一种实用的K线诊断协议驱动器设计

引言

随着汽车电子控制单元功能的增加及升级换代的需要，诊断功能已经成为电子控制单元(ECU)不可或缺的重要组成部分，因此，深入研究诊断协议及其实现非常必要。基于K线的ISO14230和基于控制器局域网络(CAN)总线的ISO15765是业内广泛采用的两种诊断标准，K线是ISO9141定义的诊断通信总线，ISO14230在ISO9141的基础上将K线电压扩展到24 V，并扩展了诊断服务。相比较于CAN总线，K线诊断既能满足要求，又能节约成本，在国产车上得到大规模应用。不同于CAN总线有专门的协议驱动器，用户直接进行应用程序的编写而不用管理底层的通信，K线没有专门的协议驱动器，一般要在串行通信接口(SCI)模块的基础上用软件实现其底层通信管理，笔者为某国产车设计了一款带K线诊断功能的车身控制模块，结合ISO14230规范，首先分析K线诊断协议驱动器的功能，然后介绍协议驱动器的关键设计技术，最后用CANoe进行测试。

协议驱动器功能

ISO14230-1定义了K线物理层协议，ISO14230-2定义了数据链路层协议，ISO14230-3定义了应用层协议，其与开放式通信系统互联参考模型(OSI模型) 对应关系如表1所示。

物理层定义了逻辑位与物理电平的对应关系，同时定义了信号位的上升时间和下降时间，数据链路层协议定义了K线数据格式、诊断报文格式、定时参数及通信错误判定及处理机制，应用层协议定义了基于请求/响应的诊断过程及各项诊断服务。做为待诊断ECU节点，K线协议驱动器实现的主要功能包括：

1、诊断报文的封装和发送、接收和解析，根据报文格式填充/提取SID和数据;

2、通过初始化过程建立与诊断仪之间的诊断通信;

3、保持正确的帧间定时、字节间定时，检测诊断仪报文的定时错误及其它通信错误;

4、根据诊断仪的诊断请求和ECU当前状态返回相应的诊断响应，管理诊断会话。