从代码角度看CAN网络层协议 ISO 15765-2 （二）

前言

测试软硬件环境：
CANoe 11 SP2
Win10 X64
ISO 15765-2 -2016
由于不同类型的总线运载数据的能力不同，比如CAN总线协议（包括CAN-FD）最多携带64个字节有效数据；Flexray 总线协议单帧做多携带254个字节有效数据；车载以太网？？？
而应用层ISO-14229规范定义单个功能请求传输可以大于4095个字节。所以来自应用层的数据在经过传输层，怎么将这些数据分解成多帧，以适应不同总线类型协议，这便是传输层协议要做的事。
比如ISO 15765-2 规范了CAN 总线类型TP层的传输协议，而ISO-10681-2则定义了Flexray 总线协议的传输层规范，今天我们要说的是ISO 15765-2
下图是数据传输的七层结构，ISO 15765-2所在的层级如下图

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前言
- 网络层协议数据报文的格式组成
- Address information(N_AI)
- Protocal control information (N_PCI) 协议控制信息
- - SF 单帧
  - FF 首帧
  - CF 连续帧
  - FC 流控帧
  - - FS 流控状态
    - Block Size (BS)
    - STmin 连续帧传输时间间隔
- 网络层定时参数（NetWork layer timing）
总结

网络层协议数据报文的格式组成

ISO 15765-2 的前面的章节是一些服务原语，理解起来晦涩，从第九章节开始是协议数据单元的格式

N_PDU 的解释:

N 是NetWork的缩写，即网络层的意思。
PDU:Protocal data unit 即协议数据单元

这种命名方式是标准的惯例，比如 ISO-14229 是应用层（application）,所以也会用A_PDU 表示

Address information(N_AI)

地址信息可以参考下图：

Protocal control information (N_PCI) 协议控制信息

在TP层，收到的PDU根据 N_PCI信息判断PDU类型
如下图，这张图应该是ISO-15765的核心了，当应用层数据多时，TP层会把长报文进行分段传输，根据分段的类型分为4种类型：首帧，流控帧，连续帧，最后帧。

下图的信息比较丰富，标准CAN 的 N_PCI的高4位决定 PDU的类型。后面会逐一讨论

SF 单帧

如上面的Table 9图，单帧根据CAN DL 的长度不同，N_PCI占用的字节数不同，
CAN_DL ≤ 8 （标准CAN）:高4位表示 N_PCIType ,低4位表示数据长度，可以最多携带 CAN_DL - 1个数据
CAN_DL ＞ 8 （CAN-FD）:第一个字节都表示 N_PCIType ,第二个字节表示数据长度，可以最多携带 CAN_DL - 2个数据

FF 首帧

如上面的Table 9图，首帧根据CAN DL 的长度不同，N_PCI占用的字节数不同，
CAN_DL ≤ 4095 : 需要2个字节表示N_PCI
CAN_DL ＞ 4095 : 需要6个字节表示N_PCI

CF 连续帧

如上面的Table 9图，高4位表示N_PCIType ,低4位表示序列号

序列号从0开始增加（第一个0在首帧里面）
紧接着流控帧的第一帧连续帧，序列号应该是1
序列号增加到15的时候，下一帧序列号是0

FC 流控帧

FlowControl用来调整发送端到接收端网络层的能力。这种流量控制方案允许使用诊断网关和子网

如上面的Table 9图，
第一个字节高4位表示N_PCIType ,低4位表示流控状态 FS ，表示接收方的状态，是否允许继续发送
第二个字节Block Size (BS) 表示接收方允许发送方在等待授权之前发送的n_pdu的最大数量，以继续发送以下的n_pdu
第三个字节SeparationTime minimum (STmin)表示发送端在两个CF n_pdu发送之间等待的最小时间。

FS 流控状态

FS是0，表示接收方一切正常，发送方可以继续发送连续帧
FS是1，表示接收方有点吃不消，发送方等一会（一个N_BS timer时间）再发送连续帧
FS是2，表示接收方缓存炸了，发送方你要终止发送

Block Size (BS)

告知发送方可以连续发送多少帧连续帧，一般情况设置为0，表示你发送方有多少数据，我接收方照单全收
如果接收方接受能力不足，可以设置BS为具体值。

STmin 连续帧传输时间间隔

告知发送方连续帧传输时间间隔设置为STmin

网络层定时参数（NetWork layer timing）

N_As超时：发送方没有及时发送N_PDU。
N_Ar超时：接收方没有及时发送N_PDU。
N_Bs超时：发送方没有接收到流控帧。
N_Cr超时：接收方没有收到连续帧。
N_Br超时：接收方没有发出流控帧。
N_Cs：即STmin，发送两个连续帧需要等待的最短时间。

总结

本章博客从ISO 15765-2 标准简要讲述CAN网络层多帧传输的重要参数和定义，我们接下来将在从代码角度看CAN网络层协议 ISO 15765-2 （二）中通过代码演示的方式让大家更加通俗的理解这些参数。

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