标签：字节 4.3 PGN PDU SAE 简析 SPN 编号 数据包
一、PDU
SAE J1939协议是美国汽车工程协会的推荐标准，它基于CAN总线，对扩展数据帧中仲裁场的29位标识符进行重新解释，帧的其他部分不变。它包含一个单一的协议数据单元PDU。
PDU的构成如下，不同的应用场景，个别位的解释可能会不同，但总体并不影响使用。
P：优先权，从最高0设置到最低7。
R/EDP：保留位/扩展数据页，以备后续开发使用。一般设置为0。
DP：数据页，选择参数群描述的辅助页，从页0开始分配，一般设置为0。
PF：PDU格式，它有两个功能，一是确定PDU的格式，PDU分为两种格式PDU1和PDU2。二是确定数据域对应参数群编号的域。参数群编号不仅用来标识命令、数据、请求、确认和否定外，还可以标识CAN多包发送的信息。
PS：PDU特定，它的定义取决于PDU的格式，如下图所示
目标地址用DA标识，全局目标地址（255）要求所有设备作为消息响应者做出监听和响应。
SA：源地址。
二、PGN
PDU中有一个重要的概念——参数群编号PGN，因为汽车中有许多参数，为了方便，把这些参数归类，把一些参数放入一个组中，而PGN就是用来描述这个组的编号的。知道了包中的PGN，我们就知道了这个包所传输的数据是什么。
PGN的组成如下图所示，PGN一共有24位，实际有效的位数只有1+1+8+8=18位，故剩余的6个高位全部补0。
下图具体分析了PGN的构成，非常重要：
首先PGN一共3个字节，
第1个字节的8-3位是填充位，都填充为0，位2是R，位1是DP，可以看到DP为0或1。
第2个字节是PF，它分为两段，一段是0-240，这一段中共有240个编号，因为PS是目的地址。但当PF是240-255时，这一段的编号就大大增加，因为此时PS不再是目的地址，而是扩展编号，即PF和PS一同表示编号，故编号数大大增加。
第3个字节是PS，它与PF息息相关，PF是0-240，PS是目的地址，PF是240-255，PS与PF一起共同表示编号。
三、SPN
SPN，特定参数，它就是用来表示具体的物理参数。比如SPN190=发动机转速、SPN513=扭矩。就是说一个SPN码代表了一个物理参数。
之前讲的PGN所代表的的参数组，就是由一个个的SPN组成的。例如PGN 61444=发送机控制器参数组，这个参数组里面包含了发动机转速、扭矩等。即PGN 61444=SPN 190+SPN 513+…。
而每个帧中数据的部分就是SPN的实际数据，假设PGN所代表的的参数组是由2个SPN构成的，第一个SPN为2字节，第二个SPN为3字节，那么这个帧数据的大小就是5字节。
四、多包发送
CAN总线一个帧最多只能发送8个字节，而SAE中的PDU支持0~64个字节，故超出8个字节，就需要多包发送，即传输协议功能。
发送者需要先请求发送消息RTS，RTS里面包含了整个消息的字节数，要传送的消息包数等。当节点接收到之后，需要响应一个CTS，CTS里面包含了想要接收的第一个数据包的序列编号等。而RTS和CTS都是用一种特殊的PGN，PGN=0xEC00。
RTS数据域的具体格式如下：
CTS数据域的具体格式如下：
一旦发送者接收到了CTS，就要开始发送数据，每一个数据包都是8个字节，第一个字节代表了数据包的序列编号，从1开始。而真正的有效数据字节只有7个。如果要发送的数据无法填充满8个字节，则用0xFF补全。数据包也是使用一种特殊的PGN，PGN=0xEB00。
数据包的具体格式如下：
下图是一个实际的传输过程
首先，发送者发送了一个RTS，控制字节是0x10，整个消息的字节大小为9，全部数据报数为2，PGN=0x001100。
其次，接收者响应了一个CTS，控制字节是0x11，接收的数据包数为2，要请求的数据包编号为1，PGN=0x001100。
后面紧跟着两个数据包，包编号分别为1和2，数据包的字节大小为9，余下的部分用0xFF补全。
通过查看PGN=0x001100发现，它确实是一个需要发送9字节的报文。
这里还没有消息结束应答包，有的CAN总线多包发送完后，有一个结束应答包。结束应答包的控制字节为0x13。
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