​CAN通讯系列28- 我们能用CAN报文做什么？

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在汽车电子控制系统中，通讯，诊断和标定基本上每个控制器所具备的基本功能，虽然它们是不同的功能，但是这三者又有共性，就是它们通常都是基于CAN协议来实现（当然也可以基于其他总线形式来实现），通过接收或发送CAN报文的形式进行数据传输。因此，不难发现CAN 报文是实现诊断、标定和通讯的基础，同时如何应用CAN报文来实现各自的功能非常关键。关于CAN报文的格式定义可以参考本系列前面文章，比如：CAN通讯系列4- CAN数据帧及其仲裁 等文章，下文就主要介绍如何应用CAN报文来实现各自的功能。

1 CAN通讯  

利用CAN报文实现车辆内部各个 ECU 之间的数据交互，其逻辑是：

先定义整车网络拓扑，即各ECU都通过哪路CAN建立起通讯；

然后对于单个ECU，需要定义利用该路CAN，发送多少条报文，每条报文发送哪些信号，同时需要明确接收哪些报文；
最终以CAN矩阵或者DBC文件形式确定各个ECU的CAN通讯内容，本质上是以CAN 报文实现车辆内部各个 ECU 间的数据交换，确保信息的准确传递。

   
Source: 如何制作DBC文件_dbc制作结合CAN报文格式定义和实际应用中所采集的CAN报文数据来看，其报文ID，长度和数据的关系如下所示：

另外，通过 CAN 报文可以实现车辆的网络管理，保证网络的稳定运行。同样地，上述的数据交换几乎没有差别，不同点在于：对于CAN网络管理，通常规定了以0X4xx作为 网络管理报文的ID，再就是报文数据内容不一样。

2. 诊断通讯

利用特定的CAN报文实现诊断通讯，以此读取故障码，读写数据和刷写软件等功能，这些其实都是基于UDS服务来实现的。下面通过实例来解释下如何利用CAN报文来实现UDS服务请求或响应的数据传输。比如需要跳转到扩展会话模式，那么就使用10服务，由请求端发送10 03，然后ECU端接收请求后给出相应的响应50 03 00 32 00 C8，在CAN报文的数据体现形式如下图所示：   


其中，对于单帧传输，字节0表示数据的长度；对于多帧传输，字节0表示帧类型，1x表示首帧， 2x表示连续帧，3x表示流控帧。图中2E服务写入VIN码就使用了多帧传输，因为发送VIN码需要使用20个字节的数据，即需要多帧CAN报文才能完成传输。此时这种情况下，CAN通讯在遵循标准和协议ISO 11898之外，还需要遵循ISO 15765以处理单帧和多帧传输。
3. XCP通讯  

通过特定的CAN报文实现XCP通讯，以此实现测量与标定功能，即对ECU中的参数进行观测和调整，以优化车辆性能或适应特定的使用条件；另外，也可以实现软件刷写，即利用CAN报文将新的软件版本传输到ECU中，实现功能的更新或改进。其实，可以类比于上述的诊断通讯，同样地通过CAN报文进行数据传输，也是一个请求，另一个响应的形式。不过不同点在于测量与标定是基于XCP协议来实现，其原理如下示意：   


Source：如何使用CANape实现XCP/CCP“Measurement测量”和“Calibration标定” 同样地，对应到CAN报文的ID，长度和数据，如下示意，其中对于每个数据的具体含义则要参考XCP协议中所定义的帧格式。


Source: XCP协议的构造和功能4 小结  

通过上述对基于CAN报文的通讯，诊断通讯和标定通讯的介绍，总体来说，它们的相同点都是基于CAN报文格式，涉及到ID，长度和数据段，这些内容都遵循ISO 11898或CAN2.0协议标准等。   


它们的不同点主要在于数据所表示的意义不一样：

基于CAN的ECU间数据交换通讯，报文数据主要为了实现整车功能，包括车速，转速，扭矩，压力，电流，电压和功率等等信号；

基于CAN的诊断通讯，报文数据主要为诊断服务，读取数据和诊断信息，例程控制等诊断功能，主要基于UDS服务（ISO 14229）,还有OBD（ISO15031）等协议标准；

基于CAN的XCP通讯，报文数据主要为实现测量与标定，主要基于CCP/XCP协议。

在实际应用中，CAN通讯通常会与诊断和标定通讯使用不同的CAN总线，会对诊断和标定定义专门的CAN ID，通常诊断会定义三个CAN ID（一个物理请求的ID，一个功能请求的ID和一个响应的ID），标定会定义两个CAN ID（一个请求的ID和一个响应的ID）。它们具体通讯的过程均可以通过工具追踪，下图使用CANalyzer的trace页面观测的CAN报文实时的通讯动态。

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marjrh

在汽车电子控制系统中，CAN通讯发挥着至关重要的作用。通过CAN报文，我们可以实现车辆内部各个控制器之间的通讯、诊断和标定。具体来说，利用CAN报文，我们可以实现以下功能：

一、通讯：CAN报文能够实现不同控制器之间的数据传输，确保车辆内部各个系统之间的协同工作。

二、诊断：通过发送和接收特定的CAN报文，我们可以对车辆各系统进行故障诊断和监测，以便及时发现并处理问题。

三、标定：CAN报文还可以用于参数的标定和修改，以适应不同的驾驶需求和车辆状态。

总之，对CAN报文的合理运用是确保汽车电子控制系统正常运行的关键。更多关于CAN报文的应用，建议参考相关系列文章，以更全面地了解CAN通讯在汽车电子领域的应用。

[内容由汽车工程师之家人工智能总结，欢迎免费使用，见贴尾]

mengmianren

利用CAN报文实现车辆内部各个电子控制单元之间的通讯、诊断和标定是汽车电子控制系统中的基础功能。通过发送和接收CAN报文，可以实现数据信息的传输和共享。具体来说，我们可以利用CAN报文进行以下操作：

1. 实现各控制器之间的通讯：利用CAN报文传递信号和数据，使得各个控制器可以协同工作，提高车辆性能和安全。
2. 故障诊断：通过监测CAN报文，可以诊断出电子控制单元是否出现故障，及时进行维修和更换。
3. 参数标定：利用CAN报文进行参数的读取和修改，实现对车辆性能的标定和优化。

此外，CAN报文的灵活应用还能实现其他功能，如实时数据监控、软件升级等。了解并运用CAN报文是实现汽车电子控制系统各项功能的关键。

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