ГОСТ Р ИСО 11783-4-2021
НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Тракторы и машины для сельского и лесного хозяйства
ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНАЯ СЕТЬ УПРАВЛЕНИЯ И ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ
Часть 4
Сетевой уровень
Tractors and machinery for agriculture and forestry. Serial control and communications data network. Part 4. Network layer
ОКС 65.060.01
Дата введения 2022-01-01
Предисловие
1 ПОДГОТОВЛЕН Федеральным государственным бюджетным учреждением "Российский институт стандартизации" (ФГБУ "РСТ") на основе собственного перевода на русский язык англоязычной версии стандарта, указанного в пункте 4
2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 284 "Тракторы и машины сельскохозяйственные"
3 УТВЕРЖДЕН и ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 21 октября 2021 г. N 1242-ст
4 Настоящий стандарт идентичен международному стандарту ИСО 11783-4:2011* "Тракторы и машины для сельского и лесного хозяйства. Последовательная сеть управления и передачи данных. Часть 4. Сетевой уровень" (ISO 11783-4:2011 "Tractors and machinery for agriculture and forestry - Serial control and communications data network - Part 4: Network layer", IDT).
Международный стандарт разработан Техническим комитетом ISO/TC 23 "Тракторы и машины для сельского и лесного хозяйства", Подкомитетом SC 19 "Сельскохозяйственная электроника" Международной организации по стандартизации (ИСО).
При применении настоящего стандарта рекомендуется использовать вместо ссылочных международных стандартов соответствующие им национальные стандарты, сведения о которых приведены в дополнительном приложении ДА
5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ
Правила применения настоящего стандарта установлены в статье 26 Федерального закона от 29 июня 2015 г. N 162-ФЗ "О стандартизации в Российской Федерации". Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе "Национальные стандарты", а официальный текст изменений и поправок - в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.rst.gov.ru)
Введение
Части с 1 по 14 серии стандартов ИСО 11783 устанавливают систему коммуникаций сельскохозяйственного оборудования, основанную на ИСО 11898-1 [1] и ИСО 11898-2 [2]. Документы SAE J 1939 [3], на части которых основаны стандарты серии ИСО 11783, были разработаны для совместного использования на грузовых автомобилях и автобусах, а также для применения в строительстве и сельском хозяйстве. Были разработаны общие документы, позволяющие использовать после минимальных изменений в сельскохозяйственном и лесохозяйственном оборудовании электронные блоки, соответствующие техническим условиям SAE J 1939 для грузовых автомобилей и автобусов. Настоящий стандарт согласован с SAE J 1939/31 [4]. Общая информация по всем частям серии стандартов ИСО 11783 приведена в ИСО 11783-1.
Цель стандартов серии ИСО 11783 состоит в предоставлении открытой взаимосвязанной системы для бортовых электронных систем. Стандарт предназначен для обеспечения связи электронных блоков управления (ECU) со всеми другими блоками в целях создания стандартной системы.
Международная организация по стандартизации (ИСО) привлекает внимание к тому факту, что заявление о соответствии настоящему стандарту может означать использование патента, относящегося к протоколу локальной сети контроллеров (CAN), ссылки на который производятся по всему документу.
ИСО не занимает какую-либо позицию в отношении существования, действительности и объема этого патента.
Держатель данного патента предоставил ИСО гарантии, что он желает провести переговоры о предоставлении лицензий на разумных и недискриминационных условиях претендентам во всем мире. Заявление держателя этих патентных прав в этом отношении зарегистрировано в ИСО. Информация может быть получена по следующему адресу:
Robert Bosch GmbH
Wernerstrasse 51
Postfach 30 02 20
D-70442 Stuttgart-Feuerbach
Germany.
Следует обратить внимание на возможность того, что некоторые элементы настоящего стандарта могут быть объектом патентных прав кроме вышеуказанных. ИСО не несет ответственности за определение каких-либо или всех таких патентных прав.
1 Область применения
Стандарты серии ИСО 11783 устанавливают технические условия на последовательные сети передачи данных, относящиеся к управлению и передаче сообщений в сельскохозяйственных и лесных тракторах, и в навесных, полунавесных, буксируемых или самодвижущихся орудиях. Цель стандартов серии ИСО 11783 заключается в стандартизации метода и формата передачи данных между датчиками, приводами, элементами управления, блоками для хранения или отображения информации, установленными на тракторе или машинах, или являющихся их частью. Настоящий стандарт описывает сетевой уровень, который устанавливает требования и службы, необходимые для связи между управляющими функциями (CF) в различных сегментах сети по ИСО 11783. В настоящем стандарте установлены различные типы межсетевых соединительных модулей.
2 Нормативные ссылки
В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты [для датированных ссылок применяют только указанное издание ссылочного стандарта, для недатированных - последнее издание (включая все изменения)].
ISO 11783-1, Tractors and machinery for agriculture and forestry - Serial control and communications data network - Part 1: General standard for mobile data communication (Тракторы и машины для сельского и лесного хозяйства. Последовательная сеть управления и передачи данных. Часть 1. Общий стандарт на мобильную передачу данных)
ISO 11783-2, Tractors and machinery for agriculture and forestry - Serial control and communications data network - Part 2: Physical layer (Тракторы и машины для сельского и лесного хозяйства. Последовательная сеть управления и передачи данных. Часть 2. Физический уровень)
ISO 11783-3, Tractors and machinery for agriculture and forestry - Serial control and communications data network - Part 3: Data link layer (Тракторы и машины для сельского и лесного хозяйства. Последовательная сеть управления и передачи данных. Часть 3. Уровень канала передачи данных)
ISO 11783-5, Tractors and machinery for agriculture and forestry - Serial control and communications data network - Part 5: Network management (Тракторы и машины для сельского и лесного хозяйства. Последовательная сеть управления и передачи данных. Часть 5. Управление сетью)
ISO 11783-7, Tractors and machinery for agriculture and forestry - Serial control and communications data network - Part 7: Implement messages application layer (Тракторы и машины для сельского и лесного хозяйства. Последовательная сеть управления и передачи данных. Часть 7. Прикладной уровень сообщений для управления орудием)
ISO 11783-9, Tractors and machinery for agriculture and forestry - Serial control and communications data network - Part 9: Tractor ECU (Тракторы и машины для сельского и лесного хозяйства. Последовательная сеть управления и передачи данных. Часть 9. Блок электронного управления трактора)
3 Термины и определения
В настоящем стандарте применены термины по ИСО 11783-1, а также следующие термины с соответствующими определениями:
3.1 адресное пространство (address space): Допустимый диапазон адресов в отдельной подсети.
Примечание - Когда NIU разделяет сегменты сети, совпадающие адреса могут использоваться на каждой стороне NIU.
3.2 соединение (connection): Создание динамических виртуальных адресов в NIU (межсетевом соединительном модуле) для отправки и получения сообщения между CF в различных сегментах сети, которые имеют различное адресное пространство.
3.3 межсетевой соединительный модуль; NIU (network interconnection unit): Электронный блок управления (ECU), используемый для соединения различных сетей или сегментов сетей.
3.4 порт (port): Интерфейс между сегментом сети и NIU.
Примечание - NIU имеет два или более порта, присоединенных к различным сегментам сети.
3.5 парный порт (port pair): Два порта NIU, отображающих направление передачи данных от одного сегмента сети к другому.
3.6 прозрачность (transparent): CF, которая предоставляет сервис другой CF без указания источника данного сервиса.
Примечание - Управляющим функциям не требуется указание о наличии соединяющего их NIU.
3.7 виртуальная CF (virtual CF): Кажущаяся CF, установленная NIU в одном сегменте сети, использующая ИМЯ, совпадающее с ИМЕНЕМ действительной CF из другого сегмента сети.
3.8 действительная CF (actual CF): CF, установленная непосредственно ECU в сегменте сети.
4 Описание
4.1 Роль межсетевого соединительного модуля (NIU)
4.1.1 Передача сообщений
4.1.1.1 Общие положения
Когда в сети существует несколько сегментов, NIU является средством передачи сообщений от одного сегмента к другому. Модуль передает отдельные сообщения между двумя или более портами, предназначенными по одному для каждого сегмента сети.
4.1.1.2 Задачи по передаче сообщений
В зависимости от типа (см. 4.2 и раздел 7), NIU может выполнять одну или более задач по передаче сообщений:
- пересылку (6.1);
- фильтрацию (6.2);
- переназначение адресов (6.3);
- переупаковку (6.4).
4.1.1.3 Основные критерии производительности
Существуют три основных критерия производительности для определения соответствия NIU требуемому применению:
- максимальное гарантированное количество передаваемых сообщений в секунду: если это количество меньше средних или пиковых нагрузок на сеть, сообщения могут быть потеряны;
- максимальное гарантированное количество фильтруемых сообщений в секунду: если это количество меньше количества одновременных запросов к базам данных, сообщения могут передаваться с существенной задержкой;
- максимальная задержка передачи: используется для определения максимальной задержки передачи сообщения от одной CF, получаемого другой CF в другом сегменте сети.
4.1.2 Управление базами данных
NIU может также поддерживать мост и управление базами данных (6.6), предоставляя доступ и конфигурируя внутренние базы данных в самом NIU.
Пример - Несмотря на то, что мост разделяет два сегмента сети и передачу сообщений в каждом из них, сеть считается единой сетью в отношении адресного пространства и ИМЕН, в результате связи через NIU.
4.1.3 Другие функции сетевого уровня
NIU могут выполнять также другие функции, кроме указанных в настоящей части ИСО 11783, указанные поставщиком или требуемые конфигурацией сети. Примеры таких функций приведены в ИСО 11783-1.
4.2 Роль сетевого уровня
Основной ролью сетевого уровня является управление передачей сообщений между сегментами сети. Сетевой уровень включает в себя различные типы NIU, которые могут предоставлять следующие сервисы:
- повторитель (7.1) пересылает сообщения;
- мост (7.2) фильтрует сообщения и управляет базой фильтров сообщений;
- маршрутизатор (7.3) использует преобразование адресов для отображения сегмента сети в качестве единой CF для других частей сети;
- шлюз (7.4) переупаковывает параметры в другие сообщения для упрощения передачи, приема и интерпретации управляющими функциями;
- специальный NIU, ECU трактора, соединяет CAN-шины машины и трактора на тракторе или самоходной машине (см. рисунок 1, 5.1.3 и ИСО 11783-9).
Наряду с функциями передачи сообщений, сетевой уровень предоставляет доступ и позволяет конфигурировать базы данных в самих NIU (4.1.2, 6.6 и ИСО 11783-1).
Примечание - NIU может также принимать участие в процедуре объявления адреса управляющей функцией в подсетях (ИСО 11783-5). В связи с тем, что использование маршрутизаторов или шлюза для связи с проприетарной подсетью зависит от условий применения, такие межсетевые соединительные модули не описаны в ИСО 11783. Специальные разъемы могут быть разработаны производителем компонентов, поставщиком подсистем или OEM (производителем оригинального оборудования).
На рисунке 1 показана топология типичной сети в сельском или лесном хозяйстве, использующей межсетевые соединительные модули последовательной сети управления и передачи данных. Максимальное число узлов для одной машины установлено в ИСО 11783-2 и максимальное кажущееся число управляющих функций для одного сегмента ограничено адресацией, как указано в ИСО 11783-5.
 |
Рисунок 1 - Типовая сеть по ИСО 11783
5 Требования
5.1 Межсетевой соединительный модуль (NIU)
5.1.1 Общие требования
Применяют следующее.
a) NIU должен обеспечивать гарантированное количество фильтруемых и пересылаемых сообщений.
b) NIU не должен превышать максимальные значения задержек передачи.
c) Для обеспечения избегания существенных задержек порядок приема сообщения одним портом и отправление его к другому порту должны соответствовать установленным приоритетам.
d) NIU должен передавать сообщения, имеющие высокий приоритет, перед передачей сообщений с более низким приоритетом.
e) NIU должен передавать сообщения, с учетом их приоритетов, в том же порядке, в котором они были получены.
f) Не следует использовать простую очередность сообщений "по мере поступления" (FIFO).
5.1.2 Общие рекомендации
Применяют следующее.
a) NIU должен обеспечивать возможность чтения и модификации базы данных фильтров.
b) NIU должен поддерживать управление базами данных путем обеспечения стандартного доступа к конфигурированию пересылки, фильтрации, преобразования адресов и переупаковки сообщений, поскольку они относятся к управлению соответственно мостом, маршрутизатором или
c) Во время работы NIU должен быть прозрачным для любой управляющей функции в сети.
5.1.3 ECU трактора
Специальный тип NIU, ECU трактора, расположенный между сетью трактора и сегментами машин, должен обеспечивать изоляцию и защиту тракторного сегмента сети. Аналогично шлюзу ECU трактора представляет трактор для любой управляющей функции в сети машин (см. рисунок 1).
5.2 Топология сети
Топология сети (6.7) должна обеспечивать единственный путь между управляющими функциями.
Примечание - Несмотря на то, что настоящая часть ИСО 11783 не требует обнаружения петель сети или предотвращения одновременного создания дублирующихся сообщений, обеспечение отсутствия петель сети является обязанностью OEM. Резервные сегменты шины могут быть использованы для обеспечения отказоустойчивости, но предоставление алгоритмов для обнаружения, выбора и автоматической перенастройки пути пересылки сообщений является обязанностью поставщика NIU.
5.3 Сетевая адресация
Уровень канала передачи данных сети (ИСО 11783-3) обеспечивает 256 адресов. Теоретическое число управляющих функций, допустимое в сети, 254, тогда как ноль и глобальный адрес не используются. Электрическая нагрузка на CAN-шину от каждого электронного блока управления может ограничивать число узлов, присоединенных к сети (ИСО 11783-2).
6 Функции межсетевого соединительного модуля
6.1 Пересылка
NIU пересылает кадры сообщений между двумя или более портами (один порт на каждый сегмент сети). Порядок кадров, полученных одним портом и переданных на другой порт, должен сохраняться, с учетом уровня приоритета. NIU должен пересылать все полученные сообщения с более высоким приоритетом перед пересылкой сообщений с низким приоритетом. В ином случае все сообщения, отправляемые на определенный порт, могут быть существенно задержаны. Простая очередь (FIFO) не должна использоваться для выполнения данного требования.
Когда NIU пересылает (см. 7.1 - повторитель и 7.2 - мост) сообщение в другой сегмент сети в том же адресном пространстве, он использует адрес, идентичный адресу оригинального сообщения. Обычно это не вызывает проблем с распределением, так как NIU не передает сообщение сегменту, из которого оно пришло, и, кроме того, адреса являются уникальными в данной сети ИСО 11783.
Единственным исключением является случай, когда сообщение с запросом адреса направляется в сегмент, в котором другая CF одновременно запрашивает тот же адрес. В такой маловероятной ситуации NIU должен остановить автоматическую передачу в CAN-шине. В ином случае в NIU возникнут многократные конфликты адресов и он перейдет в состояние "шина отключена", прекратив пересылку других сообщений до тех пор, пока NIU не выйдет из состояния "шина отключена".
NIU может начать пересылать сообщения от одного сегмента к другому до того, как NIU запросил адрес (т.е. не проводить преобразование адресов), если работает в режиме повторителя или моста.
Примечание - До тех пор, пока NIU не выполнил последовательность запуска и не подключился к сети, подсеть и подсоединенные к ней управляющие функции не могут получать другие сообщения.
6.2 Фильтрация
6.2.1 Общие положения
Для функции фильтрации сообщения, пересылаемые Транспортным Протоколом, Расширенным Транспортным Протоколом, Быстрым Пакетом или другим способом объединения сообщений, должны обрабатываться в соответствии с номером группы параметров (PGN) содержащихся сообщений. Если PGN содержащихся сообщений определены для фильтрации, обработка сообщений должна проводиться в соответствии с определенным фильтром.
6.2.2 Режим блокирования
В режиме блокирования фильтруемых сообщений (0) NIU по умолчанию пересылает все сообщения (7.2). Использование шины (трафик) может быть выше в каждом сегменте шины, но, если оно находится в допустимых пределах, алгоритм фильтрации сообщений не будет запущен. База данных фильтров в NIU может содержать записи идентификаторов (значения PGN) для сообщений, которые не должны пересылаться (блокироваться). Данный режим может использоваться для уменьшения общего трафика шины в сегменте и является предпочтительным режимом работы для мостов, соответствующих ИСО 11783. Записи базы данных фильтров обычно создаются во время сборки или первичной конфигурации и сохраняются в энергонезависимой памяти.
6.2.3 Проходной режим
В проходном режиме (1) NIU по умолчанию не пересылает сообщения (7.2). Для пересылки сообщения должна существовать запись с конкретным идентификатором (значением PGN) для данного конкретного сообщения. Данный режим лучше всего подходит для портов в NIU, которые связывают подсети, выполняющие определенные функции. Требуется предварительное знание CF и функций всей сети или чтобы CF могли добавлять записи в базу данных фильтров, и в данном случае от NIU может потребоваться больше памяти и вычислительной мощности, если он предназначен для размещения большой базы данных фильтров. Кроме того, некоторые записи в базе данных должны быть постоянными (то есть сконфигурированными для постоянного присутствия), чтобы соответствующие сообщения всегда передавались по всей сети. Типичные приложения - управление сетью, диагностика и глобальные запросы.
6.3 Преобразование адресов
NIU может обеспечивать преобразование адресов отдельных сообщений (7.3), разрешая использование одного адреса для ссылки на конкретный сегмент (машину) даже без знания конкретного адреса функции (освещения) в сегменте. Для этого должна существовать база данных преобразования адресов, чтобы посредством таблицы "поиска" идентифицировать соответствующий адрес источника или адрес назначения. NIU должен иметь действующий объявленный адрес, прежде чем сможет предоставить данный сервис.
6.4 Переупаковка сообщений
NIU может переупаковывать сообщения (7.4) при передаче их от одного сегмента к другому. Это обеспечивает возможное снижение нагрузки на шину путем увеличения количества полезных параметров в каждом сообщении, при снижении количества различных сообщений, получаемых каждой CF. Для определения порядка переупаковки сообщений должна существовать база данных или процедура переупаковки.
6.5 Сетевое сообщение
6.5.1 PGN сетевого сообщения
PGN сетевого сообщения приведены в таблице 1.
Таблица 1 - Сетевое сообщение
Имя группы параметров | Сеть |
Определение | Используется для доступа к параметрам и базам данных NIU |
Частота повторения передач | По запросу пользователя, не должно превышать 5 раз в секунду |
Длина сообщения | Переменная |
Расширенная страница данных | 0 |
Страница данных | 0 |
Формат PDU | 237 |
Особое поле PDU | Адрес назначения |
Приоритет по умолчанию | 6 |
PGN | 60672 (00ED00  ) |
Сетевое сообщение предоставляет средства.
- для доступа и настройки базы данных;
- доступа к адресам портов;
- доступа к статусу и статистике в NIU;
- открытия и закрытия соединения между сегментами сети.
Когда запрос или команда имеют конкретное назначение (т.е. не глобальное), требуется ответ, даже если он является только подтверждением, указывающим, что конкретный код функции не поддерживается или не может быть выполнен. После отправки запроса или команды CF должна дождаться ответа или не получить ответ в течение определенного времени перед отправкой другого запроса или команды (см. ИСО 11783-3). В случае многопакетных PGN несколько кадров данных CAN могут возникать в результате одного запроса.
6.5.2 Функции сообщения
Первый байт в поле данных сетевого сообщения используется для идентификации функции, которую должен выполнить получатель сообщения. Функции и их соответствующие коды перечислены в таблице 2.
Таблица 2 - Описание функции сообщения
Номер подпункта | Определение | Направление | Код функции |
6.6.2.3.1 | Запрос копии базы данных фильтров | От CF к NIU | 0  |
6.6.2.3.2 | Ответ на запрос копии базы данных фильтров | От NIU к CF | 1 |
6.6.2.3.3 | Добавление записи в базу данных фильтров | От CF к NIU | 2 |
6.6.2.3.4 | Удаление записи из базы данных фильтров | От CF к NIU | 3 |
6.6.2.3.5 | Очистка записи из базы данных фильтров | От CF к NIU | 4 |
Устаревший, не для использования | Не применимо | 5 | |
6.6.2.3.6 | Создание записи базы данных фильтров | От CF к NIU | 6 |
6.6.2.3.7 | Запрос на добавление ИМЕН в базу данных фильтров | От CF к NIU | 7 |
Резервный | Не применимо | 8 - 63 | |
6.7.2.1 | Запрос списка доступных адресов | От CF к NIU | 64 |
6.7.2.2 | Ответ на запрос списка доступных адресов | От NIU к CF | 65 |
6.7.2.3 | Запрос списка доступных адресов и ИМЕН | От CF к NIU | 66 |
6.7.2.4 | Ответ на запрос списка доступных адресов и ИМЕН | От NIU к CF | 67 |
Резервный | Не применимо | 68 - 127 | |
6.8.3.1 | Запрос общих параметров NIU | От CF к NIU | 128 |
6.8.3.2 | Ответ на запрос общих параметров NIU | От NIU к CF | 129 |
6.8.3.3 | Команда на изменение общих параметров | От CF к NIU | 130 |
6.8.4.1 | Запрос специальных параметров NIU | От CF к NIU | 131 |
6.8.4.2 | Ответ на запрос специальных параметров NIU | От NIU к CF | 132 |
6.8.4.3 | Команда на изменение специальных параметров | От CF к NIU | 133 |
Резервный | Не применимо | 134 - 191 | |
6.9.5.1 | Запрос на открытие соединения | От CF к NIU | 192 |
6.9.5.2 | Ответ на запрос открытия соединения | От NIU к CF | 193 |
6.9.5.3 | Запрос на закрытие соединения | От CF к NIU | 194 |
6.9.5.4 | Ответ на запрос закрытия соединения | От NIU к CF | 195 |
Резервный | 196 - 255 |
6.5.3 Номера портов
6.5.3.1 Общие положения
Номера портов представлены полубайтом для каждого пронумерованного порта, как указано в таблице 3.
Таблица 3 - Номера портов
Номер порта | Определение |
0 | Локальный |
с 1 по 14 | Назначаемый |
15 | Глобальный (все порты) |
Порт номер 0 (локальный) используется для разрешения CF направлять сообщение в и из NIU, когда номер порта неизвестен. Сообщение направляется на "локальный" порт, который принимает сообщение.
Порт номер 15 (глобальный) используется для направления сообщения CF в NIU, при этом CF не требуется знать номера портов NIU.
6.3.5.2 Парные порты (откуда/куда)
Когда требуется назначением сообщения, второй байт сетевого сообщения используется для определения направления сообщений между портами. Наименее значимый полубайт (биты 3-0) байта идентифицирует порт "куда", а наиболее значимый полубайт (биты 7-4) идентифицирует порт "откуда".
Если какой-либо из номеров парных портов (откуда/куда) установлен "глобальный", может быть предоставлено несколько ответов от NIU для каждой пары портов.
6.6 Управление базами данных
6.6.1 Общее
Должен быть предусмотрен стандартный метод для доступа и настройки различных баз данных в межсетевом соединительном модуле, включая параметры устройства (состояние и статистику) и топологию сети. Все соответствующие функции должны использовать энергонезависимую память для сохранения значений данных при отключении питания. Это особенно важно при использовании постоянной базы данных фильтров.
Примечание - В настоящем стандарте не установлены требования к отдельной динамической базе данных фильтров, очищаемой при отключении питания для простой настройки при добавлении и удалении CF из сети.
6.6.2 Настройка базы данных фильтров межсетевого соединительного модуля
6.6.2.1 Способы настройки базы данных фильтров сообщений
База данных фильтров сообщений может быть настроена следующими способами.
a) Изготовитель поставляет NIU с фиксированной базой данных фильтров. Мост позволяет изготовителю предварительно настраивать базу данных фильтров во время изготовления. В данном случае требуется заранее знать полную конфигурацию сети, включая все управляющие функции и сообщения, и нет возможности внесения дополнений или изменений в сеть без изменения настроек NIU во время обслуживания.
b) Мост настраивается по сети с использованием диагностических инструментов как часть обслуживания.
c) NIU настраивается в любое время любой CF в сети. Может быть необходима отдельная процедура безопасности для включения возможности модификации баз данных, и ограничения доступа к изменению настроек будут зависеть от приложения.
К каждой записи базы данных фильтров для записей, созданных с использованием функции управления базой данных N.MFDB_Create_Entry (см. таблицу 5), должно быть добавлено ИМЯ. Данное ИМЯ представляет CF, которая разместила запись, и только то же ИМЯ сможет удалить эту запись. Это не препятствует тому, чтобы управляющие функции вводили конфликтующие запросы, но позволяет избежать непредусмотренного удаления записей. Тем не менее должны быть приняты меры, позволяющие не применять данное требование при использовании диагностических инструментов.
Каждая запись базы данных фильтров идентифицирует PGN для фильтрации и помечает его либо для пересылки, либо для блокирования (6.2.2 и 6.2.3). Также должна быть идентифицирована пара портов (направление), необходимая для ограничения трафика в конкретные подсети, позволяя при этом пересылать с них конкретные сообщения.
Когда установлено значение 15 (глобальный) любого из пары (откуда/куда) номеров портов, сообщение может быть направлено, даже когда номер порта NIU неизвестен, из-за множественных ответов от NIU для каждой пары портов.
NIU должен быть способен настраивать базу данных фильтров, используя методы идентификации локального (0) или глобального (15) порта.
Пример - ECU трактора фильтрует показатели двигателя от передачи их в сегмент сети машины, но позволяет запросам из сегмента сети машины быть пересланными к трактору.
6.6.2.2 Режимы фильтра
Режимы фильтра для PGN, перечисленных в базе данных фильтров, определяются значением байта режима фильтра по таблице 4.
Таблица 4 - Режимы фильтра
Значение | Определение |
0 | Блокировка отдельных PGN (по умолчанию=пропускаются все) |
1 | Пропуск отдельных PGN (по умолчанию=блокируются все) |
2 - 255 | Резервные |
6.6.2.3 Сообщения для конфигурирования базы данных фильтров сообщений
6.6.2.3.1 Запрос копии базы данных фильтров (N.MFDB_Request)
N.MFDB_Request позволяет CF запросить копию базы данных фильтров сообщений для пересылки к ней от NIU.
Частота повторения сообщения: По запросу
Длина сообщения: 8 байт
Запрос копии базы данных фильтров
Байт 2 Парные порты
биты 3-0 порт "куда"
биты 7-4 порт "откуда"
6.6.2.3.2 Ответ на запрос копии базы данных фильтров (N.MFDB_Response)
Ответное сообщение NIU на запрос базы данных фильтров включает в себя записи фильтруемых PGN и их режимы фильтров.
Частота повторения сообщения: По запросу
Длина сообщения: Переменная
Байт 2 Парные порты
биты 3-0 порт "куда"
биты 7-4 порт "откуда"
Байт 3 режим фильтра
Байты 4-n записи PGN
6.6.2.3.3 Команда добавления записи в базу данных фильтров (N.MFDB_Add)
Данное сообщение для добавления одной или нескольких записей в базу данных фильтров NIU. Если порт "Кому" задан как глобальный, соответствующая запись или записи должны быть сделаны в базе данных фильтров, чтобы выполнить требуемое действие для каждой пары портов. Любая CF, использующая данное сообщение, должна предварительно знать режим фильтрации соответствующей базы данных фильтров, прежде чем делать запись, потому что режим фильтрации не включен в эту команду и не может быть изменен без очистки и перестройки базы данных для данной пары портов. Подтверждение команды предоставляется сообщением подтверждения (PGN 59392).
Частота повторения сообщения: По запросу
Длина сообщения: Переменная
Байт 2 Парные порты
биты 3-0 порт "куда"
биты 7-4 порт "откуда"
Байты 3-n записи PGN
6.6.2.3.4 Команда удаления записи из базы данных фильтров (N.MFDB_Delete)
Данное сообщение для удаления одной или нескольких записей из базы данных фильтров NIU. Подтверждение команды предоставляется сообщением подтверждения (PGN 59392).
Частота повторения сообщения: По запросу
Длина сообщения: Переменная
Байт 2 Парные порты
биты 3-0 порт "куда"
биты 7-4 порт "откуда"
Байты 3-n записи PGN
6.6.2.3.5 Команда очистки базы данных фильтров (N.MFDB_Clear)
Данное сообщение для очистки одной или более баз данных фильтров для указанных парных портов и направления. Подтверждение команды предоставляется сообщением подтверждения (PGN 59392).
Частота повторения сообщения: По запросу
Длина сообщения: 8 байт
Байт 2 Парные порты
биты 3-0 порт "куда"
биты 7-4 порт "откуда"
6.6.2.3.6 Команда создания записи базы данных фильтров (N.MFDB_Create_Entry)
Данное сообщение создает одну или несколько записей в базе данных фильтров. Если порт "Куда" задан как глобальный, в базе данных фильтра можно сделать несколько записей, по одной для каждой пары портов, содержащей порт "Откуда". Режим фильтра включен в эту команду, чтобы указать, предназначена ли новая запись для блока или прохода. Режим фильтра, включенный в сообщение, не может изменить существующие режимы фильтра для пары портов. Рекомендуется, чтобы эта команда возвращала ошибку запрашивающей стороне, если команда N.MFDB_Create_Entry была предпринята в неочищенной базе данных. Использование команды N.MFDB_Add является достаточным и (наряду с устареванием команды Set_Mode) должно исключить возможность запроса на ввод записей с разными режимами в одной записи базы данных. Подтверждение команды обеспечивается сообщением подтверждения (PGN 59392).
Частота повторения сообщения: По запросу
Длина сообщения: Переменная
Байт 2 Парные порты
биты 3-0 порт "куда"
биты 7-4 порт "откуда"
Байт 3 Режим фильтра
Байты 4-n записи PGN
6.6.2.3.7 Запрос на добавление ИМЕНИ в базу данных фильтров (N.MFDBNQ_Add)
Эта команда используется для фильтрации сообщений на основе PGN сообщения и ИМЕНИ источника.
Ее можно применять либо к общему адресному пространству, либо к отдельным адресным пространствам. Когда сообщения пересылаются из сегмента с другим адресным пространством, если открытое соединение не установлено (см. 6.9), NIU пересылает сообщения со своим собственным адресом в качестве адреса источника. Если с отправляющим CF установлено открытое соединение (6.9.5.1), в пересылаемом сообщении используется SA виртуальной CF.
Сообщения PDU2 и сообщения PDU1, адресованные глобальному адресу, могут фильтроваться через мост. CF или сервисный инструмент может запросить NIU передать сообщения на основе соответствия между PGN и идентификацией источника. Идентификатор устанавливается запрашивающей стороной, определяющей 64-разрядное ИМЯ и 64-разрядную квалификационную маску желаемого источника. Затем NIU связывает эту идентификацию с адресом источника из своей таблицы адресов/ИМЕН источников.
К пересылаемым сообщениям может быть применено снижение скорости передачи данных. Это обеспечивает настройке фильтра CF возможность указать максимальную частоту обновления для сообщения независимо от частоты обновления в исходной сети. Для переадресованных сообщений должны использоваться самые последние данные.
Данное командное сообщение создает запись базы данных фильтра, которая квалифицируется полем ИМЯ, а также PGN. Максимальная скорость передачи может быть указана дополнительно.
Частота повторения сообщения: По запросу
Длина сообщения: Переменная
Байт 2 Парные порты
биты 3-0 порт "куда"
биты 7-4 порт "откуда"
Байт 3 Режим фильтра
Байт 4 Зарезервировано
Байт (t) 5 Максимальная частота передачи
0=Зарезервировано
1-250=сообщений в секунду для данного PGN
251-254=для использования ИСО
255=Снижение частоты не указано
Байт (р) 6-8 записи PGN
Байт (d) 9-16 Желаемое ИМЯ источника - ИМЯ CF, от которой принимаются PGN
Байт (n) 17-24 Подтверждение ИМЕНИ - 64-битная маска, используемая для подтверждения ИМЕНИ источника
1 в позиции любого бита показывает, что бит в поле ИМЕНИ источника должен совпадать с соответствующим битом в желаемом ИМЕНИ источника.
0 в позиции любого бита показывает, что бит в поле ИМЕНИ источника не требует совпадений
Дополнительные байты t, р, d и n повторяются по запросу для различных записей.
Таблица 5 - Пример доступа к базе данных фильтров
Функция | Идентификатор | Данные | |||||||||
PRI | EDP | DP | PF | DA | SA | Контрольный код | Парные порты | Режим фильтра | PGN | Зарезерви- рованные байты | |
N.MFDB_Request | 110 | 0 | 0 | 237 | 240 | 249 | 0 | 12 | FF | FFFFFF | FFFF |
N.MFDB_Response | 110 | 0 | 0 | 237 | 249 | 240 | 1 | 12 | 00 | 00FEE3 | FFFF |
6.7 Информация о топологии сети
6.7.1 Общие положения
Все межсетевые соединительные модули, соответствующие настоящему стандарту, должны быть прозрачными для других CF в сети. Знание топологии сети может быть необходимо для правильной настройки баз данных. Сообщения, определенные в 6.7.2, предоставляют возможность получить эту недостающую информацию.
Номер порта, содержащийся в наименьшем значимом полубайте байта данных, используется для идентификации адресов, связанных с портами NIU. Если в сети имеется более одного NIU, он может идентифицировать только порт, в котором расположен адрес источника. Конкретный адрес источника может находиться в удаленном сегменте шины, и ответы от каждого из NIU должны сравниваться, чтобы определить, какой сегмент локальной шины содержит данный адрес источника. Сначала устройство должно выполнить запрос на адрес, а затем составить список адресов источников, связанных с каждым портом.
Примечание - В качестве времени истечения запроса адреса установлено 300 мс (время задержки одного межсетевого соединительного модуля плюс время ответа CF).
6.7.2 Сообщения топологии сети
6.7.2.1 Запрос списка адресов источников (N.NT_Request)
Данное сообщение не рекомендовано для новых разработок. См. 6.7.2.3.
N.NT_Request позволяет CF запросить список адресов источников через порт NIU. Данный запрос может быть использован, когда парные порты находятся в одном адресном пространстве, а запрашивающая функция пытается определить физическое расположение или топологию портов относительно NIU. В случае моста все запросы адресов появляются по обе стороны от NIU, так что запрашивающая функция может использовать данный запрос для определения принадлежности портов к сегментам сети.
Частота повторения сообщения: По запросу
Длина сообщения: 8 байт
Байт 2 Парные порты
биты 3-0 Номер порта
6.7.2.2 Ответ на запрос списка адресов источников (N.NT_Response)
Данное сообщение не рекомендовано для новых разработок. См. 6.7.2.4.
Ответное сообщение NIU на запрос списка адресов источников включает в себя записи адресов источников. Данный ответ может быть использован, когда парные порты находятся в одном адресном пространстве, а запрашивающая функция пытается определить физическое расположение или топологию портов относительно NIU. В случае моста все запросы адресов появляются по обе стороны от NIU, так что запрашивающая функция может использовать данный ответ для определения принадлежности портов к сегментам сети.
Частота повторения сообщения: По запросу
Длина сообщения: Переменная
Байт 2 Парные порты
биты 3-0 Номер порта
Байты 3-n Записи адресов источников
6.7.2.3 Запрос списка адресов источников и ИМЕН (N.NTX_Request)
Запрос списка адресов источников и ИМЕН позволяет CF запрашивать список адресов источников и связанных ИМЕН на порте NIU. Данное сообщение топологии сети используется, когда запрашиваемая топология сегмента сети не является частью того же адресного пространства, что и запрашивающая функция, то есть NIU выступает в качестве маршрутизатора для данной пары портов. Таким образом, запрашивающая функция не увидит заявленные адреса рассматриваемого сегмента сети. Запрос не разрешен для глобального номера порта.
Частота повторения сообщения: По запросу
Длина сообщения: 8 байт
Байт 2 Парные порты
биты 3-0 Номер запрашиваемого порта (0-14)
6.7.2.4 Ответ на запрос списка адресов источников и ИМЕН (N.NTX_Response)
Ответное сообщение NIU на запрос списка адресов источников и ИМЕН включает в себя записи адресов источников и ассоциированных ИМЕН в сегменте сети, ассоциированном с определенным портом, включая адрес и ИМЯ, заявленные NIU.
Частота повторения сообщения: По запросу
Длина сообщения: Переменная
Байт 2 парные порты
Биты 3-0 Номер запрашиваемого порта (0-14)
Байт 3 Количество пар "адрес источника/ИМЯ" (Номер порта) сообщаемых для текущего порта
Байт 4 Первый адрес источника
Байты 5-12 ИМЯ, ассоциированное с первым адресом источника
Байт 13 Второй адрес источника
Байты 14-21 ИМЯ, ассоциированное со вторым адресом источника
Повторять до передачи 9-байтной пары "адрес источника/ИМЯ" для запрашиваемых номеров портов
6.8 Параметры межсетевого соединительного модуля
6.8.1 Общие положения
Существует два набора функций сообщений для доступа к параметрам NIU (состояние и статистика). Эти параметры определены в таблице 6. Доступ к общим параметрам, применимым для NIU, осуществляется с помощью сообщений общих параметров. Доступ к параметрам конкретной пары портов NIU осуществляется с помощью сообщений специальных параметров. Их допустимые диапазоны значений соответствуют ИСО 11783-7 со значениями всех битов "1" для обозначения "не применимо", и каждым номером параметра длиной 1 байт.
Параметры в списке ответов находятся в том же порядке, что и идентификаторы параметров в списке запросов (разделители не требуются, поскольку все параметры и идентификаторы параметров имеют фиксированную длину). Хотя ответ на сообщение с запросом должен быть получен до того, как на данный адрес может быть отправлен другой запрос, данный запрос может быть о нескольких параметрах.
Рекомендуется использовать запрос параметра 0, который в ответ сообщает весь список параметров.
Таблица 6 - Параметры NIU (состояние и статистика)
Возможность сброса значения | Иденти- фикатор параметра | Количество байтов | Определение |
0 | не применимо | Используется для запроса всех параметров по номерам (не используется в ответных сообщениях) | |
- | 1 | 2 | Размер буфера (в байтах) |
- | 2 | 2 | Максимальный размер базы данных фильтров (в байтах) |
- | 3 | 2 | Количество записей в базе данных фильтров |
- | 4 | 2 | Максимальное количество получаемых за секунду сообщений |
- | 5 | 2 | Максимальное количество передаваемых за секунду сообщений |
- | 6 | 2 | Максимальное количество фильтруемых за секунду сообщений |
- | 7 | 2 | Максимальная задержка передачи сообщений (мс) |
Да | 8 | 2 | Средняя задержка передачи сообщений (мс) |
Да | 9 | 2 | Количество сообщений, теряемых из-за переполнения буфера |
Да | 10 | 2 | Количество сообщений с превышением времени задержки передачи |
Да | 11 | 2 | Среднее количество получаемых за секунду сообщений |
Да | 12 | 2 | Среднее количество передаваемых за секунду сообщений |
Да | 13 | 2 | Среднее количество фильтруемых за секунду сообщений |
- | 14  | 4 | Время работы с момента последнего сброса питания (с) |
- | 15 | 1 | Количество портов |
- | 16 | 1 | Тип NIU |
17-255 | Не применимо | Зарезервировано для будущих назначений | |
Идентификатор параметра "14" изменился по сравнению с предыдущим изданием ИСО 11783-4. Данный параметр теперь гармонизирован с SAE J1939-31  . | |||
6.8.2 Определения параметров состояния и статистики
6.8.2.1 Общие положения
Определения параметров состояния и статистики должны использоваться, когда данные сообщаются в ответах NIU, таких как N.GP_Response или N.SP_Response. Параметры с длиной данных более 1 байта должны соответствовать правилам порядка байтов ИСО 11783, описанным в ИСО 11783-7. Определение диапазонов параметров должно поддерживать диапазоны параметров, описанных в ИСО 11783-7, если в определении параметров не указано иное. Некоторые из этих параметров могут быть применимы для данного NIU, для конкретной пары портов или для того и другого.
6.8.2.2 Размер буфера (Параметр 1)
Данный параметр сообщает размер буфера NIU в байтах.
Длина данных: 2 байта
Разрешение: 1 байт/бит, смещение 0
Диапазон данных: от 0 до 64255 байт
Тип данных: Измеренные
6.8.2.3 Максимальный размер базы данных фильтров (Параметр 2)
Данный параметр сообщает максимальный размер базы данных фильтров.
Длина данных: 2 байта
Разрешение: 1 байт/бит, смещение 0
Диапазон данных: от 0 до 64255 байт
Тип данных: Измеренные
6.8.2.4 Количество записей в базе данных фильтров (Параметр 3)
Данный параметр сообщает количество записей в базе данных фильтров.
Длина данных: 2 байта
Разрешение: 1/бит, смещение 0
Диапазон данных: от 0 до 64255 байт
Тип данных: Измеренные
6.8.2.5 Максимальное количество получаемых за секунду сообщений (Параметр 4)
Данный параметр сообщает максимальное количество получаемых за секунду сообщений.
Длина данных: 2 байта
Разрешение: 1 сообщение/с/бит, смещение 0
Диапазон данных: от 0 до 64255 сообщений в секунду
Тип данных: Измеренные
6.8.2.6 Максимальное количество передаваемых за секунду сообщений (Параметр 5)
Данный параметр сообщает максимальное количество передаваемых за секунду сообщений
Длина данных: 2 байта
Разрешение: 1 сообщение/с/бит, смещение 0
Диапазон данных: от 0 до 64255 сообщений в секунду
Тип данных: Измеренные
6.8.2.7 Максимальное количество фильтруемых за секунду сообщений (Параметр 6)
Данный параметр сообщает максимальное количество фильтруемых за секунду сообщений.
Длина данных: 2 байта
Разрешение: 1 сообщение/с/бит, смещение 0
Диапазон данных: от 0 до 64255 сообщений в секунду
Тип данных: Измеренные
6.8.2.8 Максимальная задержка передачи сообщений (Параметр 7)
Данный параметр сообщает максимальную задержку передачи сообщений, проходящих через NIU.
Длина данных: 2 байта
Разрешение: 1 мс/бит, смещение 0
Диапазон данных: от 0 до 64255 мс
Тип данных: Измеренные
6.8.2.9 Средняя задержка передачи сообщений (Параметр 8)
Данный параметр сообщает среднюю задержку передачи сообщений, проходящих через NIU с момента последнего сброса данных.
Длина данных: 2 байта
Разрешение: 1 мс/бит, смещение 0
Диапазон данных: от 0 до 64255 мс
Тип данных: Измеренные
6.8.2.10 Количество сообщений, потерянных NIU из-за переполнения буфера (Параметр 9)
Данный параметр сообщает количество сообщений, потерянных NIU из-за переполнения буфера с момента последнего сброса данных.
Длина данных: 2 байта
Разрешение: 1 сообщение/бит, смещение 0
Диапазон данных: от 0 до 64255 сообщений
Тип данных: Измеренные
6.8.2.11 Количество сообщений с превышением времени задержки передачи (Параметр 10)
Данный параметр сообщает количество сообщений с превышением времени задержки передачи с момента последнего сброса данных.
Длина данных: 2 байта
Разрешение: 1 сообщение/бит, смещение 0
Диапазон данных: от 0 до 64255 сообщений
Тип данных: Измеренные
6.8.2.12 Среднее количество получаемых за секунду сообщений (Параметр 11)
Данный параметр сообщает среднее количество получаемых за секунду сообщений с момента последнего сброса данных.
Длина данных: 2 байта
Разрешение: 1 сообщение/с/бит, смещение 0
Диапазон данных: от 0 до 64255 сообщений в секунду
Тип данных: Измеренные
6.8.2.13 Среднее количество передаваемых за секунду сообщений (Параметр 12)
Данный параметр сообщает среднее количество передаваемых за секунду сообщений с момента последнего сброса данных.
Длина данных: 2 байта
Разрешение: 1 сообщение/с/бит, смещение 0
Диапазон данных: от 0 до 64255 сообщений в секунду
Тип данных: Измеренные
6.8.2.14 Среднее количество фильтруемых за секунду сообщений (Параметр 13)
Данный параметр сообщает среднее количество фильтруемых за секунду сообщений с момента последнего сброса данных.
Длина данных: 2 байта
Разрешение: 1 сообщение/с/бит, смещение 0
Диапазон данных: от 0 до 64255 сообщений в секунду
Тип данных: Измеренные
6.8.2.15 Время работы с момента последнего включения питания (Параметр 14)
Данный параметр сообщает время работы с момента последнего включения питания устройства.
Длина данных: 4 байта
Разрешение: 1 с/бит, смещение 0
Диапазон данных: от 0 до 4 211 081 215 с
Тип данных: Измеренные
6.8.2.16 Количество портов (Параметр 15)
Данный параметр сообщает количество портов на NIU. Все значения состояния используются для действительных данных для данного параметра, кроме F16, которое зарезервировано для "недоступно" или параметра, данные которого не имеют значения.
Длина данных: 1 байт
Разрешение: 1 порт/бит, смещение 0
Диапазон данных: от 2 до 14 портов
Тип данных: Измеренные
6.8.2.17 Тип межсетевого соединительного модуля (Параметр 16)
Данный параметр сообщает тип межсетевого соединительного модуля. NIU может отображать различные типы NIU для каждой пары портов types for each port pair. Значения типов межсетевого соединительного модуля приведены в таблице 7.
Длина данных: 1 байт
Разрешение: 256 состояний/8 бит, смещение 0
Диапазон данных: от 0 до 250 байт
Тип данных: Измеренные
Таблица 7 - Типы межсетевых соединительных модулей
Значение | Определение |
0 | Отсутствует (Нет взаимодействия указанных портов) |
1 | Повторитель |
2 | Мост |
3 | Маршрутизатор |
4 | Шлюз |
5 | ECU трактора |
6-249 | Зарезервировано |
250 | Множественное (Используется с общими параметрами, если NIU содержит множество парных портов различных типов |
251-255 | Зарезервировано |
Примечание - Значение Повторителя или Моста может быть использовано, только если повторитель объявляет адрес при контакте с сетью. Эти типы могут быть прозрачны и их присутствие может быть незаметным для других CF. | |
6.8.3 Сообщения общих параметров (GP)
6.8.3.1 Запрос параметров NIU (N.GP_Request)
Частота передачи сообщения: По запросу
Длина данных: Переменная
Байты 2-n Идентификаторы параметров, 1/байт
Ответ на запрос параметров NIU (N.GP_Response)
Частота передачи сообщения: По запросу
Длина данных: Переменная
Байты 2, 3 Первый запрошенный параметр
Байты 4-n Последующие запрошенные параметры
6.8.3.2 Команда сброса параметров статистики (N.GP_Reset_Statistics)
Данное командное сообщение предназначено для очистки всех параметров статистики, которые могут быть сброшены и отмечены "да" в таблице 8. Подтверждение команды обеспечивается Сообщением Подтверждения (PGN 59392).
Частота передачи сообщения: По запросу
Длина данных: 8 байт
6.8.4 Специальные параметры (SP)
6.8.4.1 Запрос конкретных параметров NIU (N.SP_Request)
Частота передачи сообщения: По запросу
Длина данных: 8 байт
Байт 2 Парные порты
Биты 3-0 порт "куда"
биты 7-4 порт "откуда"
Байты 3-n Идентификаторы параметров, 1/байт
6.8.4.2 Ответ на запрос конкретных параметров NIU (N.SP_Response)
Частота передачи сообщения: По запросу
Длина данных: Переменная
Байт 2 Парные порты
Биты 3-0 порт "куда"
биты 7-4 порт "откуда"
Байт 3, 4 Первый запрошенный параметр
Байты 5-n Последующие запрошенные параметры
6.8.4.3 Команда сброса конкретных параметров статистики (N.SP_Reset_Statistics)
Данное командное сообщение предназначено для очистки всех конкретных параметров статистики, которые могут быть сброшены и отмечены "да" в таблице 8. Подтверждение команды обеспечивается Сообщением Подтверждения (PGN 59392).
Частота передачи сообщения: По запросу
Длина данных: 8 байт
Байт 2 Парные порты
Биты 3-0 порт "куда"
биты 7-4 порт "откуда"
6.9 Пересылка сообщений к указанному адресу путем установления соединения
6.9.1 Общее
Сеть на рисунке 1 изображает топологию сети, использующей NIU, которые могут быть шлюзами или маршрутизаторами, для соединения подсетей орудия с сетью орудия по ИСО 11783. Сегменты сети имеют каждый свое адресное пространство, отделенное от сети орудия. Эти сегменты могут включать в себя ряд CF, состоящих из датчиков, исполнительных механизмов и контроллеров с низкой пропускной способностью, которые имеют меньшее количество связей с CF в сегментах основной сети.
Типовой маршрутизатор (см. 7.3) имеет способность пересылать или перенаправлять сообщения от CF в одном сегменте сети к CF в другом сегменте сети, который имеет собственное адресное пространство. Для определения адреса назначения передаваемого сообщения используется база данных преобразования адресов в маршрутизаторе. Эта способность дает сервисным инструментам возможность проводить диагностику множества сегментов сети через один присоединительный разъем. Скачивание программного обеспечения или калибровка также могут быть выполнены с использованием данной способности. Еще одним примером является орудие с несколькими сегментами сети и CF, которая требует связи с VT (виртуальным терминалом), который является частью сети основной сети орудия.
Вместо использования преобразования адресов CF могут динамически настраивать маршрутизаторы другого типа для создания соединений на основе "обнаруженной" топологии сети и конкретных функций, которые выполняют CF, как указано в их ИМЕНАХ. Эта реализация позволяет NIU обрабатывать передачи сообщений сразу после установления соединения. CF, участвующие в обмене данными, делают это без изменений в существующих реализациях программного обеспечения для сообщений, предназначенных как для одного, так и для нескольких пакетов, после первоначального обнаружения топологии и процесса открытия соединения.
6.9.2 Установка соединений
На рисунке 2 показана схема потока сообщений для CF A в сетевом сегменте 1, которой требуется связь с CF C в сетевом сегменте 2. Сначала CF A определяет ИМЕНА CF, подключенных к сети 2, используя функцию запроса N.NTX сетевого сообщения, направленного на NIU B. NIU B отвечает функцией ответа N.NTX и списком ИМЕН и адресов в сети 2. Как только CF A определяет из данного списка, что целевая CF C находится в сети 2, она переходит к запросу NIU B на установку соединения, т.е. открыть соединение между CF. NIU B записывает информацию о соединении для своей функции пересылки сообщений, а затем создает виртуальный C или C^ в сети 1, объявляя адрес для C^ в сети CF A, используя то же ИМЯ CF C. Объявленный адрес не обязательно совпадает с объявленным адресом CF C в сетевом сегменте 2, но он доступен в сети 1 из диапазона самонастраиваемых адресов.
NIU также создает виртуальный A^ в сети 2, объявляя адрес A^ в сети 2, используя то же ИМЯ CF A и доступный адрес.
Когда CF A получает успешное объявление адреса для C^ в сети, она может начать отправку сообщений, адресованных конкретно для C^ так же, как и на любой другой объявленный адрес в своем сегменте сети. Когда NIU B получает сообщение с адресом назначения C^, он определяет из информации пересылки сообщений для данного виртуального адреса CF и повторно передает сообщение по сети 2, используя адрес A^ в качестве адреса источника в заголовке сообщения и CF C в качестве адреса назначения.
CF C получает сообщение от A^ и отвечает на сообщение соответствующим образом для данного сообщения, включая, но не ограничиваясь, оценку прав доступа, действия, для которых предназначено его аппаратное обеспечение, и/или ответы требуемыми сообщениями, подтверждениями или NACKs (отрицательными подтверждениями).
Соединения также могут быть закрыты CF, которая установила соединение, если соединение не удерживается открытым другими CF. Если одно и то же соединение было открыто несколько раз одной CF, это считается только одним соединением и может быть закрыто с помощью одной команды закрытия.
 |
Рисунок 2 - Установка соединения для передачи сообщений
6.9.3 Множественные соединения
На рисунке 3 показана CF A в сети 1, сначала подключенная к CF C, как показано на рисунке 2, а затем ко второй CF D в сети 2. Поскольку A^ уже существует в сети 2, она используется для установления соединения. Адрес для D^ затем также запрашивается в сети 1. В данном случае, поскольку первое соединение не было закрыто, A^ пересылает сообщения как на C^, так и на D^.
 |
Рисунок 3 - Установка соединения с второй CF в сети 2
Другой пример, показанный на рисунке 4, относится ко второй CF F в сети 1, подключенной к той же CF C в сети 2. CF F отправляет сообщение в С^, но получает, как определено в ИСО 11783-3, ответное сообщение с контрольным байтом "Отказ в доступе", потому что нет зарегистрированного открытого соединения с CF C. CF F должна запросить открытие соединения с CF C. F^ затем устанавливается в сети 2, а С^ в сети 1 используется повторно. CF F может затем отправить сообщение С^, которое пересылается CF C в сети 2.
Если адрес уже был запрошен в сегменте сети, дополнительные запросы не требуются в случае открытия дополнительного соединения.
 |
Рисунок 4 - Установка соединения со второй CF в сети 1
Процедура в приведенных выше примерах может быть повторена для изучения управляющих функций портами другого NIU в сегменте сети 2 и так далее, пока не будут найдены самые дальние сегменты всей сети. См. пример на рисунке 5.
 |
Рисунок 5 - Установка NIU мультисегментных соединений
6.9.4 Требования к соединению
Следующие требования должны быть выполнены при установке соединения между двумя сегментами сети с использованием NIU.
1) Как только соединения были открыты между CF, сообщения могут продолжать отправляться таким образом между двумя CF в течение текущего цикла питания или до тех пор, пока соединение не будет закрыто исходной CF, которая его открыла.
2) Также могут быть отправлены сообщения, требующие транспортного протокола. NIU должен повторно передать их с достаточно малой задержкой, чтобы поддержать требования к ограничению по времени транспортного сеанса.
3) Может быть установлено любое количество виртуальных соединений между CF в одной сети и CF в других сегментах сети, ограниченное только способностью NIU поддерживать соединения и обычными пределами 253 адресов CF на каждый сегмент сети. Самонастраиваемые адреса доступны только от 128 до 247.
4) Виртуальные CF с тем же ИМЕНЕМ, что и их исходная CF, могут иметь тот же или другой адрес источника в сети, в которой они появляются.
5) Если CF, участвующая в открытом соединении, по какой-либо причине меняет адрес, NIU должен отслеживать это изменение адреса и обновлять информацию о соединении.
6) Если CF, участвующая в открытом соединении, меняет какую-либо часть своего ИМЕНИ, она должен сначала закрыть все свои открытые соединения. Если CF, участвующая в открытом соединении, изменяет какую-либо часть своего ИМЕНИ без предварительного закрытия всех открытых соединений, это может вызвать непредсказуемое поведение NIU. Новое соединение должно быть установлено с использованием нового ИМЕНИ и адреса.
7) Если CF, являющаяся частью открытого соединения, повторно отправляет сообщение с объявлением адреса по какой-либо причине, NIU также отправляет объявление адреса в подсети виртуальной CF с соответствующим адресом.
8) Если CF, являющаяся частью открытого соединения, не может объявить адрес и отправляет сообщение о невозможности объявления адреса, NIU закрывает виртуальное соединение и отправляет сообщение о невозможности объявления адреса в подсеть виртуальной CF.
9) В сегменте сети должно быть только одно виртуальное представление CF. Данное представление может быть ассоциировано с несколькими подключениями.
10) Закрытие открытого соединения не удаляет виртуальную CF из сети. Виртуальная CF остается подключенной до тех пор, пока все соединения с данной виртуальной CF не будут закрыты.
11) Когда NIU сообщает таблицу ИМЕН и адресов для другого сегмента сети (пары портов), он также должен сообщать свое ИМЯ и адрес в данном сегменте сети.
Поскольку виртуальные CF отображаются как другие CF для других CF в сети, действительные CF могут устанавливать с ними связь, не открывая с ними соединение. NIU должен отрицательно подтверждать сообщения, полученные виртуальной CF от CF, которая в настоящее время не настроена в открытом соединении для данной виртуальной CF. Сообщение подтверждения должно содержать адрес виртуальной CF в параметре Подтверждение Адреса (ADD_NACK). В контрольном байте должно быть установлено значение "доступ запрещен" (2).
6.9.5 Сообщения соединений
6.9.5.1 Запрос на открытие соединения с другим сегментом сети (N.OC_Request)
Сообщение запроса NIU на открытие соединения включает в себя идентификаторы парных портов сегмента назначения и ИМЯ выбранной CF в сегменте назначения сети. Данное сообщение исходит от запрашивающей CF и направляется в NIU. Данная форма сообщения использует Транспортный протокол.
Частота передачи сообщения: По запросу
Длина данных: 10 байт
Байт 2 Парные порты
биты 3-0 Порт "куда" Порт NIU, подключенный к сегменту назначения сети, в котором находится выбранная для соединения CF.
биты 7-4 Порт "откуда" Порт NIU, подключенный к сегменту сети запрашивающей CF. Это должен быть локальный порт, порт 0. (См. 6.5.3)
Байты 3-10 ИМЯ CF, с которой требуется установить соединение через порт "куда".
Запрашивающая CF должна использовать функцию "Запрос списка адресов источников и ИМЕН" (6.7.2.3) сетевого сообщения, чтобы получить идентификаторы CF в сегменте назначения сети и выбрать нужную CF. Если запрос на открытие соединения является точным совпадением с текущим активным соединением, ответ отправляется как обычно и состояние соединения не изменяется.
6.9.5.2 Запрос на закрытие соединения с другим сегментом сети (N.CC_Request)
Сообщение запроса NIU на закрытие соединения включает в себя идентификаторы парных портов сегмента назначения сети и ИМЯ требуемой CF в сегменте назначения сети. Данное сообщение исходит от запрашивающей CF и направляется в NIU. Запрос должен исходить от той же CF, которая первоначально открыла соединение. Данная форма сообщения использует Транспортный протокол.
Частота передачи сообщения: По запросу
Длина данных: 10 байт
Байт 2 Парные порты
биты 3-0 Порт "куда" Порт NIU, подключенный к сегменту сети, в котором находится выбранная для закрытия соединения CF.
биты 7-4 Порт "откуда" Порт NIU, подключенный к сегменту сети, запрашивающей CF. Это должен быть локальный порт, порт 0. (См. 6.5.3)
Байты 3-10 ИМЯ CF, соединение с которой требуется закрыть.
Запрос должен исходить от той же CF, которая первоначально открыла соединение, и использовать то же самое ИМЯ в сегменте назначения сети, которое было использовано при открытии соединения.
6.9.5.3 Ответ на запрос на открытие соединения с другим сегментом сети (N.OC_Response)
Ответное сообщение NIU для установления соединения включает в себя индикацию успеха или сбоя и причину сбоя, если необходимо. Данное сообщение исходит от NIU и отправляется запрашивающей CF. Байт 3 - индикация успеха или сбоя, а байт 4 - индикатор причины сбоя.
Частота передачи сообщения: По запросу
Длина данных: 8 байт
Байт 2 Парные порты
биты 3-0 Порт "куда" Порт NIU, подключенный к сегменту сети запрашивающей CF. Это должен быть локальный порт, порт 0
биты 7-4 Порт "откуда" Порт NIU, подключенный к сегменту сети, в котором находится выбранная для закрытия соединения CF.
Байт 3 Статус
Биты 1, 2 Успешно/Сбой
0x01=успешно
0x00=не выполнено
Биты 3-8 Зарезервировано
Байт 4 Код причины сбоя
0 Не удалось найти CF с ИМЕНЕМ
1 Превышено число соединений с ИМЕНЕМ
2 Превышено число соединений в NIU
3 Занято
4 Тип запроса не поддерживается
5-254 Зарезервировано
255 Недоступно
6.9.5.4 Ответ на запрос на закрытие соединения с другим сегментом сети (N.CC_Response)
Ответное сообщение NIU для закрытия соединения включает в себя индикацию успеха или сбоя и причину сбоя, если необходимо. Данное сообщение исходит от NIU и отправляется запрашивающей CF. Байт 3 - индикация успеха или сбоя, а байт 4 - индикатор причины сбоя.
Частота передачи сообщения: По запросу
Длина данных: 8 байт
Байт 2 Парные порты
биты 3-0 Порт "куда" Порт NIU, подключенный к сегменту сети запрашивающей CF. Это должен быть локальный порт, порт 0
биты 7-4 Порт "откуда" Порт NIU, подключенный к сегменту сети, в котором находится выбранная для закрытия соединения CF.
Байт 3 Статус
Биты 1, 2 Успешно/Сбой
0x01=успешно
0x00=не выполнено
Биты 3-8 Зарезервировано
Байт 4 Код причины сбоя (см. 6.9.5.3)
7 Типы межсетевых соединительных модулей
7.1 Повторитель
Повторитель прозрачен для любой CF в сети.
Повторитель пересылает сообщения между сегментами шины, работающими на одной и той же скорости передачи данных, путем повторной генерации сигнала из одного сегмента в другой с интервалами суббитового времени и с защитой от закольцовывания/блокировки. Поскольку повторитель не может фильтровать сообщения, он пересылает их все. Поскольку он делает это только с задержкой суббитового времени, максимальная задержка передачи должна составлять менее 10% битового времени (400 нс при 250 килобит/с). Это позволяет битовому распределению правильно проходить через повторитель, в то же время допуская разумную задержку передачи (длина кабеля).
Если обеспечивается изоляция при неисправности, повторитель может отключить один или несколько своих передатчиков при обнаружении неисправности шины в сегменте.
Примечание 1 - Для повторителя не назначены функции управления данными.
Примечание 2 - Некоторые физические уровни не могут поддерживать повторители из-за задержек передачи, которые влияют на распределение в CAN.
7.2 Мост
Мост прозрачен для любой CF в сети.
Мост передает и фильтрует сообщения между сегментами шины. При выполнении этих задач он также хранит сообщения. Благодаря фильтрации он может эффективно уменьшить объем трафика шины, присутствующего в каждом сегменте сети. Мост может фильтровать любое, все или ни одно из полученных сообщений в зависимости от приложения.
Существует некоторая задержка передачи через мост, максимальная величина которой зависит от приложения. Однако максимальная задержка передачи, рекомендованная в настоящем стандарте, составляет 10 мс.
7.3 Маршрутизатор
7.3.1 Общие положения
Сообщения с запросом адреса не проходят через маршрутизатор.
После включения маршрутизатор должен быть прозрачным для любой CF в сети.
7.3.2 Переназначение адресов
В дополнение к функциям пересылки и фильтрации маршрутизатор может переназначать адреса с одного порта (сегмента шины) на другой порт (сегмент шины).
7.3.3 Управление маршрутизатором
Хотя это и не требуется, должна поддерживаться функция управления данными, чтобы обеспечить стандартный доступ для настройки баз данных пересылки, фильтрации и переназначения адресов.
В дополнение к пересылке и фильтрации маршрутизатор выполняет переназначение адресов или маршрутизацию сообщений от одного порта или сегмента шины к другому, что позволяет подсистеме отображаться как один адрес для другой части сети. База данных фильтров сообщений обычно настроена на проходной режим (1), и все сообщения, за исключением сообщений с определенной записью, блокируются. Поскольку CF тогда не требуют специальных знаний о других отдельных CF (адресах) в системе, это может упростить разработку CF. Однако сообщения с запросом адреса не могут проходить через маршрутизатор, должна существовать таблица "поиска" для предоставления карты преобразования адреса, и существует некоторая задержка преобразования и пересылки.
7.4 Шлюз
7.4.1 Общие положения
Основной операцией, выполняемой шлюзом, в дополнение к операциям, выполняемым маршрутизатором, как описано в 7.3, является переупаковка сообщений. Это может упростить разработку CF, которые не требуют специальных знаний о других отдельных CF (адресах) в подсистеме.
После включения шлюз должен быть прозрачным для любой CF в сети.
7.4.2 Переупаковка сообщений
Шлюз может принимать параметры из одного или нескольких сообщений и переупаковывать их в одно или несколько "новых" сообщений. Это позволяет группировать параметры для упрощения передачи, приема и интерпретации другими CF.
7.4.3 Управление шлюзом
Хотя это и не требуется, следует поддерживать функцию базы данных, чтобы обеспечить стандартный доступ для настройки баз данных пересылки, фильтрации, преобразования адресов и переупаковки сообщений.
В дополнение к задачам, выполняемым маршрутизатором (7.3), шлюз может перепаковывать параметры из одного или нескольких сообщений в "новое". Это позволяет группировать параметры из нескольких CF для упрощения передачи, приема и интерпретации другими CF. Как и в случае с маршрутизатором, поскольку CF не требуют специальных знаний о других отдельных CF (адресах) в системе, это может упростить разработку CF. Точно так же база данных фильтров сообщений обычно настроена для проходного режима (1), и все сообщения, за исключением сообщений с определенной записью, блокируются. Существует некоторая задержка преобразования, переупаковки и пересылки через шлюз, и должна быть функция создания сообщений, содержащая базу данных для переупаковки.
7.5 ECU трактора
ECU трактора является специальным NIU, расположенном на тракторе или самоходной машине и используемым для соединения CAN-шин трактора и машин.
См. 5.1.3, ИСО 11783-1 и ИСО 11783-9.
Приложение ДА
(справочное)
Сведения о соответствии ссылочных международных стандартов национальным стандартам
Таблица ДА.1
Обозначение ссылочного международного стандарта | Степень соответствия | Обозначение и наименование соответствующего национального стандарта |
ISO 11783-1 | IDT | ГОСТ Р ИСО 11783-1-2021 "Тракторы и машины для сельского и лесного хозяйства. Последовательная сеть управления и передачи данных. Часть 1. Общий стандарт на мобильную передачу данных" |
ISO 11783-2 | IDT | ГОСТ Р ИСО 11783-2-2021 "Тракторы и машины для сельского и лесного хозяйства. Последовательная сеть управления и передачи данных. Часть 2. Физический уровень" |
ISO 11783-3 | IDT | ГОСТ Р ИСО 11783-3-2021 "Тракторы и машины для сельского и лесного хозяйства. Последовательная сеть управления и передачи данных. Часть 3. Уровень канала передачи данных" |
ISO 11783-5 | IDT | ГОСТ Р ИСО 11783-5-2021 "Тракторы и машины для сельского и лесного хозяйства. Последовательная сеть управления и передачи данных. Часть 5. Управление сетью" |
ISO 11783-7 | IDT | ГОСТ Р ИСО 11783-7-2021 "Тракторы и машины для сельского и лесного хозяйства. Последовательная сеть управления и передачи данных. Часть 7. Прикладной уровень сообщений для управления орудием" |
ISO 11783-9 | IDT | ГОСТ Р ИСО 11783-9-2021 "Тракторы и машины для сельского и лесного хозяйства. Последовательная сеть управления и передачи данных. Часть 9. Блок электронного управления трактора" |
Примечание - В настоящей таблице использовано следующее условное обозначение степени соответствия стандартов: - IDT - идентичные стандарты. | ||
Библиография
[1] | ISO 11898-1, Road vehicles - Controller area network (CAN) - Part 1: Data link layer and physical signalling |
[2] | ISO 11898-2, Road vehicles - Controller area network (CAN) - Part 2: High-speed medium access unit |
[3] | SAE J 1939, Recommended Practice for a Serial Control and Communications Vehicle Network |
[4] | SAE J 1939-31, Network Layer |
УДК 631.3:006.354 | ОКС 65.060.01 | ||
Ключевые слова: тракторы и машины сельскохозяйственные; последовательная сеть управления и передачи данных; сетевой уровень | |||
