-
ISO 15765-2
（
2004
）
道路车辆——控制局域网络诊断——
第
2
部分：
网络层服务
ISO
15765
协议，定义了“道路车辆——局域网控制器（
CAN
）诊断”
，包含如下几个
部分：
——第一部分：总论。
——第二部分：网络层服务。
——第三部分：统一诊断服务具体的执行
——第四部分：排放相关系统的要求
概述
ISO15765-2
的协议，
定义车载诊断系统网络层要求，
提供在
CAN
数据链路层
（
< br>ISO11898
定义）上运行。虽说它最初设计是用在诊断系统上的，它同样适
用于其它需要网络层协议
的
CAN
通信
系统上。
为了达到诊断通信要求，
I
SO15765
协议是基于
ISO/IEC
7498
和
ISO/IEC 10731
的开
放互联系统基本参考模型建立的。该模型将通信系统分为七层，
< br>ISO15765
协议映射到该模
型上，分层如下：
——统一的诊断服务（第
7
层）
，在
ISO
15765-3
中定义。
——网络层
（第
3
层）
，在
ISO 15765-2
中定义。
——
CAN
服务层（第
1
，
2
层）
，在
ISO 11898
中定义。
如表
1
所示，
表
1
——对应
OSI
分层，扩展的及法规要求的
OBD
诊断规定
开放互联系统
（
OSI
）分层
诊断应用
应用层
表示层
会话层
传输层
网络层
数据链路层
物理层
汽车生产商扩展的诊断服务
用户定义
ISO 15765-3
N/A
ISO 15765-3
N/A
ISO 15765-2
ISO 11898-1
用户定义
法规要求的车载诊断系统
（
OBD
）
ISO 15031-5
ISO 15031-5
N/A
N/A
N/A
ISO 15765-4
ISO 15765-4
ISO 15765-4
应用层服务是由
ISO
15765-3
按照
ISO
14229-1
和
ISO 15031-5
建立的诊断服务制定
的，但
ISO 15765-3
协议不仅适用于上述的诊断服务项，也适用于大多数的国际标准及汽
车
生产商规定的诊断服务。
网络层服务由该部分的
ISO 15765
协议定义，并独立于物理层上的操作，物理层仅仅
是在法规的
OBD
上有规定。
道路车辆——控制器局域网（
CAN
）的诊断——
第二部分：
网络层
1
范围
这部分
ISO
15765
协议描述了在
ISO 11898
< br>定义的控制其局域网中裁剪的网络协议，
用于满足基于
C
AN
的车载网络系统。它是按照
ISO
14229-1
和
ISO 15031-5
建立的诊断服
务制定的，但该部分协议不仅适用于上述的诊断服务项，还适用于车载
内部其它的网络通
信。该协议描述的是未经最后确认的的通信。
2
参考的标准
下述的参考文档对于该文档的应用是必不可少的。
ISO 11898-1
，道路车辆——控制器局域网（
CAN
）——第一部分——数据链路层及物理信
号层
ISO/IEC 7498(
所有部分
)
，技术信息——开放互联系统——基本参考模型
3
术语，定义和缩略词
为编撰该文档目的，这些术语和定义已在
ISO
7498
中给出，以下缩略词术语同样适用。
BS
数据块大小
CF
连续帧
confirm
确认服务
ECU
电子控制单元
FC
流控制
FF
首帧
FF_DL
首帧数据长度
FS
流状态
indication
指示服务
MType
信息类型
N_AE
网络地址扩展
N_AI
地址信息
N_Ar
网络层时间参数：
Ar
N_As
网络层时间参数：
As
N_Br
网络层时间参数：
Br
N_Bs
网络层时间参数：
Bs
N_ChangeParameter
网络层服务项名称
N_Cr
网络层时间参数：
Cr
N_Cs
网络层时间参数：
Cs
N_Data
网络数据
N_PCI
网络协议控制信息
N_PCItype
网络协议控制信息类型
N_PDU
网络协议数据单元
N_SA
网络源地址
N_SDU
网络服务数据单元
N_TA
网络目标地址
N_TAtype
网络目标地址类型
N_USData
网络层无应答的数据段传输服务项名称
NWL
网络层
request
应答服务
r
接收者
s
发送者
SF
单帧
SF_DL
单帧数据长度
SN
顺序号
STmin
间隔最短时长
4
网络层总览
4.1
概述
该项主要描述网络层总体的功能。该部分的
ISO 15765
协议定义了未最后确认的网络
层通信协议。该协议用于网络节点
之间数据交互，例如从一个
ECU
到另一个
ECU
，或外部
诊断设备和一个
E
CU
之间的通信。如果要传送的数据超过了单个的
CAN
帧长度，则需要提
供拆分的方法。
为描述网络层的功能，它提供给高层的服务项及内部操作必须予以研究。
4.2
网络层提供给高层的服务项
该服务项
接口定义了一些由网络层提供使用服务项，例如，数据发送、数据接收及协
议参数设置。
已定义了两种类型的服务：
a)
通信服务项
以下定义的服务项，使发
送者最多能发送
4095
个字节的数据。
1
）
N_t
该服务项用于请求发送数据。如果有必要的话，网络层拆分这些数据。
2
）
N_USData_tion
该服务项用于通知上层被拆分的信息的首帧的接收。
3
）
N_tion
该服务项用于提供接收的数据至上层。
4
）
N_m
该服务项用于确认应答给上层，
表示请求服务项已经被执行
（成
功执行或不成功执
行）
。
b)
协议参数设置服务项
以下定义的服务项，使之能够对协议参数动态设置。
1
）
N_t
该项服务用于对特定内部参数的动态设置的请求
2
）
N_m
3
）该服务项用于确认应答给上层，
表示修改协议特定项的请求
已经被执行
（成功执行
或不成功执行）
。
4.3
网络层的内部操作
网络层的内部操作为实现对等实体间的通信提供了分段、
重组、
数据传输流控制方法。
网络层主要的任务是传递一帧或大于一帧的数据信
息。超过一帧的信息被分成多个部分，
每一个部分都以一个
CA
N
帧的形式被发送。
图
1
显示的是未被拆分的信息的传送的例子。
图
2
显示的是被拆分的信息传送的例子
流控制用来使发送端适应接收端网络层的接收能力。该流控制策略同
样适用于诊断网
关和通信子网。
5
网络层服务项
5.1
总览
所有的网络层服务项有统一的结构。为了定义这些服务项，三
类主要的服务项说明如
下：
——请求
服务，被更高的通信层或应用层使用，用于向网络层传递控制信息及要发送的数
据；
——指示服务，
被网络层使用，
用于向更高通信层或应用层传递状态信息及接收到的数据；
——确认服务，被网络层使用，用于向更高通信层或应用层传递状态信息。
这些服务说明没有指定具体的应用程序接口，而只是一些独立于具体实施的主要服务
项。
所有的网络层服务项有统一的结构形
式，服务项写成如下的形式：
service_ (
parameter A,
parameter B,
parameter C,
?
)
这里，
“
service_name
”
是指服务项名称，
例如，
N_SDU
，
“
type
”
指示了服务项的类型，
“
parameter
A,parameterB,parameter C,
?”则是
N_SDU
服务项传递的值。
服务
项定义了如何使服务的使用者
(
例如，诊断应用层
)
如何与服务的提供者（例如，网络
层）协同运行。
以下服务项已在国际标准中说明，请求，指示和确认。
——使
用请求服务项（
service_t
）
，服务使用者向服务提供者请求一项服务。
——使用指示服务
项
(service_tion)
，
服
务提供者通知服务使用者网络层的一
个内部事件或者一个对等实体的服务使用者的服务请
求。
——通过确认服务项（
serv
ice_m
）
，服务提供者通知服务的使用者，之前服务
使用者请求服务的结果。
5.2
网络层服务说明
5.2.1
N_t
该请求服务项是请求传递
数据及
字节数，
从发
送者到到对等实
体接收者，
通过在
N_
SA,N_TA,N_TAtype
及
N_AE
中的地址信息确认。
（参看
5.3
对参数的定
义）
。
N_t
服务项每次被启动，网络层应当通过一条
N_
m
服务
通知服务使用者信息传递的完成情况。
< br>（成功或失败）
N_t
（
Mtype
N_SA
N_TA
N_TAtype
N_AE
（可选的）
)
5.2.2
N_m
N_m
服务项由网络层发送，该服务项用于确定
N_t
服务的完
成情况，通过在
N_SA,N
_TA,N_TAtype
及
N_AE
中的地址信息确认。参数
提供请
求服务项的状态。
（参看
5.3
对参数的定义）
N_m
（
Mtype
N_SA
N_TA
N_TAtype
N_AE
（可选的）
)
5.2.3
N_USData_tion
N_USData_tion<
/p>
服务项由网络层发送。该服务项用于通知相邻上层接收到对
等实体
首帧数据已经到了。
通过在
N_SA,N_TA,N_TAty
pe
及
N_AE
中的地址信息确认。<
/p>
（参看
5.3
对参数的定义）这个指示项
发生在接收到拆分数据首帧的时刻。
N_USData_tion
（
Mtype
N_SA
N_TA
N_TAtype
N_AE
（可选的）
)
N_USData_tion
指
示
服
务
项
发
送
完
，
网
络
层
应
当
总
是
紧
跟
< br>着
发
送
一
个
N_tion
服务项，指示信息接收的完成情况。
（成功或失败）
N_USData_tion
指示服务项应当至友网络层发送指示信息段的首帧是否被正
确接
收。
如
果
网
络
层
监
测
到
首
帧
中
任
何
类
型
的
错
误
，
< br>该
信
息
应
当
被
网
络
层
忽
略
，
并且<
/p>
N_USData_tion
指示服务项不应当被发送至相邻的上
层。
如果网络层接收到首帧
中数据长度项的值
(FF_DL)
大于接收者缓冲区的数据，<
/p>
这应当被
认为是一个错误的条件并且
N_
USData_tion
指示服务项不应当被发送至相邻的
上层
。
5.2.4
N_tion
N_tion
服务项由
网络层发送。该服务项指示
事件并传递<
/p>
字节数的
至相邻的上层。这些信息通过同等实体间通过存放于
N_SA,N_TA,N_TAtype
及
N_AE
中标识的地址信息接收过来的。
当
值为
N_OK
时，
及
参数信息才有效。
N_tion
（
Mtype
N_SA
N_TA
N_TAtype
N_AE
（可选的）
)
N_tion
服务项是在接收到单帧（
SF
）信息或是指示拆分信息接收的完
成时发送。
如
果
网
络
层
检
查
到
单
帧
中
任
何
类
型
的
错
误
，
该
条
单
帧<
/p>
信
息
应
当
被
忽
略
并
且
N_USData_tion
指示服务项不应当
被发送至相邻的上层。
5.2.5
N_t
该服务项用于请求本地实体内部参数的修改。
参数值分配给
参数（参看
5.3
对参数的定义）
。
对
参
数
总
是
可
以
修
改
的
。
特
殊
情
况
是
在
应
用
层
接
收<
/p>
到
首
帧
的
指
示
服
务
项
（
N_USData_tion
）到接收（
N_tion
）服务项之间的时刻。
N_t
（
Mtype
N_SA
N_TA
N_TAtype
N_AE
（可选的）
)
这是一个可选服务项，可被固定的参数值实施代替。
5.2.6
N_m
该服务项用于确认
N_mat
ion
运用信息的完成情况，
这信息通过在
N_SA,N_TA,N_TAtype
及
N_AE
中的地址信息标识。
N_m
（
Mtype
N_SA
N_TA
N_TAtype
N_AE
（可选的）
)
5.3
服务项数据单元说明
5.3.1 Mtype, Message type
类型：枚举类型
范围：诊断，远程诊断
描述：参数<
/p>
Mtype
用于确定服务相中信息参数的类型及范围。该部分的<
/p>
ISO 15765
协议指
定了两个值标
识这个参数。文档使用者可通过指定其它的类型，也可通过文档中网络层使
用的其它地址
信息参数的组合来扩展这些值的范围。每新定义的一套地址信息，
Mtype
应
当赋予新值，标识新的地址信息。
——如果
Mtype =
诊断，
N_AI
地址信息应当包含参数
N_SA,
N_TA,
和
N_TAtype
。
——如果
Mtype
=
远程诊断，
N_AI
地址信息应当包含参数
N_SA,N_TA,
和
N_TAtype
，
和
N_AE
。
5.3.2
N_AI,
地址信息
5.3.2.1
N_AI
描述
该参数指的是地址信息
。
总的来说，
N_AI
参数用于确定信
息发送者和接收者的源地址
（
N_SA
）
，
目标地址（
N_TA
）
，也包含确定
(N_TAtype)
和可选择地址扩展（
N_AE
）的通信模式。
5.3.2.2
N_SA
网络源地址
类型：
1
字节的无符号整数
范围：
00-FF
16
进制
描述：
N_SA
参数代表发送者网络层实体
5.3.2.3
N_TA
，网络目标地址
类型：
1
字节的无符号整数
范围：
00-FF
16
进制
描述：
N_SA
参数代表接收者网络层实体
5.3.2.4
N_TAtype,
网络目标地址类型
类型：枚举类型
范围：物理的，功能的
描述：
N_TAtype
参数是对
N_TA
参数的扩展。它被网络层对等实体使用，代表通信模式。
两种通信模式说
明如下：
1
对
1
的通信，称为物理地址，
1
对多的通信称为功能地址。
——物理地址（
1
对
1
通信）网络层所有类型的信息都支持。
——功能地址（
1
对多通信）仅
仅对单帧的通信支持。
5.3.2.5
N_AE,
网络地址扩展
类型：
1
字节的无符号整数
范围：
00-FF
16
进制
描述：
N_AE
参数用于在大的网络上扩展现行的地址范围，用于子网中发送与接收网络层
实
体而不是本地网的通信。若
Mtype
设置为远程诊断时，
N_AE
仅仅是地址信息的一部分。
5.3.3
类型：
12
个
bit
位
范围：
1-4095
描述：该参数包含要发送或接收的数据长度。
5.3.4
类型：字符串
范围：不固定
描述：该参数包含与上层实体所有交互的数据
5.3.5
类型：枚举类型
范围：
STmin, BS
描述：该参数确定网络层的参数
5.3.6
类型：
1
字节无符号整数
范围：
0-255
描述：该参数分配
给协议参数
作为指示服务。
5.3.7
类型：枚举类型
范围：
N_OK, N_TIMEOUT_A,
N_TIMEOUT_Bs, N_TIMEOUT_Cr,
N_WRONG_SN,N_INVALID_FS,
N_UNEXP_PDU,
N_WFT_OVRN, N_BUFFER_OVFLW, N_ERROR
描述：
该参数包含服务项执行的结果状态。如果同时产生了两个或以上的错误，网络层应
该使用
下列错误指示中首先找到的参数值，发送给高层。
——
N_OK
该值表示服务执行完全
正确；它可同时由发送者和接收者发送至服务的使用者。
——
N_TIMEOUT_A
该值在定时器
N_Ar/N_As
超过
了定时值
N_Asmax/N_Armax
，发送给服务的使用
者；它
可同时由发送者和接收者发送至服务的使用者。
——
N_TIMEOUT_Bs
该值在定时器
N_Bs
超过了定时值<
/p>
N_Bsmax
，发送给服务的使用者；它仅能由发送者发
送至服务的使用者。
——
N_TIMEOUT_Cr
该值在定时器
N_Bs
超过了定时值<
/p>
N_Crmax
，发送给服务的使用者；它仅能由接收者发
送至服务的使用者。
——
N_WRONG_SN
该值在接
收到意外的连续的数值（
）时被发送至服务使用者；它仅能由接
收者
发送至服务的使用者。
——
N_INVALID_FS
该值
在从流控（
FC
）
N_PDU
接收到无效的或未知的流状态值时发送至服务的使用者；
它仅能由发送者
发送至服务的使用者。
——
N_UNEXP_PDU
该值在
接收到未知协议数据单元时发送给服务使用者，它仅能由接收者发送至服务的
使用者。<
/p>
——
N_WFT_OVRN
该值在接收到流控
WAIT
帧超过最大计数
N_WFTmax
时发送至服务使用者。
——
N_BUFFER_OVFLW
该值在接收到流控（
FC
）
N_PDU
状态
Flow = OVFLW
时发送
给服务的使用者。它用于指
示接收者缓冲区无法存储首帧中数据长度（
< br>FF_DL
）
，因此，该拆分数据的传递被丢弃。它
仅能由发送者发送至服务的使用者。
——
N_ERROR
这是一个默认的错误值。它是当检测到网络层错误并且没有其它更好的参数描述该项
错误时使用发送到服务使用者。它可同时由发送者和接收者发送至服务的使用者。
< br>
5.3.8
类型：
枚举类型
范围：
N_OK, N_RX_ON,
N_WRONG_PARAMETER, N_WRONG_VALUE
描述：该参数包含服务执行的结果状态信息
——
N_OK
该值表示服务执行完全正确；它可同时由发送者和接收者发送至服务的使用者。
——
N_RX_ON
该值发送给
服务使用者指示虽然
标识的信息接收到了，但服务没有
执行。它仅能
由接收者发送至服务的使用者。
——
N_WRONG_PARAMETER
< br>该值发送给服务的使用者表示由于未定义的
，
服务没有执行；
它可同时由
发送者和接收者发送至服务的使用者。
——
N_WRONG_VALUE
改制发送给服务的使用者表示由于
超出范围，服务没有执行，
它可同时由发送者和接收者
发送至服务的使用者。
6
网络层协议
6.1
协议功能
网络层协议协议有如下功能：
a)
发送
/
接收最多
4095
个字节的数据信息<
/p>
b)
报告发
送
/
接收完成状态。
6.2
单帧发送
（扩展及混合地址情况下）
最多发送
6
字节或（正常地址情况下）
7
字节数据，按照
N_PDU
格式发送
信息，称为单帧（
SF
）见图
3. <
/p>
最多
6
或
7
字节的接收通过
N_PDU
制式，
图
3
未拆分数据的例子
6.3
多帧发送
长信息的发送通过拆分信息
并通过多个
N_PDU
发送的形式。
长
信息的接收通过接受多
个
N_PDU
并
通过重组这些接受的数据。这多个
N_PDU
包括首帧（信息中
第一个
N_PDU
）及
连续帧（剩下的
所有
N_PDU
）
。
< br>
多
N_PDU
信息接收者有条
件按照它自己的接收能力通过使用流控协议数据单元（
FC
N
_PDU
）的流控机制调整传输流量。
——一个首帧协议数据单元（
FF N_PDU
）
，包括（扩展及混合地址情况下）
5
字节或（正常
地址情况下）
6
字节数据。
——一个多更多连续帧协议数据单元（
CF N_PDU
）
，包括
6
或
7
字节数据。
CF N_PDU
包括
剩下的字节数据，因此可以少于
6
或
7
字节的长度。
图
4
显示的是发送端拆分及接收端重组信息的
例子
说明：接收方发送的
FC
N_PDU
用于应答
FF
N_PDU
，这在图中没有显示。
图
4
—拆分与重组
信息的长度在首帧（
FF
N_PDU
）中被发送。所有的连续帧（
CF N_PDU
）都被发送方编号，
提供接收方以同样的顺序重组这些信息。
接收方通过流控机制
（见图
5
）
通知发送方接收能力。
由
于不同的节点有不同的接收能力，
发送方发送的流控通知接收方，接收方才能调整以适应
发送方接收能力。
该接收能力如下定义：
——块大小（
BS
）
：在授权继续发送其余的
N_PDU
之前，接收方允许发送方最大的
N
_PDU
个
数。
——间隔最短时长（
STmin
）
：发送方在发送两个连续帧间隔等待的最短时间。
图
5
流控机制
除了最后一个所有的块都包含
BS N_PDUs
。最后一个块包含剩余的
N_PDUs
（
<=BS
）
。
每一个发送者
/
接收者等待对方的
N_PDU
时，一个超时机制可用来检查发送失败。
通过
FC
N_PDUs,
接收者有权控制
CF N_PDUs,
用于延时对方的发送及当拆分数据超过接收
者缓冲区的时候，拒绝接收。
——
：继续
发送，授权继续发送
——
：请求继续等待
——
<
/p>
：缓冲溢出，用于指示拆分数据的首帧中字节个数信息超过了接收者可存储
的信息总量。
的值有个最大
限值：
N_WFTmax
。该参数是系统的常数，且不会在首个
FC
N_PDU
中
发送。
6.4
网络层协议数据单元
6.4.1
协议数据单元类型
不同节点的网络层
实体通过交互
N_PDUs
实现通讯。
该协议说明了网络层协议数据单元四种类型——单帧（
SF
N_PDU
）
，首帧（
FF N_PD
U
）
，连
续帧（
FC N_PDU
）——这些用于建立网络层对等实体通信，交互通信参数，传递通信
数据
及释放通信资源。
6.4.2
SF N_PDU
SF
N_PDU
通过单帧协议控制信息（
SF
N_PCI
）来标识，
SF N_PDU
应当由发送网络实体发送
至一个或多个接收网络实体。它应当通过单个的服务请求，传
递服务数据及未拆分信息。
6.4.3
FF N_PDU
FF
N_PDU
通过首帧协议控制信息（
FF
N_PCI
）来标识，
FF N_PDU
应当由发送网络实体在拆
分数据发送期间，发送至特定的接收网络实体。它用于标识拆
分数据首帧。接收网络实体
在接收到
FF
N_PDU
时，需重组这些拆分的信息。
6.4.4
CF N_PDU
CF
N_PDU
由连续帧协议控制信息标识
(CF
N_PCI)
。
CF N_PDU
传递
服务数据
的每个段（
N_Data
）
。发送实体发送所有的
N_PDUs
时，
FF
N_PDU
之后编码成
CF N_PDUs
。
接收实体在接收到最后一个
CF
N_PDU
时，重组这些信息并传递至服务的使用者。
CF
N_PDU
应当由发送网络实体在拆分数据发送期间，发送至特
定的接收网络实体。
6.4.5
FC N_PDU
FC
N_PDU
由流控协议控制信息
(FC
N_PCI)
标识。
FC
N_PDU
指示发送网络实体对
CF N_PDUs
的开始，停止或重传。它应当由接收网络层实体在准备好接收更多数据时，发送至发送网< p>
络层实体，在接收到如下情况的帧时
a)
FF
N_PDU,
或者
b)
一组连续帧的最后一个
FF
N_PDU
，如果另外的一组连续帧需要被发送的话。
FC N_PDU
也能在拆分数据发送期间，通知发送网络层实
体暂停
CF N_PDUs
的发送或者在检
测到首帧中数据（
FF_DL
）字长超过接收实体的缓冲区
时，中止发送。
6.4.6
协议数据单元域描述
6.4.6.1
N_PDU
格式
协议数据单元（
N_PDU
）使数据在两个或多个对等网络节点之间传递。所有的
N_PDUs
包含
了
3
个域，如下表
2
所示。
表
2
N_PDU
格式
地址信息
N_AI
协议控制信息
N_PCI
数据域
N_Data
6.4.6.2
地址信息
(N_AI)
N_AI
用于标识对等网络实体间的通信。
N_AI
信息在
N_SDU
—
N_SA,
N_TA, N_TAtype, N_AE
—中接收，应当复制包含在
P_PDU
中。如果接收到的
N_SDU
中
及
<
br>
信息很长，需要网络层拆分这些数据以发送完整的信息，
N_AI
应当被复制并包含在每一个
要发送的
N_PDU
中。
该域包含地址信息标识交互信息类型，数据交互的接收方和发送方。地址信息包含信息地
址。
注意：更详细的地址信息的描述，看
5.3.2
6.4.6.3
协议控制信息（
N_PCI
）
该
域标识交互的
N_PDUs
的类型。它也用来交互在网络层对等
实体通信的其它控制参数。
注意：
所有
N_PCI
参数更详细的说明见<
/p>
6.5
6.4.6.4
数据域（
N_Data
）
N_PDU
中的
N_Data
用于发送在
参数中
从服务使用者使用
N_t
服务接收的数据。如果必要的话，会在
网络发送之前拆分为更小的部分，以适应
N_PDU
数
据域。
N_Data
的大小依赖
N_PDU
的类型及地址格式的选取。
6.5
协议控制信息说明
6.5.1
N_PCI
所有的
N_PDU
通过
N
_PCI
来标识，见表
3
及图
4
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