KWP2000诊断通讯协议总结资源-CSDN文库

KWP2000

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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

最长 4 字节最长 255 字节 1 字节

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 Identi;cation byte)，分请求服务和响应服务两类

CS——校验和字节(Checksum byte)

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。

关键词：KWP2000，K 线，CAN 总线，开发，CANoe

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，越来越多的汽车制造商把 CAN 总线应用于汽车控制、诊断和通

讯。近年来欧洲汽车领域广泛采用了基于 CAN 总线的 KWP2000，即 ISO 15765 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。

在网络协议开发和测试应用方面，美国 MathWorks 公司和德国 Vector 公司提供了功能强

大的开发和测试工具，可分别用于协议栈源码的开发和 ECU 测试。

2 基于 K 线的 KWP2000 协议

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

最长 4 字节最长 255 字节 1 字节

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

在开始诊断服务之前，诊断设备必须对 ECU 进行初始化，通过 ECU 的响应获取 ECU 的源

地址、通讯波特率、支持的报文头格式、定时参数等信息。 ECU 所支持的报文头和定时

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 1 所示，关键字的低字节中各位的含义如表 3 所示。

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内容反馈

wangye292

2012-03-09

我是做汽车电子的，非常好，很详细。
samcsu002

2012-02-29

对初学者有用，谢谢分享。
JSLYYHW

2012-10-29

对初学者有用，谢谢分享。
guigui39

2013-05-29

我是做汽车ECU诊断的，很好，很有用
floodever

2012-12-07

大众诊断必须的啊，谢谢

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