xcp ccp uds协议之间的意义

CAN总线协议、J1939协议、UDS协议、XCP/CCP之间的联系概要图
CAN总线协议：是一种用于实时应用的串行通讯协议总线，它可以使用双绞
线来传输信号，是世界上应用最广泛的现场总线之一。

CAN协议用于汽车中各种不同元件之间的通信，以此取代昂贵而笨重的配电线束。

该协议的健壮性使其用途延伸到其他自动化和工业应用。

CAN物理层的基础知识
CAN总线在汽车的运用的实例图
CAN总线的基本特点:
（1）节点间采用多主通信方式。

（2）采用了短帧结构，报文帧有效字节数为8位，可以达到汽车实时响应的要求。

（3）报文ID值越小，优先级也高。

（4）非破坏性总线仲裁处理机制。

（5）可靠的CRC校验方式。

（6）自动重发的机制。

（7）在节点出现众多的错误时，会自动脱离总线的功能。

（8）CAN通讯距离最大是10公里（设速率为5Kbps）,或最大通信速率为
1Mbps(设通信距离为40米)。

（9）CAN总线上的节点数可达110个。

（10）采用双线串行通信方式，检错能力强，可在高噪声干扰环境中工作。

（11）具有实时性强、传输距离较远、抗电磁干扰能力强、成本低等优点。

（12）总线状态总线有“显性”和“隐性”两个状态，“显性”对应逻辑“0”，“隐性”对应逻辑“1”。

“显性”状态和“隐性”状态与为“显性”状态，所以两个节点同时分别发送“0”和“1”时，总线上呈现“0”。

CAN总线采用二
进制不归零(NRZ)编码方式，所以总线上不是“0”，就是“1”。

但是CAN协议并没有具体定义这两种状态的具体实现方式。

CAN的收发器
CAN 收发器的输入信号和输出信号都是CANH-CANL的差分信号。

不归零(NRZ)编码方式
填充位
CAN的串行通信有异步和同步.同步串行通信是每个时钟沿采样数据的
同步串行通信是每个时钟沿采样数据的,所以不会产生波特率误差产生的通讯误差。

位填充区域
CAN节点的物理结构
CAN链接层的基础知识
CAN总线传输的报文有两种格式，分别是标准帧跟扩展帧，CAN报文有以下不同的帧类型：
数据帧：
帧起始（SOF）:1bit ,显性信号，表示数据帧或者远程帧的开始。

仲裁段:由标识符和远程请求位RTR组成，标识符确定报文发送优先级的，CAN总线是一种串行总线，总线上一次只能传输一则报文信息，如果同时有多个节点需要在总线上发送报文，通过标识符决定哪个先发送，还可以通过标识符过滤数据帧，采集想要的数据。

远程请求位用于区分该帧是数据帧还是远程帧，显性信号（0）代表数据帧，隐性信号（1）代表远程帧。

这里就解释了非破坏性总线仲裁的处理机制。

控制段：6bit ，数据长度代码DLC占4bit，IDE 1bit用来表示是标准帧还是扩展帧，r 1bit 保留位。

标准格式和扩展格式的控制场格式不同。

标准格式里的帧包括数据长度代码、IDE位（为显性位）及保留位r0。

扩展格式里的帧包括数据长度代码和两个保留位：r1和r0。

其保留位必须发送为显性，但是接收器认可“显性”和“隐性”位的任何组合。

其结构如图所示：
控制场结构
数据长度代码DLC，如下表所示
下面是控制端的标准帧和扩展帧之间需要注意的
数据段：8bit ，由数据帧里的发送数据组成。

它可以为0~8个字节，每字节包含了8个位，首先发送最高有效位（MSB）。

循环冗余码CRC段:16bit ，15bit用于校验是否正确，1bit表示循环校验序列的结束。

CRC是数据通信领域中最常用的一种差错校验码，其特征是信息字段和校验字段的长度可以任意选定
生成 CRC 码的基本原理：
任意一个由二进制位串组成的代码都可以和一个系数仅为‘0’和‘1’取值的多项式一一对应。

例如：代码1010111 对应的多项式为x6+x4+x2+x+1，而多项式为x5+x3+x2+x+1 对应的代码101111。

要传输的信息序列为1101，在末尾添加所给多项式的最高次阶个0，如本题为x^3，则添加3个0,变为：1101000；
由多项式G(X)=X3+X+1，得其阶数为1的二进制编码为：1011；1101000对1011进行模二除法，所得到的余数即为校验码，把校验码添加在原数据尾部即为所求的编码,则实际发送的数据序列为1101001。

校验码计算过程如图所示：
模二除法
确认段（ACK）:
帧结束（EOF）:7bit，每一个数据帧和远程帧均由一标志序列界定。

这个标志序列由7个“隐性”位组成。

ITM:3个连续的隐性位
ITM之后进入总线空闲状态，节点检测到11个连续隐性位, 认为总线进入空闲阶段,此时节点可以发送报文。

远程帧
通过发送远程帧，总线的节点发出远程帧，请求以前发送给它数据帧的节点再发送一遍。

具体发送哪个数据帧，由远程帧的标识符决定。

与数据帧类似，远程帧也有标准格式和扩展格式，而且都由6个不同的位场组成：帧起始、仲裁场、控制场、CRC场、应答场、帧结尾。

与数据帧相反，远程帧的RTR位是“隐性”的。

它没有数据场，数据长度代码DLC的数值是不受制约的（可以标注为容许范围０~8里的任何数值），此数值是相应于数据帧的数据长度代码。

远程帧结构如图所示：
远程帧做用：
远程帧和数据帧之间可以使用相同的ID地址。

错误帧
错误帧由两个不同的场组成，第一个场是不同节点提供的错误标志（Error Flag）的叠加，第二个场是错误界定符。

为了能正确地终止错误帧，“错误认可”的节点要求总线至少有长度为3个位时间的总线空闲。

因此，总线的载荷不应为100%。

错误帧结构如图：
(1) 错误标志，有两种形式的错误标志：激活错误标志和认可错误标志
“主动错误”标志由6个连续的“显性”位组成；“被动错误”标志由6个连续的“隐性”的位组成，除非被其他节点的“显性”位重写。

(2) 错误界定符，错误界定符包括8个“隐性”的位。

错误标志传送了以后，每一个节点就发送一个“隐性”的位，并一直监视总线直到检测出一个“隐性”的位为止，然后就开始发送其余7个“隐性”位。

CAN的错误类型
位错误
节点检测到的位与自身送出的位数值不同，仲裁或ACK位期间送出“隐性”位，而检测到“显性”位不导致位错误。

填充错误
在使用位填充编码的帧场（帧起始至CRC序列）中，不允许出现六个连续相同的电平位。

CRC错误
节点计算的CRC序列与接收到的CRC序列不同。

格式错误
固定格式位场（如CRC界定符、ACK界定符、帧结束等）含有一个或更多非法位。

ACK错误
发送节点在ACK位期间未检测到“显性”位。

错误检测的区域
发送节点会产生的错误：位错误、格式错误、ACK错误。

接收节点会产生的错误：填充错误、格式错误、CRC错误。

检测到错误后，发送错误标志
位错误、填充错误、格式错误或ACK错误产生后，错误标志在下一位发送。

CRC错误产生错误后，错误标志在ACK错误标志在下一位发送。

CAN节点的状态
每个节点都含有REC和TEC ，当接收错误产生时，REC增加，正确接收到数据帧，REC减少TEC类似，REC、TEC的数值会引发节点状态改变。

如果总线上只有一个节点，该节点发送数据帧后得不到应答，TEC最大只能计到128 即节点只会进入被动错误状态而不会进入总线关闭状态。

过载帧。