K線診斷協議驅動器設計
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圖1 初始化過程
初始化之前K線處于空閑狀態，ECU禁止SCI功能并使能SCI的RXD引腳為IO模式，檢測到下降沿時通過定時器統計RXD引腳的IO低電平的持續時間，檢測到上升沿時開始統計RXD引腳的IO高電平持續時間，判斷是否為有效的WuP；也可以設置SCI的波特率為200bps，判斷是否能接收到數據0xf0（0xf0在總線上表現為5個0，5個1），檢測出正確的WuP后，使能SCI功能，設置波特率為10400bps，等待診斷儀發送的STC Request，接收到請求后返回STC Response肯定響應，建立診斷通訊。
2.3 定時管理
ISO14230定義了4個定時參數管理字節間定時和報文間定時，診斷儀和ECU需要共同遵守這些定時約束以保證正常的診斷通訊，表2給出了這4個定時參數的含義及取值區間。
參數變量 | 描述 | 最小值(ms) | 最大值(ms) |
P1 | ECU響應的字節間時間間隔 | 0 | 20 |
P2 | 診斷儀請求和ECU響應之間的時間間隔，或兩個ECU響應之間的時間間隔 | 25 | 50 |
P3 | ECU響應和診斷儀請求之間的時間間隔 | 55 | 5000 |
P4 | 診斷儀請求的字節間時間間隔 | 0 | 20 |
表2 定時參數
P1和P4是報文內字節間定時，P2和P3為報文間定時。診斷儀在初始化完成后或接收到診斷響應后需要在P3時間內發送診斷請求，否則ECU端退出診斷會話，斷開診斷通訊，K線協議驅動器重啟，等待診斷儀發出下一個WuP和STC Request。ECU在接收到診斷請求后，需要在P2時間內返回診斷響應， P2由ECU控制，通常采用25ms的固定值，當診斷請求報文中的Fmt字段指定目標地址為“功能地址”時，P2的取值需要用一個隨機數發生器來產生，因為對于功能尋址的診斷儀請求來說，可能多個ECU都會返回響應，如果采用固定的P2參數的話，可能會因為多個ECU競爭總線而出現總線沖突問題，P2采用隨機數，ECU不會在同一時間返回響應，從而避免了總線競爭問題。
3 協議驅動器測試
協議驅動器在Vector公司的CANoe軟硬件平臺上進行測試，進行基于K線的KWP2000服務測試時，將KWP2000.dll和KLineCPL.dll模塊加入CANoe仿真環境，CANoe模擬診斷儀節點，并使用一個代理節點來實現CAN網絡和K線之間的報文轉發，此時CANoe使用計算機的串口，并通過串口/K線轉換器與ECU相連，診斷實現框架如圖2所示。
圖2 K線診斷框架
與CAN總線診斷不同的是，K線診斷需要診斷儀通過初始化過程和ECU建立診斷通訊，診斷通訊的建立如圖3所示。建立診斷通訊后便可以像CAN診斷一樣進行診斷服務了，這方面論文很多，在此不再贅述。
圖3 建立診斷通訊
結語
本文實現的K線協議驅動器模塊經過嚴格測試, 能夠高效完成K線診斷，性能和穩定性達到預期設計要求。驅動器獨立于處理器和操作系統，具有良好的通用性和靈活性，可以方便得集成到應用程序中，具有很高的實用價值和借鑒意義。
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