài)并還原該節(jié)點(diǎn)。

3.2.2 廣播方式

廣播方式發(fā)送多于8字節(jié)的數(shù)據(jù)流按照下列步驟進(jìn)行。

（1）準(zhǔn)備工作

獲取一個(gè)CAN發(fā)送控制節(jié)點(diǎn)，將其初始化并設(shè)置為“初始狀態(tài)”。

（2）自發(fā)自收“廣播公告報(bào)文（TP.CM_BAM）：全局目標(biāo)地址”

發(fā)送BAM并將對(duì)應(yīng)CAN發(fā)送控制節(jié)點(diǎn)設(shè)置為“廣播公告報(bào)文等待狀態(tài)”。如果在之后的750ms內(nèi)接收到自發(fā)的BAM，將節(jié)點(diǎn)設(shè)置為“連續(xù)發(fā)送”狀態(tài)，并在50ms后啟動(dòng)數(shù)據(jù)幀發(fā)送；否則將節(jié)點(diǎn)設(shè)置為“發(fā)送終止”狀態(tài)。

（3）連續(xù)發(fā)送數(shù)據(jù)

每個(gè)發(fā)出的數(shù)據(jù)幀都將被接收并添加至CAN接收處理緩沖區(qū)，該操作完成后延時(shí)50ms才繼續(xù)發(fā)送下一個(gè)數(shù)據(jù)幀，直到全部數(shù)據(jù)包發(fā)完為止。每個(gè)數(shù)據(jù)幀發(fā)送和接收的時(shí)間間隔不能超過750ms，在此過程中對(duì)應(yīng)CAN發(fā)送控制節(jié)點(diǎn)處于“數(shù)據(jù)報(bào)文等待狀態(tài)”。

當(dāng)所有數(shù)據(jù)包發(fā)送完成或出現(xiàn)任何異常時(shí)，將對(duì)應(yīng)CAN發(fā)送控制節(jié)點(diǎn)設(shè)置為“發(fā)送終止”狀態(tài)并還原該節(jié)點(diǎn)。

3.3 請(qǐng)求PGN報(bào)文

這里主要介紹接收到“請(qǐng)求PGN”報(bào)文時(shí)的處理方式，被請(qǐng)求的參數(shù)組編號(hào)分為“0xEE00”和“其它”兩類。

3.3.1 請(qǐng)求PGN為0xEE00的參數(shù)組

收到此種報(bào)文后將對(duì)本地所有CA的狀態(tài)進(jìn)行判斷，對(duì)于已經(jīng)成功聲明過地址的CA，立即發(fā)送“地址聲明報(bào)文”；對(duì)于狀態(tài)異常的CA，在0-153ms的隨機(jī)時(shí)間后發(fā)送“不能聲明地址報(bào)文”。

3.3.2 請(qǐng)求PGN為非0xEE00的參數(shù)組

如果請(qǐng)求參數(shù)組的PGN和SA滿足本地CA的要求，發(fā)送“肯定確認(rèn)”報(bào)文；否則發(fā)送“拒絕訪問”報(bào)文（僅限于特定目標(biāo)地址）。

四、AUTOSAR工具鏈實(shí)現(xiàn)方法

下面描述J1939數(shù)據(jù)鏈路層工具鏈實(shí)現(xiàn)的基本步驟，整個(gè)過程在ETAS的ISOLAR_AB 4.0和EB公司的EB Tresos工具下完成。

4.1 模塊介紹

下面介紹J1939Tp的設(shè)計(jì)步驟和目標(biāo)。

4.1.1 設(shè)計(jì)步驟

J1939Tp設(shè)計(jì)主要在ISOLAR-AB環(huán)境下進(jìn)行。

（1）ARXML創(chuàng)建

在ISOLAR-AB中創(chuàng)建J1939Tp_EcucValues.arxml文件，再在其中創(chuàng)建如表4-1所示的AR Package。

表4-1: ARXML文件內(nèi)容

（2）模塊配置

依次配置Can、EcuC、J1939DcmCDD、PduR、CanIf、J1939Tp模塊（如表4-2所列），圖4-1為不同模塊間的層級(jí)關(guān)系。

表 4-2: ARXML文件內(nèi)容

圖 4-1: J1939Tp相關(guān)模塊層級(jí)關(guān)系

4.1.2 設(shè)計(jì)目標(biāo)

本文實(shí)現(xiàn)符合J1939協(xié)議的多字節(jié)發(fā)送和接收的協(xié)議棧。

（1）數(shù)據(jù)發(fā)送

發(fā)送一幀18字節(jié)的數(shù)據(jù)，如圖4-2所示。

圖 4-2: 多字節(jié)數(shù)據(jù)發(fā)送執(zhí)行結(jié)果

（2）數(shù)據(jù)接收

實(shí)時(shí)接收一幀數(shù)據(jù)并將其存儲(chǔ)至緩沖區(qū)中，如圖4-3所示。

圖 4-3: 多字節(jié)數(shù)據(jù)接收?qǐng)?zhí)行結(jié)果

4.2 J1939Tp模塊創(chuàng)建和通用配置

首先需要在ISOLAR-B中創(chuàng)建J1939Tp模塊及其ARXML文件，再對(duì)其進(jìn)行“通用配置”，這是后續(xù)一系列配置操作的基礎(chǔ)。

4.2.1 J1939Tp模塊創(chuàng)建

按照?qǐng)D4-4和圖4-5所示的步驟創(chuàng)建J1939Tp模塊。

圖 4-4: J1939Tp模塊創(chuàng)建啟動(dòng)

圖 4-5: J1939Tp模塊創(chuàng)建操作

下面對(duì)J1939Tp模塊創(chuàng)建過程做幾點(diǎn)說明。

（1）AR Package路徑現(xiàn)階段必須為“/ETAS_Project/...”，否則在生成“RTA-BSW”后程序工程的許多配置項(xiàng)需要手動(dòng)修改；后續(xù)新建ISOLAR-AB項(xiàng)目可嘗試將該路徑改為“/Foton_Project/...”。

（2）新建的ARXML文件存儲(chǔ)至“StaticCfg”文件夾下，圖3-2中步驟④和⑤的次序不能改變。

4.2.2 J1939Tp通用配置

按照?qǐng)D4-6所示進(jìn)入J1939Tp通用配置界面，表4-3為其配置情況。

圖 4-6: J1939Tp通用配置界面進(jìn)入

表 4-3: J1939Tp通用參數(shù)配置

4.3 Can配置

Can模塊執(zhí)行硬件操作并為上層模塊提供與硬件無關(guān)的API接口。唯一一個(gè)能訪問Can模塊的上層模塊是CanIf模塊。

4.3.1 Can模塊創(chuàng)建

按照?qǐng)D4-7和圖4-8所示創(chuàng)建Can模塊，用于J1939Tp模塊相關(guān)報(bào)文的配置。

圖 4-7: Can模塊創(chuàng)建啟動(dòng)

圖 4-8: Can模塊創(chuàng)建配置

這樣在ISOLAR-B中出現(xiàn)了2個(gè)Can模塊（可能需要刷新操作），如圖4-9所示。

圖 4-9: Can模塊創(chuàng)建后的效果

（1）統(tǒng)一路徑操作

從圖4-9可以看出，CanEcucValues.arxml和J1939Tp_EcucValues.arxml中各有一個(gè)Can模塊，為統(tǒng)一配置，須將兩者的路徑設(shè)定為一致，這個(gè)操作在“AUTOSAR Explorer”中完成，具體參見圖4-10和圖4-11。

圖 4-10: 進(jìn)入”AUTOSAR Explorer”的操作

圖 4-11: 在J1939Tp_EcucValues.arxml中創(chuàng)建Ar Package

將新建的“Ar Package”命名為“Can”，并將前面創(chuàng)建的Can模塊拖入其中，執(zhí)行效果如圖4-12所示。

圖 4-12: Can模塊路徑更改執(zhí)行效果

（2）多余配置項(xiàng)刪除

原有Can模塊的配置參數(shù)存放在CanEcucValues.arxml中，新創(chuàng)建Can模塊的配置參數(shù)存放在J1939Tp_EcucValues.arxml中，它們分別為Can模塊的一部分。為防止BSW代碼生成時(shí)產(chǎn)生重復(fù)性錯(cuò)誤，需要把新創(chuàng)建Can模塊下的“CanConfigSet”和“CanGeneral”刪除，如圖4-13所示。

圖 4-13: Can模塊多余配置項(xiàng)刪除

（3）配置文件選擇

在配置Can模塊的參數(shù)時(shí)，雙擊“Can “Can” [CanEcucValues.arxml]”配置將改變CanEcucValues.arxml的內(nèi)容，雙擊“Can “Can” [J1939Tp_EcucValues.arxml]”配置將改變J1939Tp_EcucValues.arxml的內(nèi)容。由于本文希望將J1939Tp相關(guān)的配置存放在J1939Tp_EcucValues.arxml中，故需要雙擊“Can “Can” [J1939Tp_EcucValues.arxml]”來配置Can模塊。

4.3.2 添加和配置硬件對(duì)象

添加J1939通信所需的3個(gè)“CanHardwareObjects”，如表4-4所列。

表4-4: CAN硬件對(duì)象

圖4-14為添加Can硬件對(duì)象的方法，表4-5、表4-6和表4-7分別列出各硬件對(duì)象的配置參數(shù)。

圖4-14: Can硬件對(duì)象添加方法

表4-5:連接管理報(bào)文接收硬件對(duì)象配置

表 4-6: 數(shù)據(jù)傳輸報(bào)文接收硬件對(duì)象配置

? 4-7:?連接管理報(bào)文或數(shù)據(jù)傳輸報(bào)文發(fā)送硬件對(duì)象配置 ?

4.4 Ecuc配置

在ECU配置時(shí)有一些信息需要多個(gè)BSW模塊共享，在不好確定這些共享信息屬于哪個(gè)模塊的情況下，使用虛擬Ecuc模塊來進(jìn)行ECU配置參數(shù)定義。

4.4.1 Ecuc模塊創(chuàng)建

按照?qǐng)D4-15和圖4-16所示創(chuàng)建Ecuc模塊，用于添加和配置J1939通信所用到的協(xié)議數(shù)據(jù)單元。

圖 4-15: Ecuc模塊創(chuàng)建啟動(dòng)

圖 4-16: Ecuc模塊創(chuàng)建配置

后續(xù)需要依次進(jìn)行Ecuc模塊的多余配置項(xiàng)刪除和配置文件選擇（無需統(tǒng)一路徑操作），這些步驟與前文的Can模塊操作基本相同。

4.4.2 添加和配置協(xié)議數(shù)據(jù)單元

添加J1939通信所需的8個(gè)“Pdus”，如表4-8所列。圖4-17繪制出這些協(xié)議數(shù)據(jù)單元的功用。

表 4-8: Ecuc模塊須添加的協(xié)議數(shù)據(jù)單元

圖 4-17: Ecuc創(chuàng)建協(xié)議數(shù)據(jù)單元功用示意圖

圖4-18為添加Pdus的方法，表4-9、表4-10、表4-11、表4-12、表4-13、表4-14、表4-15和表4-16分別列出各協(xié)議數(shù)據(jù)單元的配置參數(shù)。

圖 4-18: Ecuc協(xié)議數(shù)據(jù)單元添加方法

表 4-9: 發(fā)送連接管理幀從J1939Tp到CanIf配置

表4-10: 發(fā)送數(shù)據(jù)傳輸幀從J1939Tp到CanIf配置

表4-11: 發(fā)送幀從PduR到J1939Tp配置

表4-12: 發(fā)送幀從J1939Dcm到PudR配置

表4-13: 接收連接管理幀從CanIf到J1939Tp配置

表4-14: 接收數(shù)據(jù)傳輸幀從CanIf到J1939Tp配置

表4-15: 接收幀從J1939Tp到PduR配置

表4-16: 接收幀從PduR到J1939Dcm配置

4.5 J1939DcmCDD配置

J1939DcmCDD模塊用于測(cè)試J1939協(xié)議棧，即多于8字節(jié)數(shù)據(jù)的收發(fā)。

4.5.1 Cdd模塊創(chuàng)建

按照?qǐng)D4-19和圖4-20所示創(chuàng)建Cdd模塊，并將其更名為J1939DcmCDD。

圖 4-19: Cdd模塊創(chuàng)建啟動(dòng)

圖 4-20: Cdd模塊創(chuàng)建配置

為剛剛創(chuàng)建的Cdd模塊添加“CddComStackContribution -> CddPduRUpperLayerContribution”，再配置RxPdu和TxPdu各1個(gè)。

4.5.2 通信棧分配配置

Cdd模塊的配置參數(shù)如表4-17所列。

表 4-17: J1939DcmCDD通信棧分配配置

4.6 PduR配置

PDU路由器模塊為I-PDUs的路由提供服務(wù)。

4.6.1 PduR模塊創(chuàng)建

按照?qǐng)D4-21和圖4-22所示創(chuàng)建PduR模塊。

圖 4-21: PduR模塊創(chuàng)建啟動(dòng)

圖 4-22: PduR模塊創(chuàng)建配置

后續(xù)需要依次進(jìn)行PduR模塊的多余配置項(xiàng)刪除和配置文件選擇（無需統(tǒng)一路徑操作），這些步驟與前文的Can模塊操作基本相同。

4.6.2 Bsw模塊配置

需要對(duì)PduR上層或下層的BSW模塊（與PduR有接口）進(jìn)行配置，這里添加J1939Tp和J1939DcmCDD兩個(gè)模塊，圖4-23為BSW模塊的添加方法。

圖 4-23: PduR相關(guān)BSW模塊添加

J1939Tp和J1939DcmCDD模塊的配置方法如表4-18和表4-19所列

表 4-18: J1939Tp模塊配置

表4-19: J1939DcmCDD模塊配置

4.6.3 PduR路由路徑配置

這里配置J1939DcmCDD和J1939Tp收發(fā)2個(gè)路由路徑，如圖4-24所示。

圖 4-24: J1939DcmCDD和J1939Tp路由路徑

圖4-25為PduR添加路由路徑的方法，表4-20和表4-21為收發(fā)2個(gè)方向的路由配置參數(shù)。

圖 4-25: PduR路由路徑添加

表 4-20: 發(fā)送路由路徑配置

表4-21: NPDU接收路由路徑配置

4.7 CanIf配置

CanIf模塊位于底層CAN設(shè)備驅(qū)動(dòng)和上層通信服務(wù)層之間，提供CAN驅(qū)動(dòng)服務(wù)向上層通信層的接口。

4.7.1 CanIf模塊創(chuàng)建

按照?qǐng)D4-26和圖4-27所示創(chuàng)建CanIf模塊。

圖 4-26: CanIf模塊創(chuàng)建啟動(dòng)

圖 4-27: CanIf模塊創(chuàng)建配置

后續(xù)需要依次進(jìn)行CanIf模塊的多余配置項(xiàng)刪除和配置文件選擇（無需統(tǒng)一路徑操作），這些步驟與前文的Can模塊操作基本相同。

表4-22列出了CanIf模塊包含的配置箱。

表 4-22: CanIf模塊所含配置箱

4.7.2 CanIf私有配置

這個(gè)配置箱包含了CanIf的私有配置參數(shù)，如表4-23所列。

表 4-23: CanIf私有配置

4.7.3 CanIf公有配置

這個(gè)配置箱包含了CanIf的公共配置參數(shù)，如表4-24所列。

表 4-24: CanIf公共配置

①在重新生成RTA-BSW后可能需要手動(dòng)重配

4.7.4 CanIf初始化配置

表4-25列出了CanIf初始化包含的子配置箱。

表 4-25: CanIf初始化所含子配置箱

（1）CanIf初始化硬件對(duì)象句柄配置

添加2個(gè)接收句柄和1個(gè)發(fā)送句柄，如表4-26、表4-27和表4-28所列。

表 4-26: CanIf連接管理報(bào)文接收句柄配置

表4-27: CanIf數(shù)據(jù)傳輸報(bào)文接收句柄配置

表4-28: CanIf發(fā)送句柄配置

（3）CanIf緩沖區(qū)配置

添加1個(gè)CanIf緩沖區(qū)，如表4-29所列。

表4-29: CanIf緩沖區(qū)配置

（3）CanIf接收Pdu配置

添加2個(gè)接收Pdu，如表4-30和表4-31所列。

表 4-30: CanIf接收連接管理Pdu配置

表4-31: CanIf接收數(shù)據(jù)傳輸Pdu配置

（4）CanIf發(fā)送Pdu配置

添加2個(gè)發(fā)送Pdu，如表4-32和表4-33所列。

表 4-32: CanIf發(fā)送連接管理Pdu配置

表4-33: CanIf發(fā)送數(shù)據(jù)傳輸Pdu配置

4.7.5 CanIf控制驅(qū)動(dòng)配置

無需配置。

4.7.6 CanIf處理配置

無需配置。

4.8 J1939Tp配置

前文已經(jīng)進(jìn)行了J1939Tp模塊的創(chuàng)建和通用配置，下面進(jìn)行其收發(fā)通道的配置。

4.8.1 J1939Tp接收通道配置

按照?qǐng)D4-28和圖4-29所示進(jìn)入J1939Tp接收通道配置界面，可以配置1個(gè)或多個(gè)接收通道。

圖 4-28: J1939Tp配置界面進(jìn)入

圖 4-29: J1939Tp接收通道或發(fā)送通道添加

（1）接收通道通用配置

表4-34列出J1939Tp接收通道通用配置參數(shù)。

表 4-34: J1939Tp接收通道通用參數(shù)配置

（2）接收連接管理報(bào)文

配置J1939傳輸協(xié)議的TP.CM幀，用于BAM和CMDT初始化連接，配置參數(shù)如表4-35所列。

表 4-35: J1939Tp接收通道接收連接管理報(bào)文參數(shù)配置

（3）接收數(shù)據(jù)報(bào)文

配置J1939傳輸協(xié)議的TP.DT幀，用于BAM和CMDT數(shù)據(jù)傳輸，配置參數(shù)如表4-36所列。

表 4-36: J1939Tp接收通道接收數(shù)據(jù)報(bào)文參數(shù)配置

（4）接收參數(shù)組

配置被J1939傳輸層接收的參數(shù)組，配置參數(shù)如表4-37、表4-38和表4-39所列。

表 4-37: J1939Tp接收通道接收參數(shù)組配置

表 4-38: J1939Tp接收通道接收直接NPdu配置

表4-39: J1939Tp接收通道接收NSdu配置

（5）發(fā)送連接管理報(bào)文

配置使用CMDT協(xié)議類型時(shí)接收方發(fā)送的TP.CM幀，配置參數(shù)如表4-40所列。

表 4-40: J1939Tp接收通道發(fā)送連接管理報(bào)文參數(shù)配置

4.8.2 J1939Tp發(fā)送通道配置

可以配置1個(gè)或多個(gè)發(fā)送通道。

（1）發(fā)送通道通用配置

表4-41列出J1939Tp發(fā)送通道通用配置參數(shù)。

表 4-41: J1939Tp發(fā)送通道通用參數(shù)配置

（2）接收連接管理報(bào)文

配置J1939傳輸協(xié)議的TP.CM幀，僅適用于CMDT協(xié)議類型（J1939TpTxProtocolType配置為“J1939TP_PROTOCOL_CMDT”或不配置），配置參數(shù)如表4-42所列。

表 4-42: J1939Tp發(fā)送通道接收連接管理報(bào)文參數(shù)配置

（3）發(fā)送連接管理報(bào)文

配置J1939傳輸協(xié)議的TP.CM幀，用于BAM和CMDT初始化連接，配置參數(shù)如表4-43所列。

表 4-43: J1939Tp發(fā)送通道發(fā)送連接管理報(bào)文參數(shù)配置

（4）發(fā)送數(shù)據(jù)報(bào)文

配置J1939傳輸協(xié)議的TP.DT幀，用于BAM和CMDT數(shù)據(jù)傳輸，配置參數(shù)如表4-44所列。

表 4-44: J1939Tp發(fā)送通道發(fā)送數(shù)據(jù)報(bào)文參數(shù)配置

（5）發(fā)送參數(shù)組

配置被J1939傳輸層發(fā)送的參數(shù)組，配置參數(shù)如表4-45、表4-46和表4-47所列。

表 4-45: J1939Tp發(fā)送通道發(fā)送參數(shù)組配置

表4-46: J1939Tp發(fā)送通道發(fā)送直接NPdu配置

表4-47: J1939Tp發(fā)送通道發(fā)送NSdu配置

4.9 相關(guān)模塊配置

在J1939Tp及其相關(guān)模塊配置完成后，還需要在程序中調(diào)用J1939Tp的初始化和執(zhí)行函數(shù)。

4.9.1 BswM

J1939Tp模塊的初始化函數(shù)是J1939Tp_Init，其調(diào)用在BswM中配置。

（1）BswM行為創(chuàng)建

新建1個(gè)名為“BswM_AI_J1939TpInit”的行為，再為其添加1個(gè)“BswMUserCallOut”，在其中調(diào)用J1939Tp_Init()函數(shù)。

（2）BswM行為列表添加

將“BswM_AI_J1939TpInit”添加到“BswM_AL_BswMSwitchRun”行為列表中。

4.9.2 任務(wù)調(diào)度

須以10ms為周期循環(huán)調(diào)用J1939Tp_MainFunction，圖4-30為其操作方法。

圖 4-30: J1939Tp主函數(shù)周期性調(diào)用配置

4.9.3 CanIf

每次生成RTA-BSW后，需按照表4-48所列配置CanIf。

表 4-48: 生成RTA-BSW后CanIf模塊配置項(xiàng)

4.10 MCAL配置

由于J1939Tp新增了3個(gè)CAN硬件對(duì)象，故需要配置MCAL的CAN模塊。

4.10.1 CAN過濾掩碼增加

在CAN4通道增加1路過濾掩碼，如圖4-31所示。

圖 4-31: CAN4通道過濾掩碼添加

4.10.2 CAN硬件對(duì)象配置

手動(dòng)添加3路“CanHardwareObject”，如圖4-32所示；注意更改2個(gè)接收硬件對(duì)象的“CanFilterMaskRef”。

圖 4-32: CAN硬件對(duì)象添加

4.11 軟件集成

下面列出軟件集成和代碼編寫的步驟。

4.11.1 靜態(tài)代碼移植

在ISOLAR-AB環(huán)境下生成J1939Tp模塊的靜態(tài)代碼并將其拷貝到“...srcBSWsrcBSWGenJ1939Tp”路徑下，如圖4-33所示。

圖4-33: BSW靜態(tài)代碼生成

4.11.2 集成文件移植

在ISOLAR-AB環(huán)境下生成J1939Tp模塊的集成代碼并將J1939Tp_Cfg_SchM.h文件拷貝到“...srcINFRAschminc”路徑下。

4.11.3 內(nèi)存映射文件移植

將J1939Tp_MemMap.h和J1939Tp_Cfg_MemMap.h內(nèi)存映射頭文件拷貝到“...srcINFRAmemmap”文件夾下，這類文件在生成RTE時(shí)輸出程序文件模板，需要手動(dòng)優(yōu)化。

4.11.4 生成操作系統(tǒng)代碼

在“RTA-OS”工具中重新生成OS代碼。

4.11.5 J1939DcmCDD代碼實(shí)現(xiàn)

創(chuàng)建J1939DcmCDD.c和J1939DcmCDD.h程序文件并在其中完成下列函數(shù)的實(shí)現(xiàn)：

J1939DcmCDD_StartOfReception；

J1939DcmCDD_CopyRxData；

J1939DcmCDD_CopyTxData；

J1939DcmCDD_TpRxIndication；

J1939DcmCDD_TpTxConfirmation。

4.11.6 Hightec配置

在Hightec中添加下列頭文件路徑。

...srcCDDJ1939Dcminc；

...srcBSWsrcBSWGenJ1939Tpapi；

...srcBSWsrcBSWGenJ1939Tpsrc；

...srcBSWsrcBSWGenJ1939Tp。

4.12 軟件調(diào)試

這里記錄J1939Tp協(xié)議棧的調(diào)試過程，調(diào)試環(huán)境為PCAN，CAN通道為CAN4，波特率250K。

4.12.1 調(diào)試代碼編寫

數(shù)據(jù)發(fā)送：在J1939DcmCDD.c中編寫J1939DcmCDD_MainFunction函數(shù)，實(shí)現(xiàn)18字節(jié)數(shù)據(jù)的CAN發(fā)送；再在Os_SWC中以500ms為周期調(diào)用之。

數(shù)據(jù)接收：禁止上述18字節(jié)數(shù)據(jù)的周期性發(fā)送。

4.12.2 J1939發(fā)送調(diào)試

圖4-34為J1939數(shù)據(jù)發(fā)送調(diào)試截圖。VCU以500ms為周期發(fā)送18字節(jié)數(shù)據(jù)，包括1個(gè)連接管理報(bào)文和3個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)文，這4個(gè)報(bào)文之間的發(fā)送間隔為60ms（這個(gè)時(shí)間間隔沒有搞明白原因）。

圖 4-34: J1939發(fā)送調(diào)試截圖

盡管多于8字節(jié)數(shù)據(jù)的報(bào)文發(fā)送正確，但在調(diào)試少于或等于8字節(jié)報(bào)文的發(fā)送時(shí)出現(xiàn)了問題，數(shù)據(jù)無法發(fā)出。

經(jīng)過研讀AUTOSAR規(guī)范和分析靜態(tài)代碼，找到了出現(xiàn)上述問題的原因，是由于J1939Tp_Transmit函數(shù)的缺陷導(dǎo)致的，如圖4-35所示。

圖 4-35: J1939Tp發(fā)送函數(shù)問題分析

經(jīng)過進(jìn)一步分析，發(fā)現(xiàn)J1939TpTxPgDynLength配置項(xiàng)的功用并沒有體現(xiàn)在J1939Tp的靜態(tài)代碼中，故對(duì)J1939Tp_Transmit函數(shù)進(jìn)行了如下改動(dòng)（見圖4-36）。

圖 4-36: J1939Tp發(fā)送函數(shù)修改后的代碼

4.13 J1939接收調(diào)試

圖4-37為J1939數(shù)據(jù)接收調(diào)試截圖，第1、3、4、5個(gè)報(bào)文為PC機(jī)發(fā)送，第2、6個(gè)報(bào)文為VCU回饋。

圖 4-37: J1939接收調(diào)試截圖

修改靜態(tài)代碼前后，VCU均能正確接收到多于8字節(jié)和少于或等于8字節(jié)報(bào)文的數(shù)據(jù)。

五、下期預(yù)告

在AUTOSAR規(guī)范中，內(nèi)存映射（Memory Map）似乎是非核心的模塊，但在解決各類工程問題（如數(shù)據(jù)標(biāo)定區(qū)增加了幾個(gè)標(biāo)定量就越界）的過程中，往往發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。

在下期中，我們討論下內(nèi)存映射的功用和實(shí)現(xiàn)方法，著重分享內(nèi)存映射在AUTOSAR CP工程實(shí)踐中的妙用。