SAE J1708/J1587 协议详解

一，简介

SAE J1708和SAE J1587都是由美国机动车工程师协会（Society of Automotive Engineers）为重型机动车（卡车，客车，轮船等）制定的通信标准。其中SAE J1708协议在OSI（Open System Interconnection）七层模型中是位于物理链路层上的规范，而SAE J1587协议是位于应用层上的规范.下面针对这两个协议应用进行介绍。

二，SAE J1708协议

1，物理层属性

空闲电平电压：5V （一般汽油车12V,柴油车24V，部分车5V）*
默认正负逻辑：正逻辑 (即默认高电平状态为1)
收发器：RS485收发器
电平特征：

电平特性 ：J1708总线由两路线缆（A和B）组成，双绞线长度最大40米。总线上的电压水平由线路“A”和“B”之间的电势差确定。
逻辑高电平（1）：表示A点高出B点至少200 mV；
逻辑低电平（0）：表示A点至少低于B点200 mV；
收发器的供电电压应在+6V到-6V（相对于同一地线，适用于所有设备）。

2，链路层属性

协议规定了部分信息如下所示，结合图片可以清晰理解相应属性信息值；

波特率 ：9600bps (即发送单个bit所需时间大概为104.16us)
通信引脚 ：12/13 (双通路,b并非固定这两个引脚)
数据格式 ：1 +8 +1 （1个开始bit位 + 8个数据bit位+ 1个结束bit位）

校验方式：SAE J1708协议采用的是和校验为零的校验方式，已保证向应用层提供可靠的数据传输服务。计算如下：
设x = 所有数据（MID+PID+DATA+CS）进行相加后的总和,
若 x & 0xFF = 0 ,则数据正确，否则数据校验失败；
举例：命令为“AC 00 F3 61”，则X = AC + 00 + F3 + 61 = 0x100；
校验：x&0xFF = 00,当前数据是正确的；

3，访问SAE J1708网络

设备请求访问总线时，必须执行一个进程来调用仲裁机制。具体调用步骤如下：
1，等待总线空闲；
2，在空闲后，等待请求命令所需的优先级时间延迟已经开始计时；
3，确保总线仍然空闲，如果不空闲，从重新返回步骤1；
4，在总线上传输设备的MID
5，接收传输的MID,并确定发送的MID与接收的MID匹配。
6，如果MID匹配成功，我们会在总线上声明，并向该模块发送数据包；
7，如果匹配失败，我们会丢弃仲裁，继续步骤8
8，如果这是第一次碰撞（上面注意事项），则返回步骤1；
9，等待总线空闲；
10，等待一个比特位的伪随机数时间（0-7之间）；
11，继续步骤三
总线空闲图：

总线访问时间公式：

二，SAE J1587协议

1，消息属性
应用层传递的不在是bit流或者是字节，而是消息。在SAE J1587协议中，消息的格式如下：

> MID + (One or More Parameters) + Checksum

MID详解：
MID的全称是Message Identification,即消息标识，用于标识系统模块的编号；
例如MID = 0x80，表示Engine #1，即0x80表示发动机引擎1的ID；
SAE协会已经指定了大部分消息ID存放在MID列表中，可以在附录1查看部分，或者下载公开协议文档查看完整版；

PID详解：
PID的全称是Parameter Identification，即参数表示，用于模块执行功能时，标识执行功能的编号；
例如：PID = 0x80,标识Component-specific request，即0x80标识特定组件的请求；
SAE协会已经指定了大部分消息ID存放在PID列表中，可以在附录1查看部分，或者下载公开协议文档查看完整版；

0x00<= PID <=0x7F 后面接一个字节数据
0x80 <=PID <=0xBF 后面接二个字节数据
0xC0<= PID<=0XFD 后面接任意个字节数据

Checksum详解：
checksum即校验，遵循上述提到的累加和为零的校验方式；

2，应用层属性

单帧传输：根据协议规定，SAE J1587协议单帧传输的最大字节数为21个字节；
单帧消息如下：
Req:AC 80 ED 80 66
Ans:80 ED 11 56 50 20 20 20 30 38 37 36 33 39 20 20 20 20 20 20 7B

多帧传输：根据协议规定，SAE J1587协议多帧传输的最大字节数为16*21 = 336个字节；
Req:AC 80 EA BB 69
Ans:BB C0 11 EA 20 24 32 30 39 35 32 32 33 35 50 30 31 2A 32 30 A8
Ans:BB C0 11 EA 21 39 30 32 36 36 32 50 30 31 2A 32 30 39 30 32 58
Ans:BB C0 09 EA 22 35 39 31 50 30 31 2A 31

2，实例应用
举例：
Req:AC 80 EA BB 69
Ans:BB C0 11 EA 20 24 32 30 39 35 32 32 33 35 50 30 31 2A 32 30 A8
Ans:BB C0 11 EA 21 39 30 32 36 36 32 50 30 31 2A 32 30 39 30 32 58
Ans:BB C0 09 EA 22 35 39 31 50 30 31 2A 31

Req命令说明：
AC ：MID = 0xAC, 表示非车载诊断请求
80 : PID = 0x80,表示特殊组件请求，找到SAE J1587协议文档中对应PID解释如下图所示：
EA ：找到pid列表，里面的pid = 0xea的含义为Software Identification 80 : MID = 80,表示发动机
BB: MID =0xBB,表示请求的特殊组件ID为0xBB
69:根据校验和为零的公式计算的到的值

同理，可得到Ans命令的解析如下：
C0 : 多段参数（Multisection Parameter），发多帧标志；
11 ：表示后面除了校验字节之外的所有字节个数；即右面有0x11个数据字节
30 ：该字节分高四位和底四位，3表示总共发（3+1）段数据，0表示这是第0段
A8 ：表示这段数据的校验字节，根据上面的校验方法得出该结果；

附录1 - MID列表：

附录2 - PID列表：