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诊断通讯协议总结.pdf
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基于 K 线的 KWP2000 协议标准主要包括 ISO/WD 14230-1~14230-4,各部分协议与 OSI 模
型的对应关系如表 1 所示。
表 1 KWP2000 协议与 OIS 模型的对应关系
OSI 模型 基于 K 线的 KWP2000 基于 CAN 总线的 KWP2000
应用层 ISO 14230-3 ISO 15765-3
表述层 N/A N/A
会话层 N/A N/A
传输层 N/A N/A
网络层 N/A ISO 15765-2
数据链路层 ISO 14230-2 ISO 11898-1
物理层 ISO 14230-1,ISO9141-2 用户选择
ISO 14230-1 规定了 KWP2000 协议的物理层规范(K 线、L 线),它在 ISO 9141-2 的基础上
把数据交换系统扩展到了 24V 电压系统。ISO 14230-2 规定了 KWP2000 的数据链路层协议,
包括报文结构、初始化过程、通讯连接管理、定时参数和错误处理等内容。K 线的报文包括报文
头、数据 域和校验和三部分,其中报文头包含格式字节、目标地址(可选)、源地址(可选)和
附加长度信息(可选),如表 2 所示。
表 2 基于 K 线的 KWP2000 报文结构[3]
报文头 数据域 校验和
Fmt Tgt1) Src1) Len1) SId2) . . Data2) . . CS
字节 1 字节 255 最长 字节 4 最长
1)可选字节,取决于格式字节 Fmt 的 A1A0 位
2)服务标识符(Service ID),数据域的第 1 个字节
KWP2000(Keyword Protocol 2000)是欧洲汽车领域广泛使用的一种车载诊断协议标准,该
协议实现了一套完整的车载诊断服务,并且满足 E-OBD(European On Board Diagnose)标
准。
KWP2000 协议仅对其中三个子层进行了定义说明,即:应用层(第七层)、数据链路层(第二层)
和物理层(第一层)。
物理层:这部分描述了基于 IS09141 用以实现诊断服务的物理层,用于配置硬件系统,指导接
口电路的设计,同时将在 IS09141-2 中描述的物理层扩展成可以满足提供 12V 或 24V 电压的车
辆的条款。
数据链路层:这部分定义了数据的传送格式,描述了诊断服务的通用要求,允许 1 个诊断仪控
制在 1 个随车 ECU(例如电子燃油喷射、自动变速箱及防抱死系统等)中的诊断功能。这些随车
ECU 嵌于车辆中,通过串行数据链路相连接。
应用层:这部分包含如下规范:服务标识符的字节编码及其十六进制数值;诊断服务请求与响应
参数的字节编码;标准参数的十六进制数值。
根据 IS014230 的规定,KWP2000 通信消息基本格式如图 1 所示。一条消息结构包括头部
(header)、数据字节(data-byte)、校验和(checksum)等三部分。
图 1 KWP2000 的报文格式
Fmt——格式字节(Format byte)
Tgt——目标地址字节(Target address byte)
Src——源地址字节(Source address byte)
Len——长度字节(Length byte)
Sid——服务标志符字节(Sevice Identification byte),分请求服务和响应服务两类
(Checksum byte)
——校验和字节 CS.
上标 1——表示可选,由格式字节(Fmt)决定
上标 2——表明服务标识(Sid)是数据段的一部分(Data)
在 开始诊断服务之前,诊断设备必须对 ECU(发动机 engine control unit)进行初始化,通过
ECU 的响应获取 ECU 的源地址、通讯波特率、支持的报文格式、定时参数等信息。ECU 所支持
的 报文和定时参数信息包含在 ECU 返回的“关键字(Key Word)”中(这也是协议命名的由
来)。关键字由两个字节构成,如图 2 所示,关键字的低字节中各位的含义如表 1 所示。
图 2 关键字格式
表 1 关键字低字节中各位的含义
测试器(诊断设备)可以采用两种方式对 ECU 进行初始化,即 5Baud 初始化和快速初始化。对
于这两种初始化的时序在数据链路层协议中均有明确规定。完成初始化过程后,测试器和 ECU
方可进行应用层的诊断服务和响应。
IS014230-3 规定了应用层的服务规范,包括诊断管理功能组、数据传输功能组、诊断信息传输
功能组、输人/输出控制功能组、远程启动 ECU 例程功能组、数据上载/下载功能组和扩展功
能组。
KWP2000 最初是基于 K 线的诊断协议。由于 K 线物理层和数据链路层在网络管理和通讯速率
上的局限性,使得 K 线无法满足日趋复杂的车载诊断网络的需求。而 CAN(Controller Area
Network)网络由于其非破坏性的网络仲裁机制、较高的通讯速率(可达1Mbps)和灵活可靠
的通讯方式,在车载网络领域广受青睐。因此,近年来欧洲 汽车领域广泛采用了基于 CAN 总
线的 KWP2000,即 ISO15765 协议,而基于 K 线的 KWP2000 物理层和数据链路层协议将逐
步被淘汰。
KWP2000 协议分析和基于 CANoe 的开发测试
摘 要:本文介绍了欧洲汽车领域广泛采用的车载诊断协议 KWP2000,针对 KWP2000 诊断服
务在 K 线(ISO
14230)和 CAN 总线(ISO 15765)上的两种实现方式,对协议的核心内容和发展历史进行了
较为深入的剖析和对比。本文还介绍了采用 Matlab/Simulink /StateFlow 进行协议开发的一般
流程,以及该协议在 Vector 公司的 CANoe 软硬件平台上的应用实现和开过程。
CANoe 总线,开发,CAN 线,K,KWP2000:关键词
1 前言
在汽车故障诊断领域,针对诊断设备和汽车 ECU 之间的数据交换,各大汽车公司几乎都制订了
相关的标准和协议。其中,欧洲 汽车领域广泛使用的一种车载诊断协议标准是 KWP2000
(Keyword Protocol 2000),该协议实现了一套完整的车载诊断服务,并且满足 E-OBD
(European On Board Diagnose)标准。KWP2000 最初是基于 K 线的诊断协议,由于 K 线
物理层和数据链路层在网络管理和通讯速率上的局限性,使得 K 线无法满足日趋复 杂的车载诊
断网络的需求。而 CAN 网络(Controller Area Network)由于其非破坏性的网络仲裁机制、
较高的通讯速率(可达 1M bps)和灵活可靠的通讯方式,在车载网络领域广受青睐,越来越多
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