6.3.3. Система бортовой самодиагностики (OBD) - общая информация

Контроллер не предназначен подключения к бортовым системам самодиагностики первого поколения (OBD I)! Стандарту VPW отвечают модели производства компании GM, PWM - Ford, ISO 9141-2 - азиатские и европейские модели.

Если противное не оговорено особо, все числа приведены в 16-ричном формате (hex). Десятичный формат обозначается меткой dec.

Существуют отдельные исключения из правил использования контрольного байта.

Данный случай является одним из немногих, когда контроллер не использует контрольный байт.

Существует множество исключений: так, например, при опросе некоторых моделей автомобилей Mazda может использоваться <фордовский> протокол PWM. Таким образом, при возникновении проблем передачи следует в первую очередь попытаться воспользоваться каким-либо другим протоколом. Выбор протокола производится передачей комбинации, состоящей из контрольного байта 41 hex и следующего непосредственно за ним байта, определяющего тип протокола: 0 = VPW, 1 = PWM, 2 = ISO 9141. Так, например, по команде 41 02 hex производится инициализация протокола ISO 9141.

Цифровой ключ имеет чисто информационное назначение. Следует заметить, что инициализация протоколов VPW и PWM происходит значительно быстрее, так как требует лишь передачи соответствующей информации контроллеру. На моделях, отвечающих стандарту ISO, инициализация занимает порядка 5 секунд, затрачиваемых на информационный обмен контроллера с бортовым процессором, производимый со скоростью 5 бод. Следует обратить внимание читателя, что на некоторых моделях автомобилей семейства ISO 9141 инициализация протокола приостанавливается, если запрос на выдачу данных не будет передан в течение 5-секундного интервала, - сказанное означает, что PC должен производить автоматическую выдачу запросов каждые несколько секунд, даже в холостом режиме.

После установки соединения и инициализации протокола начинается штатный обмен данными, состоящими из поступающих от PC запросов и выдаваемых контроллером ответов.

Порядок обмена данными

Функционирование контроллера при использовании протоколов семейства ISO 9141-2 и SAE (VPW и PWM) происходит по несколько различным сценариям.

Обмен по протоколам SAE (VPW и PWM)

При обмене данными по данным протоколам происходит буферизация лишь одного кадра данных, что означает необходимость конкретизации подлежащего захвату или возврату кадра. В некоторых (редких) случаях бортовой процессор может передавать пакеты, состоящие более чем из одного кадра. В такой ситуации запрос должен повторяться до тех пор, пока все кадры пакета не будут приняты.

Запрос всегда формируется следующим образом: [Контрольный байт], [Запрос по стандарту SAE], [Номер кадра]. Как уже упоминалось выше, контрольный байт обычно представляет собой число, равное полному количеству следующих за ним байтов. Запрос оформляется в соответствии со Спецификациями SAE J1950 и J1979 и состоит из заголовка (3 байта), последовательности информационных байтов и байта контроля ошибки (CRC) . Заметим, что в то время как информация по запросу формируется в строгом соответствии со Спецификациями SAE, потребителем контрольного байта и номера кадра является интерфейсный контроллер.

При успешном завершении процедуры ответное сообщение всегда имеет следующий формат: [Контрольный байт], [Ответ по стандарту SAE]. Контрольный байт, как и ранее, определяет количество следующих за ним информационных байтов. Ответ в соответствии с требованиями стандарта SAE состоит из заголовка (3 байта), цепочки информационных байтов и байта CRC.

При сбое высылается 2-байтное ответное сообщение: [Контрольный байт], [Байт состояния]. При этом в контрольном байте производится установка MSB. Четыре младших бита формируют число 001, свидетельствующее о том, что за контрольным следует единственный байт, - байт состояния. Данная ситуация может возникать достаточно часто, так как Спецификации допускают возможность невыдачи бортовым процессором данных, а также передачу неверных данных в случае, когда запрос не соответствует поддерживаемому производителями автомобиля стандарту. Возможна также ситуация, когда запрашиваемые данные отсутствуют в оперативной памяти процессора в текущий момент времени. Когда контроллер не получает ожидаемого ответа, или получает поврежденные данные, производится установка MSB контрольного байта, а следом за контрольным выдается байт состояния.

При коллизиях в шине интерфейс вырабатывает единственный байт 40 hex, являющийся контрольным байтом с обнуленным младшим битом. Подобная ситуация может возникать достаточно часто при загрузке автомобильной шины сообщениями более высокого чем у диагностических данных приоритета, - вычислительное устройство должно повторить исходный запрос.

Обмен по протоколам ISO 9141-2

Стандарт ISO 9141-2 используется большинством азиатских и европейских производителей автомобильной техники. Структура формируемого PC запроса мало чем отличается от используемой в стандартах SAE, с той лишь разницей, что контроллер не нуждается в информации о номере кадра и соответствующие данные присутствовать в пакете не должны. Таким образом, запрос всегда состоит из контрольного байта и следующей за ним цепочки информационных байтов, включающих в себя контрольную сумму. В качестве ответного сообщения контроллер просто ретранслирует сформированные бортовым процессором сигналы. Контрольный байт в ответном сообщении отсутствует, поэтому PC воспринимает поступающую информацию непрерывным потоком до тех пор, пока цепочка не прерывается паузой в 55 миллисекунд, сообщающей о завершении информационного пакета. Таким образом, ответное сообщение может состоять из одного или более кадров в соответствии с требованиями спецификаций SAE J1979. Контроллер не производит анализ кадров, не отбрасывает недиагностические кадры и т.д. PC должен собственными силами производить обработку поступающих данных с целью вычленения отдельных кадров путем анализа заголовочных байтов.

Ответы на большинство запросов состоят из единственного кадра.

Модификации, произведенные в интерфейсных контроллерах последних версий

Все информационные байты передаются в 16-ричном формате (hex). Символом XX означается неопределенный, зарезервированный или неопознанный байт.

Ниже приведены основные отличия процесса передачи данных по протоколам SAE и ISO 9141, характерные для интерфейсных контроллеров последних версий, а также порядок передачи данных по протоколу ISO 14230:

1) Стандарт ISO 9141: Добавлен адресный байт;
2) Стандарт ISO 9141: Осуществляется возврат не одного, а обоих ключевых байтов (дополнительный байт возвращается также в режимах SAE, однако здесь он не используется);
3) Добавлена поддержка протокола ISO 14230.

Установка соединения

Порядок установки соединения не изменился:

Отправка: 20
Прием: FF

Выбор протокола

Протокол выбирается в следующим образом:
VPW:
Отправка: 41, 00
Прием: 02, 01, XX
PWM:
Отправка: 41, 01
Прием: 02, 01, XX
ISO 9141:
Отправка: 42, 02, adr, где: adr - адресный байт (обычно 33 hex)
Прием: 02, К1, К2, где К1, К2 - ключевые байты ISO
Или:
82, XX, XX (ошибка инициализации ISO 9141)
ISO 14230 (быстрая инициализация):
Отправка: 46, 03, R1, R2, R3, R4, R5, где: R1 ÷ R5 - сообщение о начале запроса ISO 14230 на установку соединения, обычно R1 ÷ R5 = С1, 33, F1, 81, 66
Прием: S1, S2, :::, где S1, S2, ::: - сообщение о начале ответа ISO 14230 на установку соединения

Могут передаваться последовательно более одного ECU. В качестве ответа может использоваться отрицательный код ответа.

Типичный положительный ответ выглядит следующим образом: S1, S2, ::. = 83, F1, 10, С1, Е9, 8F, BD
ISO 14230 (медленная инициализация):
Аналогично ISO 9141

Замечание и комментарии

Если планируется использование контроллера для передачи данных лишь по какому-либо одному или двум из протоколов, лишние компоненты могут быть исключены. Например, при организации схемы под протокол VPW (GM) в проводе подключения контроллера к автомобилю потребуются лишь три жилы электропроводки (клеммы 16, 5 и 2).

Если не используется протокол PWM, могут быть исключены элементы R4, R6, R7, R8, R9, R10, Т1, Т2 и D1.

При отказе от обмена по протоколу ISO исключению подлежат элементы: R15, R16, R17, R18, R19, R21, Т4 и Т5.

Отказ от использования протокола VPW позволяет исключить следующие элементы: R13, R14, R23, R24, D2, D3 и Т3.

Применены угольно-пленочные резисторы с 5-процентным допуском сопротивления.

Обратите внимание на отсутствие кнопки аварийной перезагрузки (RESET), - в случае необходимости такая перезагрузка может быть произведена путем отсоединения контроллера от автомобильного разъема (перезагрузка интерфейсного процессора произойдет автоматически). Перезапуск программного обеспечения на PC приводит к повторной инициализации интерфейса.