~2026-98771: /* SAE-Dokumente */ Erweitert um CAN FD und Function Safety Dokumente

2026-01-05T17:17:41Z

SAE-Dokumente: Erweitert um CAN FD und Function Safety Dokumente

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Das [[Netzwerkprotokoll]] '''SAE J1939''' beschreibt die Kommunikation auf einem [[Controller Area Network|CAN]]-Bus in [[Nutzfahrzeug]]en zur Übermittlung von [[On-Board-Diagnose|Diagnose]]daten (z. B. Motordrehzahl, Temperatur) und Steuerungsinformationen.

== Einsatzbereich ==
Das [[Protokollstapel|Protokoll]] wurde von der internationalen [[Society of Automotive Engineers]] (SAE) definiert und arbeitet auf dem [[OSI-Modell#Schicht 1 – Bitübertragungsschicht|Physical Layer]] mit [[Controller Area Network#Maximale Übertragungsrate und Leitungslänge|CAN-Highspeed]] nach [[Internationale Organisation für Normung|ISO]] 11898. Der Anwendungsschwerpunkt liegt im Bereich des Antriebsstrangs und Chassis von Nutzfahrzeugen. Zum Einsatz kommt das Protokoll dabei in schweren Fahrzeugen sowohl für Straßen- als auch [[Offroad]]-Betrieb ([[Baumaschine]]n). Verwandt mit J1939 sind der [[ISOBUS]] nach ISO 11783 für Landmaschinen, [[NMEA 2000]] für den maritimen Einsatz sowie das [[Truck & Trailer Interface]] gemäß ISO 11992. Ebenso basiert der [[Flotten-Management-Schnittstelle|FMS-Standard]] auf J1939-Kommunikation.

== Steckerpinbelegung ==
{| class="wikitable"
|-
! Pin!! Funktion
|-
| A|| Masse/GND
|-
| B|| Batterie +
|-
| C|| J1939+ (CAN H)
|-
| D|| J1939- (CAN L)
|-
| E|| J1939 Abschirmung
|-
| F|| [[SAE J1708|J1708]]+ (Data A, ATA+)
|-
| G|| J1708- (Data B, ATA-)
|-
| H|| -
|-
| J|| -
|}

<gallery>
Datei:J1939-Stecker.jpg|J1939 Stecker
Datei:Sae j1939conn.svg|J1939 Pinbelegung
</gallery>

== Protokollbeschreibung ==
[[Datei:J1939 Aufsplittung CAN-Identifier.png|mini|Aufsplittung CAN-Identifier]]
Bei J1939 handelt es sich um ein [[Bus (Datenverarbeitung)#Grundbegriffe|Multimaster-System]] mit dezentralisiertem Netzwerk-Management ohne kanalbasierte Kommunikation. Es unterstützt bis zu 254 logische Knoten und 30 physikalische Steuergeräte pro Segment. Die Informationen werden als Parameter (Signale) beschrieben und auf 4 Speicherseiten (Data Page) in Parametergruppen (PGs) zusammengefasst. Jede Parametergruppe kann durch eine eindeutige Nummer, die Parameter Group Number (PGN), identifiziert werden. Unabhängig davon wird jedem Signal eine eindeutige SPN (Suspect Parameter Number) zugewiesen.

== Datenübertragung ==
Der überwiegende Teil der Kommunikation erfolgt meist zyklisch und kann von allen Steuergeräten ohne explizite Anforderung von Daten empfangen werden ([[Broadcast]]). Zudem sind die Parametergruppen auf eine Länge von 8 [[Byte|Datenbyte]]s optimiert. Dies ermöglicht eine sehr effiziente Ausnutzung des CAN-Protokolls. Bestimmte Informationen wie Konfigurationsdaten oder Diagnosedaten können auch ausschließlich zwischen zwei [[Steuergerät]]en ([[Peer-to-Peer]]) ausgetauscht werden. Die Festlegung der Kommunikation, Broadcast oder Peer-to-Peer, ist dabei eine Eigenschaft der verwendeten Parametergruppe. Damit hängt von der Parametergruppe neben der Definition, welche Parameter übertragen werden, auch die Übertragungsart ab.

== Transportprotokoll ==
Falls größere Datenmengen übertragen werden müssen, kommen [[Transportprotokoll]]e (TP) zum Einsatz:

* BAM ([[Broadcast Announce Message]]) und
* CMDT ([[Connection Mode Data Transfer]]).

Beim BAM TP erfolgt die Übertragung der Daten per Broadcast an alle Busteilnehmer. Zwischen Sender und Empfänger gibt es keinen Kontrolldatenfluss ([[Handshake]]). Beim CMDT TP werden die Daten zwischen genau zwei Steuergeräten ausgetauscht. Der hierbei stattfindende Kontrolldatenfluss ermöglicht im Fehlerfall ein Wiederaufsetzen der Kommunikation ohne eine komplette Wiederholung der Datenübertragung. Außerdem ermöglicht das CMDT TP eine Empfangsbestätigung der Daten durch den Empfänger.

== Dezentrales Netzwerk-Management ==
Damit auf einem CAN-Netzwerk überhaupt Peer-to-Peer-Kommunikation möglich ist, muss jedem Steuergerät eine eindeutige Adresse im Bereich von 0 bis 253 zugewiesen werden. Um zu vermeiden, dass im Betrieb fälschlicherweise zwei Steuergeräte mit der gleichen Adresse vorkommen, bedarf es einer ausgeklügelten Strategie – dem Netzwerk-Management (NM). Bei J1939 ist das NM dezentral organisiert. D.h. jedes Steuergerät muss eine Mindestfunktionalität des NM implementieren. Die Aufgaben des NM sind:

* Auflösung von Adresskonflikten (Mindestanforderung)
* Laufende Prüfung, ob Steuergeräteadressen in einem Netzwerk doppelt vergeben sind (Mindestanforderung)
* Änderung der Steuergeräteadressen zur Laufzeit
* Eindeutige Identifizierung eines Steuergeräts mit Hilfe eines weltweit eindeutigen Namens
* Dieser Name dient auch zur Erkennung, welche Funktionalität ein Steuergerät im Netzwerk hat

== SAE-Dokumente ==
Die [[Normung|Norm]] ist in folgende Schichten (Dokumente) unterteilt:
{| class="wikitable" border="1"
|-
!Norm
!Beschreibung
|-
|SAE J1939
|Recommended Practice for a Serial Control and Communications Vehicle Network
|-
|SAE J1939-11
|Physical Layer – 250 kBits/s, Shielded Twisted Pair
|-
|SAE J1939-13
|Off-Board Diagnostic Connector
|-
|SAE J1939-15
|Reduced Physical Layer, 250 kBits/s, Un-Shielded Twisted Pair (UTP)
|-
|SAE J1939-17
|CAN FD Physical Layer, 500 kBit/s / 2 MBit/s
|-
|SAE J1939-21
|Data Link Layer
|-
|SAE J1939-22
|CAN FD Data Link Layer
|-
|SAE J1939-31
|Network Layer
|-
|SAE J1939-71
|Vehicle Application Layer
|-
|SAE J1939-73
|Application Layer – Diagnostics
|-
|SAE J1939-76
|Function Safety Communications Protocol
|-
|SAE J1939-77
|CAN FD Function Safety Assurance Data
|-
|SAE J1939-81
|Network Management Protocol
|-
|SAE J1939-91C
|CAN FD Network Security
|}

== CiA Dokumente ==
Der Verein CAN in Automation (CiA) e. V. beschreibt in der Spezifikation CiA-413 Gateways von J1939 zu CANopen<ref>{{Internetquelle |autor=Autor Torsten Gedenk |url=http://www.embedded-communication.com/en/canopen/gateways-von-j1939-zu-canopen/ |titel=Gateways von J1939 zu CANopen |werk=embedded communication |datum=2016-07-15 |abruf=2021-02-04 |sprache=de-DE}}</ref> und im Dokument CiA-602<ref>{{Internetquelle |url=https://www.can-cia.org/can-knowledge/can/cia602/ |titel=CAN in Automation (CiA): CiA 602 series: CAN FD in commercial vehicles |abruf=2021-02-04}}</ref> ein Mapping von J1939-Nachrichten auf CAN-FD.

== Literatur ==
* {{Literatur | Autor=Werner Zimmermann, Ralf Schmidgall | Titel=Bussysteme in der Fahrzeugtechnik – Protokolle, Standards und Softwarearchitektur | Auflage=4. | Verlag=Vieweg+Teubner | Ort= | Jahr=2010 | ISBN=978-3-8348-0907-0 }}

== Quellen ==
* [http://www.vector.com/vi_j1939_de.html Lösungen für die SAE J1939-Vernetzung] auf vector.com

== Weblinks ==
* [http://store.sae.org/j1939/contents/ SAE J1939 Standards Collection on the Web]
* [https://www.vector.com/int/en/download/introduction-to-j1939 Eine Protokolleinführung: ''Introduction to J1939'']

== Siehe auch ==
* [[SAE J1708]]

== Einzelnachweise ==
<references />

{{DEFAULTSORT:Sae J1939}}
[[Kategorie:Netzwerkprotokoll]]
[[Kategorie:Automobilelektronik]]
[[Kategorie:Norm (Elektrotechnik)]]

SAE J1939 - Versionsgeschichte

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