车载诊断标准ISO+134003中文.docx

1、车载诊断标准ISO+134003中文ISO 13400-3（2011）道路车辆基于互联网协议诊断通信第3部分：基于IEEE 802.3有线车载接口ISO 13400协议，定义了“道路车辆基于互联网的诊断通信”，包含如下几个部分：第一部分：通用信息和用例定义。第二部分：传输协议和网络层服务。第三部分：基于IEEE802.3有线车载接口。下面的部分正在筹备中：第四部分：以太网诊断连接器。第五部分：一致性测试规范。概述ISO13400（所有部分）的目的是描述一个标准化的车辆接口，从外部测试设备的车辆接口要求分离的车载网络技术以允许长期稳定的外部车辆通信接口，利用现有的行业标准来定义一个长期稳定的国家

2、的最先进的通信标准，可用于诊断法定的沟通，以及为制造商特定用例和可以很容易地适应新的物理和数据链路层，包括使用有线和无线连接现有的适配层。为了达到诊断通信要求，ISO13400协议的所有部分都是基于ISO/IEC 7498-1和ISO/IEC 10731的开放互联系统基本参考模型建立的。该模型将通信系统分为七层。凡在此模型映射，通过ISO14229-1，ISO14229-2和ISO14229-5规定的服务被分成：a)统一的诊断服务（第7层），在在ISO14229-1，ISO14229-5和ISO27145-3规定。b)表示层（第6层）：1)对于扩展的诊断，由车辆制造商指定；2)为WWH-OBD

3、（环球协调车载诊断），在ISO27145-2，SAE J1930-DA，SAE J1939：2011，附录C（结节）和SAE J1939-73：2010年，附录A（FMI）SAE J1979-DA，SAE J2012-DA中规定，c)会话层（第5层），在ISO 14229-2中定义，d)传输层（第4层），在ISO 13400-2中定义，e)网络层（第3层），在ISO 13400-2中定义。f)物理层和数据链路层（第1，2层），在ISO 13400-3中定义。如表1所示，表1对应OSI分层，扩展的及法规要求的WWH-OBD诊断规定开放互联系统（OSI）分层汽车生产商扩展的诊断服务法规要求的车载诊

4、断系统（WWH-OBD）应用层（第7层）ISO 14229-1/ ISO 14229-5ISO 14229-1/ ISO27145-3表示层（第6层）汽车生产制造商指定ISO 27145-2, SAE J1930-DA，SAE J1939:2011，Appendix C (SPNs)，SAE J1939-73:2010，Appendix A (FMIs)，SAE J1979-DA，SAE J2012-DA会话层（第5层）ISO14229-2ISO14229-2传输层（第4层）ISO13400-2ISO13400-2网络层（第3层）数据链路层（第2层）ISO13400-3ISO13400-3物理

5、层（第1层）应用层服务是由ISO 14229-5按照ISO 14229-1建立的诊断服务制定的，但ISO 14229-5协议不仅适用于上述的诊断服务项。 传输层和网络层服务由ISO13400-2协议定义，并独立于物理层上的操作。对于其他应用领域，ISO13400-3可以与任何以太网物理层一起使用。道路车辆基于互联网协议诊断通信第三部分：基于IEEE802.3有线车载接口1、范围ISO13400的这一部分内容规定了基于IEEE 802.3 100BASE TX的物理层和数据链路层的车辆通信接口和外部测试设备需求。这个接口在车辆与测试设备之间基于IP通信服务。ISO13400的本部分规定了以下几个

6、方面：信号和接线图的要求，以确保车辆接口、以太网网络和测试设备通信接口在物理层的兼容性；以太网接口激活和失活的诊断；机械和电气诊断连接器的要求。2、参考的标准下述的参考文档对于该文档的应用是必不可少的。凡是标注日期的参考文档，仅本版适用。凡是没有标注日期的参考文档，以其最新版本为准应用（包括任何修订）。ISO 13400-1，道路车辆基于DoIP诊断通信第一部分：概述信息和用例定义ISO 14229-1，道路车辆统一诊断服务第一部分：规范和需求IEC 60950-1，信息技术设备安全第一部分：一般需求IEEE 802.3，信息技术IEEE标准系统之间电讯与信息交换局域网和城域网规定需求第三部分

7、：具有冲突检测（CSMA / CD）的访问方法和物理层规范的载波侦听多路访问3、术语，定义和缩略词3.1 术语和定义为编撰该文档目的，这些术语和定义已在ISO 13400-1和ISO 14229-1，以下缩略词术语同样适用。3.1.1 Auto-MDI(X)automatic medium-dependent interface crossover自动媒体相关接口交叉这个设备允许以太网硬件自行决定在两个以太网端口之间是使用交叉线缆还是直通线缆，为了正确的连接收发线，根据线缆的类型配置物理层收发器。3.1.2 DoIP Edge Node车内的主机，根据ISO13400这部分以太网激活线终止的地

8、方，并且也是外部网络第一个节点/主机连接终止的地方。3.1.3 link segment链路段双绞线链路用于连接两个100BASETx的物理层注意：从IEEE 802.3改编：2008，1.4.355。3.2 缩略词Cat5 category 5 cable as specified in TIA/EIA-568-B1，TIA / EIA-568-B规定的5类电缆DoIP diagnostics over Internet Protocol，基于互联网协议的诊断DoEth diagnostics over Internet Protocol on Ethernet，以太网基于互联网协议诊断FM

9、I failure mode indicator，故障模式指示灯MAC media access control，媒体访问控制MDI medium-dependent interface，专用媒体接口PE protective earth conductor，保护接地导体PHY physical layer transceiver，物理层收发器Rx receive，接收SPN suspect parameter number，可疑参数编号Tx transmit，发送4、协议ISO13400是基于在OSI服务约定讨论的约定（如在ISO / IEC10731规定），因为它们适用于诊断服务。5、文档

10、总述5.1 总览ISO13400的所有部分都适用于执行IP通信网络的车辆诊断系统。ISO13400的建立就是为了定义执行IP通信链路的车辆诊断系统的一般需求。尽管主要用于诊断系统，ISO13400已经发展到也符合其他基于IP通信系统需要传输协议和网络服务的需求。图1表明了采用DoIP的最适应用。图1 DoIP参考OSI模型6、以太网物理层和数据链路层的需求6.1 概述信息以太网是几个标准为包含在IEEE 802.3中不同的传输技术和速度的集合，并且也是基于帧的网络技术用于有线局域网。帧被定义为电线上数据包的格式。理论上因特网协议（IPv4）允许的最大IP数据包长度是64KB。这个尺寸是由以太网

11、规范限制的，规范定义了一个16位长度的域和需要的64个字节的最小分组长度，以及允许最大载荷长度1500字节。因此，IP数据包可以在以太网有1500字节的最大长度。然而，IP允许基于多个以太网帧数据包分段来解决此限制。IPv4和IPv6数据包分段规则不同，并未在ISO13400这部分进行规定。车辆的以太网连接可以工作在符合IEEE802.3的100BaseTx的四个传输线以及使用额外的激活线路。当测试设备被连接到车上，或从车上被断开时，在DoIP边缘节点的以太网控制器可以通过激活线路被开启或关闭。有两种以太网插接电缆可用：一对一连接，其通常用于将端节点（例如计算机）与网络集线器或交换机连接。在这

12、种情况下，接线电缆的每个RJ45连接器或电缆连接到汽车的连接器的引脚直接连接到彼此。交叉连接，它通常用于两个端节点直接相互连接。在这种情况下，接线电缆的源端口的Tx引脚连接到目的地端口的Rx引脚，反之亦然。根据以太网实现的Auto-MDI(X)的能力，它可能是交叉连接或一对一连接交叉互换使用。这取决于物理层Auto-MDI(X)的能力。Auto-MDI(X)的功能被开发成两种类型线缆允许即插即用。6.2 以太网物理层需求这个分节规定了由DoIP边缘节点执行的以太网物理层的需求，包括车辆中线缆根长度和测试设备与DoIP边缘节点物理层之间线缆的最大长度，以便保证即使在嘈杂的环境中的操作。DoEth

13、-001 DoIP 边缘节点应当支持在IEEE 802.3中规定的100Base-TX（100 Mbit / s以太网）标准。DoEth-002 DoIP 边缘节点应当支持在IEEE 802.3中规定的10Base-T（10 Mbit / s以太网）标准。注意：支持10Mbit / s的需求的目的是作为一个100 Mbit / s的连接不能在两个以太网接口之间建立的环境中的退一步解决方案。在这种情况下，连接仍然可以以降低的速度建立。DoEth-003 DoIP边缘节点按照IEC 60950-1和IEEE 802.3应给连接到外网的变压器线圈之间提供1分钟1500 V隔离。6.3 以太网数据链路

14、层需求本小节规定了由DoIP边缘节点实现的以太网数据链路层需求，以便向后兼容最佳完成数据速率的旧版本的以太网通信。DoEth-004 DoIP 边缘节点应支持链接到外部网络上的10 Mbit / s以太网。DoEth-005 DoIP 边缘节点应当支持100Mbit / s以太网。DoEth-006 DoIP 边缘节点应当如IEEE 802.3规定支持自协商（自适应），这是两个以相同的参数直接联网的接口自动握手以太网程序（即传输速率和双工模式）。DoEth-007 外部测试设备应当如IEEE 802.3规定支持100BaseTx标准。DoEth-008 为了防止不正确的以太网布线提高容错能力（

15、一对一连接/交联），测试设备应支持Auto-MDI(X)的功能。注意：DoIP 边缘节点不需要支持Auto-MDI(X)的功能。6.4 以太网PHY和MAC需求DoEth-009 DoIP边缘节点应使用一个以太网设备，可以检测物理连接和断开（链路检测），并通知上层通信层关于这些事件。注意：当以太网硬件的激活被确定使用6.5描述的单独的激活线，DoIP边缘节点以太网控制器不需要支持网络唤醒（WOL）。6.5 以太网激活线需求6.5.1 整车激活线需求激活和取消激活以太网控制器的原因是：减少电磁干扰，和减少DoIP边缘节点的功率消耗。局域网唤醒（WOL）功能不能用于此目的，因为它需要以控制器的MA

16、C地址的知识来唤醒，而这通常是当车辆驶入维修车间时不知道的。标准的网络唤醒功能的另一个缺点是，魔法封包需要以太网控制器来处理完整的帧，这导致电流消耗增加。图2显示了以太网的原理图和表2中列出的电气参数的激活线。KeyCin internal capacitance 内部电容Iact activation current 激活电流Rext external resistance 外部阻抗Rin internal resistance 内部阻抗Vact activation voltage 激活电压Vbatt battery voltage 电池电压GND ground 地XFMR Etherne

17、t transformer 以太网变压器图2 -等效电路图表2给出了电气参数的概述。表2 电气参数的概述电气参数最小值典型值最大值Rin9 k 1 %10 k + 1 %Iact0 mAa1,3 mAb2 mARext510 (5 %) 1 k (+5 %)Vactc0V16VVact (t 60 s)c14V28Va If Ethernet is deactivated with Vact = 0 V.b With Vact = 12 V and Rin = 9 500 (Ethernet activated) as an example.c 限制值.DoEth-010 在激活线路的输入阻抗

18、（Rin）应该至少9 kOhms (1 %)。这是为了保证在这个线路中输入电流不超过2mA。DoEth-011 失活电压阈值（无效）应为2 V（见表3），意味着如果以太网已经失活，那么低于2V的电压值无法激活DoIP边缘节点的以太网控制器。这是为了避免因零飘或电磁干扰造成随机激活（参见图3）。DoEth-012 保证激活电压阈值（Vactive）应为5V，这意味着以太网将不会被激活，直至激活线上的电压值超过这个阈值。DoEth-013 激活信号Vact应保持在Vactive和Vmax之间至少200毫秒来激活以太网硬件。DoEth-013 对于以太网失活，Vact的值应低于Vinactive至少

19、200毫秒。注意1：上述要求意味着，根据电气设计，DoIP边缘节点可以以高于Vinactive的任何值开始激活以太网连接。然而，不保证以太网真的有效，直到电压等级超越Vactive。一旦被激活，以太网连接可以保持有效，直到所有失活以太网连接的条件都满足。DoEth-021 当激活线处于 “保证激活”状态，通信应该被允许，虽然它将只可能在一个链接已被检测到。DoEth-021 当激活连接被检测到，但是激活线处于“失活标准履行”状态，通信不被保证。DoEth-015 连接电缆的屏蔽应与试验设备侧的保护接地导体（聚乙烯）连接。DoEth-016 连接电缆的屏蔽不应连接到车辆地面，无论是在车辆还是在测

20、试设备。图3描述了以太网的激活和失活电压阈值和时间。图3 以太网的激活和失活电压阈值和时间表3定义了激活和失活电压阈值。表3 激活和失活电压阈值参数阈值Vactive 5 VVinactive 2 VVmin 0 VVmax 16 V图4显示了上述要求的一个示例应用程序，导致一个开关电压（激活、失活）阈值在激活线3、4V。图4 激活线路实例表4定义了在图4中的电路的例子的电气参数。电气参数最小值典型值最大值Rin9 300 9 560 9 800 Cin10 nF注意2：在计算Rin时，一个晶体管的基极-发射极电阻需要被代入计算。6.5.2 测试设备激活线需求DoEth-017 基于以太网为了

21、与DoIP边缘节点建立通信，测试设备需要根据表3中的需求在以太网激活线上提供一个电压信号（Vact）。因此，只有在图3中所描述的“保证激活”范围内，才能可靠地与车辆进行通信。在这个范围之外，它取决于车辆制造商的设计是否仍然可以进行通信。注意1：为了与车辆通信，额外的预条件是必要的（例如，在“运行”位置上点火）。根据车辆制造商的动力网络架构，这意味着，只提供激活电压信号不一定能“唤醒”车辆。DoEth-018 当一个连接不再被外部测试设备需要，车辆的以太网硬件应根据DoEth-014被失活。这适用于即使外部测试设备仍然与车辆物理连接着的情况。注意2：从车辆自动物理断开与外部测试设备的连接导致如6

22、.5.1中规定的失活电压阈值。6.6 线束定义这个子节指定有关电缆特性和电缆长度，以保证100 Mbit / s的预定速度的以太网通信的需求。DoEth-019 从车辆到测试设备的电缆应至少分为五类。DoEth-020 IEEE 802.3（100BaseTX）定义了一个5类100米长度的链路段，为了在车辆和下一个物理层收发器之间成功的传输链路段长度不得超过50米。注意：测试设备电源或激活线所需的电缆的详细规范超出了ISO13400这一部分的范围；这将留给车辆制造商或设备制造商自由决定。附录 A在ISO 15031-3诊断连接器中以太网的应用实例A.1 一般信息本附录描述了以太网100Base

23、TX在现有ISO15031-3/SAE J1962诊断连接器上的使用情况，同时考虑到IEEE 802.3信号的要求。本附录中的所有定义都是翔实的，旨在帮助在现有的车辆网络架构下以太网诊断通信的使用。A.2 连接器布局和引脚输出信息对于高频信号的传递，对儿引脚TX + / TX-和RX + /RX在诊断连接器位置尽可能靠近彼此是必要的。需要一个额外的引脚作为以太网控制器的激活线。图A.1显示推荐为ISO15031-3/ SAE J1962诊断连接器上使用了的100Base T以太网引出线。PINISO 15031-3/SAE J1962 定义Ethernet 100BaseTx usage1IS

24、O 15031-3/SAE J1962 定义2ISO 15031-3/SAE J1962 定义3自由决定Ethernet Rx (+)4机壳接地5信号地6ISO 15031-3/SAE J1962 定义7ISO 15031-3/SAE J1962 定义8自由决定以太网激活线上拉9ISO 15031-3/SAE J1962 定义10ISO 15031-3/SAE J1962 定义11自由决定Ethernet Rx ()12自由决定Ethernet Tx (+)13自由决定Ethernet Tx ()14ISO 15031-3/SAE J1962 定义15ISO 15031-3/SAE J1962

25、 定义16持久的正向电压图A.1 在ISO15031-3/ SAE J1962连接器针脚用于以太网和激活线的示范图A.2显示基于ISO 15031-3 / SAE J1962诊断连接器使用交联以太网连接的测试设备的简化电路。图2对ISO15031-3/ SAE J1962连接器引脚简化测试设备电路的实例参考书目1 TIA/EIA-568-B, Commercial Building Telecommunications Cabling Standard2 ISO/IEC 7498-1, Information technology Open Systems Interconnection Ba

26、sic Reference Model:The Basic Model3 ISO/IEC 10731, Information technology Open Systems Interconnection Basic Reference Model Conventions for the definition of OSI services4 ISO 13400-2, Road vehicles Diagnostic communication over Internet Protocol (DoIP) Part 2:Transport protocol and network layer

27、services5 ISO 14229-21), Road vehicles Unified diagnostic services (UDS) Part 2: Session layer services6 ISO 14229-52), Road vehicles Unified diagnostic services (UDS) Part 5: UDS on internet protocolimplementation (UDSonIP)7 ISO 15031-3, Road vehicles Communication between vehicle and external equi

28、pment for emissionsrelated diagnostics Part 3: Diagnostic connector and related electrical circuits, specification and use8 ISO 27145-2, Road vehicles Implementation of World-Wide Harmonized On-Board Diagnostics(WWH-OBD) communication requirements Part 2: Common data dictionary9 ISO 27145-3, Road ve

29、hicles Implementation of World-Wide Harmonized On-Board Diagnostics(WWH-OBD) communication requirements Part 3: Common message dictionary10 SAE J1930-DA, Electrical/Electronic Systems Diagnostic Terms, Definitions, Abbreviations, andAcronyms Web Tool Spreadsheet11 SAE J1939:2011, Serial Control and

30、Communications Heavy Duty Vehicle Network Top LevelDocument12 SAE J1939-73:2010, Application Layer Diagnostics13 SAE J1962, Diagnostic Connector14 SAE J1979-DA, Digital Annex of E/E Diagnostic Test Modes15 SAE J2012-DA, Digital Annex of Diagnostic Trouble Code Definitions and Failure Type Byte Definitions