SAE J1939 深度解析：PGN 與 SPN 拆解
-
前言
1990 年代初期 – 重型產業的標準化需求：
1986 年，Bosch 在美國汽車工程師協會（SAE）正式發表 CAN 通訊協定。然而，相較於乘用車，重型卡車、公車及農業機械往往涉及多家製造商，因此需要一套共通的高層通訊協定，讓不同廠商的 ECU（電子控制單元）能夠在同一條 CAN 總線上互通。大約在 1994–1998 年間，SAE（美國汽車工程師協會）制定了 J1939，作為基於 CAN 的高層通訊協定。J1939 定義了高層的通訊規則，例如訊息格式、位址分配與資料編碼，以支援重型車輛、農業機械、船舶及工業設備之間的 ECU 通訊與診斷。本文將針對 J1939 訊息格式進行更深入的分析。
CAN / J1939 與 OSI 七層模型
-
PGN – Parameter Group Number（參數群組號碼）
PGN 是一個 18 位元識別碼，包含在 CAN ID 當中，因此 J1939 訊息必須使用延伸幀（Extended Frame, 29 位元 CAN ID）。
J1939 的 CAN ID 欄位結構如下所示：
| 29bits CAN-ID | ||
| Bit positions with the CAN-ID | ||
| 28...26 | 25…8 | 7…0 |
| Priority | PGN | SA(Source Address) |
- PGN Format
| PGN | |||
| 25 | 24 | 23…16 | 15…8 |
| EDP(Ext. Data Page) | DP(Data Page) | PF(PDU Format) | PS(PDU Specific) |
| 1 bit | 1 bit | 8 bits | 8 bits |
PDU（協定資料單元）
PDU Format (PF) 與 PDU Specific (PS) 合稱為 PDU（Protocol Data Unit，協定資料單元）。
根據 J1939-21，PDU 可分為兩種類型：
-
PDU1
-
當 PF < 240（範圍 0x00 ~ 0xEF）時，PS 被視為 DA（Destination Address，目的位址）。
-
如果 DA = 0xFF，則稱為 Global Destination Address（全域目的位址），表示網路上的所有節點都必須接收並回應此訊息。
-
-
PDU2
-
當 PF ≥ 240（範圍 0xF0 ~ 0xFF）時，PS 被定義為 GE（Group Extension，群組
擴充 ）。
-
- PDU1
| PDU1 Format | |
| PF(PDU Format) | PS(PDU Specific) |
| 0x00~0xEF | DA(Destination Address) |
| 8bits | 8 bits |
- PDU2
| PDU2 Format | |
| PF(PDU Format) | PS(PDU Specific) |
| 0x00~0xEF | GE(Group Extension) |
| 8bits | 8bits |
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SPN – Suspect Parameter Number（可疑參數號碼）
SPN 用來標識重型車輛中的實際物理參數，並依照各自所屬的 PGN 進行分組。
例如：在 PGN 61444 中，引擎轉速（Engine Speed） 被定義為 SPN 190，並且在資料負載（Payload）中以 兩個位元組表示。下方圖示所示的 PGN 61444 與 SPN 190，取自 SAE J1939-71。
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根據 SAE J1939-71 的 SPN 定義
在 SAE J1939-71 中，SPN（Suspect Parameter Number） 定義了幾個重要的參數屬性：
-
Data Length（資料長度）
-
Resolution（解析度）
-
Data Range（資料範圍）
-
Type（資料型別）
透過這些定義，工程師可以將所獲取的原始資料（raw data）轉換成使用者能理解的實際數值，例如：在車輛儀錶板上顯示的引擎轉速（Engine Speed）
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技術解析
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卷積運算範例
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J1939 新世代：基於 CAN FD 的 J1939
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SAE J1939 深度解析：PGN 與 SPN 拆解
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Hailo AI 處理器應用於AOI 自動光學檢測
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針對ADAS和AD的Hailo人工智慧處理器
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邁向電動車的美好未來 by 電子工程專輯/ 孔敏，莫仕(Molex)中國區汽車事業部高級銷售總監
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全新車載技術讓中低階車款實現高階音視訊體驗 by 電子工程專輯/STMicroelectronics
SAE J1939 深度解析：PGN 與 SPN 拆解
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前言
1990 年代初期 – 重型產業的標準化需求：
1986 年，Bosch 在美國汽車工程師協會（SAE）正式發表 CAN 通訊協定。然而，相較於乘用車，重型卡車、公車及農業機械往往涉及多家製造商，因此需要一套共通的高層通訊協定，讓不同廠商的 ECU（電子控制單元）能夠在同一條 CAN 總線上互通。大約在 1994–1998 年間，SAE（美國汽車工程師協會）制定了 J1939，作為基於 CAN 的高層通訊協定。J1939 定義了高層的通訊規則，例如訊息格式、位址分配與資料編碼，以支援重型車輛、農業機械、船舶及工業設備之間的 ECU 通訊與診斷。本文將針對 J1939 訊息格式進行更深入的分析。
CAN / J1939 與 OSI 七層模型
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PGN – Parameter Group Number（參數群組號碼）
PGN 是一個 18 位元識別碼，包含在 CAN ID 當中，因此 J1939 訊息必須使用延伸幀（Extended Frame, 29 位元 CAN ID）。
J1939 的 CAN ID 欄位結構如下所示：
| 29bits CAN-ID | ||
| Bit positions with the CAN-ID | ||
| 28...26 | 25…8 | 7…0 |
| Priority | PGN | SA(Source Address) |
- PGN Format
| PGN | |||
| 25 | 24 | 23…16 | 15…8 |
| EDP(Ext. Data Page) | DP(Data Page) | PF(PDU Format) | PS(PDU Specific) |
| 1 bit | 1 bit | 8 bits | 8 bits |
PDU（協定資料單元）
PDU Format (PF) 與 PDU Specific (PS) 合稱為 PDU（Protocol Data Unit，協定資料單元）。
根據 J1939-21，PDU 可分為兩種類型：
-
PDU1
-
當 PF < 240（範圍 0x00 ~ 0xEF）時，PS 被視為 DA（Destination Address，目的位址）。
-
如果 DA = 0xFF，則稱為 Global Destination Address（全域目的位址），表示網路上的所有節點都必須接收並回應此訊息。
-
-
PDU2
-
當 PF ≥ 240（範圍 0xF0 ~ 0xFF）時，PS 被定義為 GE（Group Extension，群組
擴充 ）。
-
- PDU1
| PDU1 Format | |
| PF(PDU Format) | PS(PDU Specific) |
| 0x00~0xEF | DA(Destination Address) |
| 8bits | 8 bits |
- PDU2
| PDU2 Format | |
| PF(PDU Format) | PS(PDU Specific) |
| 0x00~0xEF | GE(Group Extension) |
| 8bits | 8bits |
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SPN – Suspect Parameter Number（可疑參數號碼）
SPN 用來標識重型車輛中的實際物理參數，並依照各自所屬的 PGN 進行分組。
例如：在 PGN 61444 中，引擎轉速（Engine Speed） 被定義為 SPN 190，並且在資料負載（Payload）中以 兩個位元組表示。下方圖示所示的 PGN 61444 與 SPN 190，取自 SAE J1939-71。
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根據 SAE J1939-71 的 SPN 定義
在 SAE J1939-71 中，SPN（Suspect Parameter Number） 定義了幾個重要的參數屬性：
-
Data Length（資料長度）
-
Resolution（解析度）
-
Data Range（資料範圍）
-
Type（資料型別）
透過這些定義，工程師可以將所獲取的原始資料（raw data）轉換成使用者能理解的實際數值，例如：在車輛儀錶板上顯示的引擎轉速（Engine Speed）
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前言
1990 年代初期 – 重型產業的標準化需求：
1986 年，Bosch 在美國汽車工程師協會（SAE）正式發表 CAN 通訊協定。然而，相較於乘用車，重型卡車、公車及農業機械往往涉及多家製造商，因此需要一套共通的高層通訊協定，讓不同廠商的 ECU（電子控制單元）能夠在同一條 CAN 總線上互通。大約在 1994–1998 年間，SAE（美國汽車工程師協會）制定了 J1939，作為基於 CAN 的高層通訊協定。J1939 定義了高層的通訊規則，例如訊息格式、位址分配與資料編碼，以支援重型車輛、農業機械、船舶及工業設備之間的 ECU 通訊與診斷。本文將針對 J1939 訊息格式進行更深入的分析。
CAN / J1939 與 OSI 七層模型
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PGN – Parameter Group Number（參數群組號碼）
PGN 是一個 18 位元識別碼，包含在 CAN ID 當中，因此 J1939 訊息必須使用延伸幀（Extended Frame, 29 位元 CAN ID）。
J1939 的 CAN ID 欄位結構如下所示：
| 29bits CAN-ID | ||
| Bit positions with the CAN-ID | ||
| 28...26 | 25…8 | 7…0 |
| Priority | PGN | SA(Source Address) |
- PGN Format
| PGN | |||
| 25 | 24 | 23…16 | 15…8 |
| EDP(Ext. Data Page) | DP(Data Page) | PF(PDU Format) | PS(PDU Specific) |
| 1 bit | 1 bit | 8 bits | 8 bits |
PDU（協定資料單元）
PDU Format (PF) 與 PDU Specific (PS) 合稱為 PDU（Protocol Data Unit，協定資料單元）。
根據 J1939-21，PDU 可分為兩種類型：
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PDU1
-
當 PF < 240（範圍 0x00 ~ 0xEF）時，PS 被視為 DA（Destination Address，目的位址）。
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如果 DA = 0xFF，則稱為 Global Destination Address（全域目的位址），表示網路上的所有節點都必須接收並回應此訊息。
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PDU2
-
當 PF ≥ 240（範圍 0xF0 ~ 0xFF）時，PS 被定義為 GE（Group Extension，群組
擴充 ）。
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- PDU1
| PDU1 Format | |
| PF(PDU Format) | PS(PDU Specific) |
| 0x00~0xEF | DA(Destination Address) |
| 8bits | 8 bits |
- PDU2
| PDU2 Format | |
| PF(PDU Format) | PS(PDU Specific) |
| 0x00~0xEF | GE(Group Extension) |
| 8bits | 8bits |
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SPN – Suspect Parameter Number（可疑參數號碼）
SPN 用來標識重型車輛中的實際物理參數，並依照各自所屬的 PGN 進行分組。
例如：在 PGN 61444 中，引擎轉速（Engine Speed） 被定義為 SPN 190，並且在資料負載（Payload）中以 兩個位元組表示。下方圖示所示的 PGN 61444 與 SPN 190，取自 SAE J1939-71。
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根據 SAE J1939-71 的 SPN 定義
在 SAE J1939-71 中，SPN（Suspect Parameter Number） 定義了幾個重要的參數屬性：
-
Data Length（資料長度）
-
Resolution（解析度）
-
Data Range（資料範圍）
-
Type（資料型別）
透過這些定義，工程師可以將所獲取的原始資料（raw data）轉換成使用者能理解的實際數值，例如：在車輛儀錶板上顯示的引擎轉速（Engine Speed）
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SAE J1939 深度解析：PGN 與 SPN 拆解
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前言
1990 年代初期 – 重型產業的標準化需求：
1986 年，Bosch 在美國汽車工程師協會（SAE）正式發表 CAN 通訊協定。然而，相較於乘用車，重型卡車、公車及農業機械往往涉及多家製造商，因此需要一套共通的高層通訊協定，讓不同廠商的 ECU（電子控制單元）能夠在同一條 CAN 總線上互通。大約在 1994–1998 年間，SAE（美國汽車工程師協會）制定了 J1939，作為基於 CAN 的高層通訊協定。J1939 定義了高層的通訊規則，例如訊息格式、位址分配與資料編碼，以支援重型車輛、農業機械、船舶及工業設備之間的 ECU 通訊與診斷。本文將針對 J1939 訊息格式進行更深入的分析。
CAN / J1939 與 OSI 七層模型
-
PGN – Parameter Group Number（參數群組號碼）
PGN 是一個 18 位元識別碼，包含在 CAN ID 當中，因此 J1939 訊息必須使用延伸幀（Extended Frame, 29 位元 CAN ID）。
J1939 的 CAN ID 欄位結構如下所示：
| 29bits CAN-ID | ||
| Bit positions with the CAN-ID | ||
| 28...26 | 25…8 | 7…0 |
| Priority | PGN | SA(Source Address) |
- PGN Format
| PGN | |||
| 25 | 24 | 23…16 | 15…8 |
| EDP(Ext. Data Page) | DP(Data Page) | PF(PDU Format) | PS(PDU Specific) |
| 1 bit | 1 bit | 8 bits | 8 bits |
PDU（協定資料單元）
PDU Format (PF) 與 PDU Specific (PS) 合稱為 PDU（Protocol Data Unit，協定資料單元）。
根據 J1939-21，PDU 可分為兩種類型：
-
PDU1
-
當 PF < 240（範圍 0x00 ~ 0xEF）時，PS 被視為 DA（Destination Address，目的位址）。
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如果 DA = 0xFF，則稱為 Global Destination Address（全域目的位址），表示網路上的所有節點都必須接收並回應此訊息。
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PDU2
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當 PF ≥ 240（範圍 0xF0 ~ 0xFF）時，PS 被定義為 GE（Group Extension，群組
擴充 ）。
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- PDU1
| PDU1 Format | |
| PF(PDU Format) | PS(PDU Specific) |
| 0x00~0xEF | DA(Destination Address) |
| 8bits | 8 bits |
- PDU2
| PDU2 Format | |
| PF(PDU Format) | PS(PDU Specific) |
| 0x00~0xEF | GE(Group Extension) |
| 8bits | 8bits |
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SPN – Suspect Parameter Number（可疑參數號碼）
SPN 用來標識重型車輛中的實際物理參數，並依照各自所屬的 PGN 進行分組。
例如：在 PGN 61444 中，引擎轉速（Engine Speed） 被定義為 SPN 190，並且在資料負載（Payload）中以 兩個位元組表示。下方圖示所示的 PGN 61444 與 SPN 190，取自 SAE J1939-71。
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根據 SAE J1939-71 的 SPN 定義
在 SAE J1939-71 中，SPN（Suspect Parameter Number） 定義了幾個重要的參數屬性：
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邁向電動車的美好未來 by 電子工程專輯/ 孔敏，莫仕(Molex)中國區汽車事業部高級銷售總監
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