SAE J1939-21.pdf

### SAE J1939-21 数据链路层详解 #### 一、概述 SAE J1939-21标准是SAE International（原美国汽车工程师学会）制定的一系列关于车载网络通信的标准之一，特别是针对数据链路层部分进行了详细规定。这一标准不仅适用于卡车和客车，也广泛应用于建筑机械、农业机械以及固定式动力系统等领域。通过制定统一的数据链路层规范，SAE J1939-21旨在提高不同品牌车辆和设备之间的互操作性，促进整个行业的标准化进程。 #### 二、SAE J1939-21的主要内容 ##### （一）目标 SAE J1939-21的主要目标是在数据链路层层面为SAE J1939网络提供全面而具体的指导。这一标准利用CAN（Controller Area Network）网络协议的29位标识符格式来定义数据链路层，确保所有SAE J1939网络采用一致的数据链路层实现方式，从而实现系统的兼容性和可扩展性。 ##### （二）消息/帧格式 SAE J1939-21对消息/帧格式有着明确的规定，包括： - **SAE J1939消息帧格式**：“CAN2.0B”扩展帧格式用于所有SAE J1939的消息帧。这种格式允许使用29位标识符，为消息提供了更大的地址空间。 - **参数群编号（PGN）**：用于标识特定类型的消息。PGN值的不同可以区分不同的消息类型和内容。 - **“CAN2.0B”标准帧格式消息的支持**：虽然主要采用扩展帧格式，但SAE J1939-21也对标准帧格式提供了一定程度的支持，以便与现有系统进行兼容。 ##### （三）协议数据单元（PDU） PDU是构成消息的基本单位，包括： - **优先级（P）**：用于确定消息在总线上的传输优先级。 - **保留位（R）**：在当前版本中未被使用，保留以备未来扩展之用。 - **数据页（DP）**：用于区分PDU1和PDU2格式，其中PDU1格式通常用于单帧传输，而PDU2格式则用于多帧传输。 - **PDU格式（PF）**：进一步细化PDU的具体类型。 - **特定PDU（PS）**：包含目标地址和群扩展等信息，用于特定目的的PDU。 - **源地址（SA）**：发送消息的节点的地址。 - **数据域**：携带实际数据的字段，根据数据大小的不同，分为多种格式。 ##### （四）消息类型 SAE J1939-21定义了不同类型的消息，如： - **命令**：由主机发送，指示某个ECU执行特定动作。 - **请求**：请求某个ECU发送特定的信息。 - **广播/响应**：用于无目标地址的广播或对请求的响应。 - **确认**：用于确认消息的接收情况。 - **群功能**：涉及一组ECU的功能协调。 ##### （五）传输协议功能 为了实现复杂的数据交换需求，SAE J1939-21还规定了一系列传输协议功能，例如： - **消息拆装和重组**：对于超过单帧容量的数据，采用多帧传输的方式，并在接收端进行重组。 - **连接管理**：定义了建立和断开连接的过程，以支持更高效的数据交换。 - **传输协议连接管理消息**：用于管理和控制连接的各种消息类型。 ##### （六）PDU处理条件 SAE J1939-21还规定了处理PDU所需的条件，包括： - 必须遵循的规则，如数据更新速率、响应时间等。 - 对特定情况下的行为要求，如对指定目标地址或全局目标地址的响应。 #### 三、总结 SAE J1939-21标准在数据链路层层面为车载网络通信提供了详尽的技术指导和支持，通过统一的消息/帧格式、协议数据单元（PDU）格式、消息类型以及传输协议功能等规定，确保了不同设备之间的高效通信和兼容性。这对于推动汽车行业以及其他相关领域的技术进步和标准化发展具有重要意义。随着技术的不断进步，SAE J1939-21也会不断地更新和完善，以适应新的应用场景和技术挑战。