Este documento describe varios sistemas de comunicación automotriz, incluidos ISO 9141, LIN bus, CAN bus y FlexRay. Explica que ISO 9141 utiliza una línea K monohilo para la comunicación entre los módulos electrónicos de control y las herramientas de diagnóstico. También describe las formas de onda y protocolos de comunicación para estos diferentes sistemas.

1. Importante: cuando el ECM se esté comunicando con la herramienta de escaneado,
el LED del pin 7 comenzará a parpadear en la caja de pruebas CAN. Si la herramienta
de escaneado no da signos de comunicación con el ECM y el LED del pin 7 no
parpadea, significa que la herramienta de escaneado no está enviando el comando de
comunicación al ECM. Importante: cuando el ECM se esté comunicando con la
herramienta de escaneado, el LED del pin 7 comenzará a parpadear en la caja de
pruebas CAN. Si la herramienta de escaneado no da signos de comunicación con el
ECM y el LED del pin 7 no parpadea, significa que la herramienta de escaneado no está
enviando el comando de comunicación al ECM. No obstante, si la herramienta de
escaneado muestra que no ha establecido comunicación con el ECM y el LED del pin 7
está parpadeando, significa que la herramienta de escaneado está enviando el
comando de comunicación pero el ECM no completa el proceso. Esto podría deberse a
la existencia de malas conexiones entre el DLC y ECM, a un comando de comunicación
de la herramienta incorrecto en el software o a un fallo dentro del ECM.
Información técnica: Línea K de ISO9141-2 y
Keyword 2000485A
La línea K es un sistema de comunicación en serie de un solo cable y velocidad muy
baja utilizado en muchos vehículos de motor y en vehículos comerciales. Suele
utilizarse para las conexiones de diagnóstico entre los módulos de control electrónico
(ECM) del vehículo y el equipo de diagnóstico (registradores de datos y herramientas
de escaneado). La línea K es una red basada en las especificaciones de ISO9141,
también conocida como estándar del California Air Resources Board (CARB) 9141.
La línea K es muy diferente a una red de Bus CAN y a la mayoría de las redes de
comunicación en general. Por ejemplo, una red de Bus CAN no tiene un ECM central o
primario: todos los ECM son iguales ya que todos son capaces de transmitir mensajes
a través de la red y de recibir mensajes.
En la red de la línea K o en cualquier red compatible con ISO 9141, la dirección del
flujo de mensajes es muy importante. El control de la red está dominado por el ECM
maestro y la dirección y sincronización del mensaje dependen de cuál ECM habla
(envía un mensaje) y cuál ECM escucha (está esperando un mensaje). Por lo tanto,
dos ECM no pueden enviar un mensaje al mismo tiempo, sino que tienen que esperar
hasta que se lo permita el ECM maestro. Consulte la figura 3 a continuación:
El diagrama de arriba muestra que solamente hay un cable para todas las
comunicaciones de la red. Por lo tanto, los mensajes deben ser enviados en formato
binario y transmitidos como una señal de voltaje pulsado. Las tensiones de la línea K
se pulsan entre dos valores en código binario (una serie de unos y ceros). El código
binario está representado por las tensiones que se muestra en la figura 4 a
continuación:
Nota: La lógica 0 está representada por la tensión de la batería, por lo que puede ser
superior a 12 V.
Nota 1: Los mensajes de la línea K son diferentes a los mensajes CAN, ya que el CAN
siempre envía un mensaje completo a la ve, mientras que la línea K puede enviar
mensajes divididos en varias partes.

2. Nota 2: La red de Bus CAN funciona constantemente como red de comunicación y red
de diagnóstico entre los ECM mientras el vehículo está en funcionamiento. La de la
línea K solo ha sido diseñada para soportar equipos de diagnóstico. Sin embargo,
cuando no existe máquina de diagnóstico, el cableado de la línea K puede ser utilizado
por otros ECM para comunicarse a velocidades de transmisión diferentes y con
patrones de sincronización distintos.
LIN BUS
Notas de forma de onda
Como puede ver en la forma de onda de ejemplo, la forma de onda del bus LIN es una
onda cuadrada, que representa los estados binarios en un flujo de datos en serie. La
forma de onda observada debe estar libre de distorsiones obvias y picos de ruido, y los
niveles superior e inferior deben ser aproximadamente como en el ejemplo (para un
sistema de 12 V).
El voltaje de nivel inferior (cero lógico) debe ser inferior al 20% del voltaje de la
batería (generalmente 1 V) y el voltaje de nivel superior (uno lógico) debe ser superior
al 80% del voltaje de la batería. Tenga en cuenta que los niveles de voltaje pueden
cambiar ligeramente cuando se arranca el motor.
No podemos decodificar el flujo de datos con un osciloscopio, por lo que el propósito de
esta prueba es verificar que la señal esté presente y sea correcta, y que no se
interrumpa moviendo el arnés de cableado o tirando suavemente de los
conectores. Las fallas pueden ser específicas de una función en particular, como una
ventana no operativa, o generales, donde todas las funciones del bus no están
funcionando. Antes de condenar un dispositivo, use el osciloscopio para verificar que
tenga energía, tierra y una señal LIN actual y correcta.
Orientación adicional
La comunicación de bus de red de interconexión local (LIN) es cada vez más común en
los vehículos modernos equipados con bus CAN. Es esencialmente un bus de datos en
serie de un solo cable de baja velocidad (un subbus del bus CAN más rápido y
complejo) que se utiliza para controlar las funciones de limpieza de baja velocidad que
no son críticas para la seguridad en el vehículo, especialmente ventanas, espejos,
cerraduras, unidades HVAC y asientos eléctricos.
El bus LIN está demostrando ser popular debido a su bajo costo y también porque
reduce la carga del bus de la red CAN supervisora.
Flex ray

3. Notas de forma de onda
La forma de onda FlexRay anterior es un zoom detallado del mensaje FlexRay y
permite ver los cambios de estado individuales. Esto permite verificar la naturaleza de
imagen especular de las señales y la coincidencia de los bordes.
Aquí podemos ver claramente que las señales son iguales y opuestas, y que tienen la
misma amplitud. Los bordes están limpios y coinciden entre sí. Esto muestra que la red
FlexRay está habilitando la comunicación entre los nodos y la unidad controladora
FlexRay. Esta prueba verifica efectivamente la integridad del bus en este punto de la
red FlexRay, y si una ECU (nodo) en particular no responde correctamente, es
probable que la falla sea la propia ECU. El resto del autobús debería funcionar
correctamente.
Puede ser necesario verificar el estado de las señales presentes en el conector de cada
una de las ECU en la red FlexRay como verificación final. Los datos en cada nodo
siempre serán los mismos en el mismo bus. Recuerde que muchos de los datos de la
red son críticos para la seguridad, por lo que NO use sondas perforadoras de
aislamiento en líneas FlexRay.
Orientación adicional
FlexRay es un sistema de bus rápido, determinista y tolerante a fallas para uso
automotriz.
El protocolo FlexRay® responde a esa demanda con una tecnología de comunicaciones
de alta velocidad, determinista y tolerante a fallas. Diseñado específicamente para
redes en vehículos, FlexRay no reemplazará las redes existentes, sino que funcionará
en conjunto con sistemas ya bien establecidos, como la red de área del controlador
(CAN), la red de interconexión local (LIN) y los sistemas orientados a los medios.
transporte (MÁS).
Una red en el vehículo con FlexRay que actúa como columna vertebral proporciona
determinismo para el control del motor y tolerancia a fallas para las aplicaciones de
dirección por cable, freno por cable y otras aplicaciones de seguridad avanzadas.
En FlexRay, el período del ciclo se divide en dos partes: una estática, para mensajes
de tiempo crítico, y una dinámica, para mensajes menos importantes. La parte estática
se activa por tiempo, mientras que la parte dinámica se activa por evento. Por
ejemplo, un nodo que transmite mensajes a los frenos estaría en la parte estática
mientras que un nodo que transmite información al sistema de audio estaría en la
parte dinámica.
FlexRay, en comparación con CAN, ofrece un ancho de banda significativamente mayor
de 10 Mbit / s.
SISTEMA DE COMUNICACIÓN
ISO 9141 – KPW2000.

4. Bus ISO
ISO -Bus (Internationale Organisation für Standardisierung – Organización
de Estandarización
Internacional)
• El bus de datos ISO consta de una sola línea de comunicación (línea K).
• Esta línea no se emplea para la comunicación de los módulos de control
entre sí, sino que se utiliza exclusivamente para la diagnosis de los
diferentes
módulos de control.
• El bus ISO está siendo reemplazado cada vez más en los nuevos
vehículos por el bus CAN.
• Ahora bien, la línea K se encuentra aún presente en la mayoría de
módulos de control actuales y se utiliza en producción para la entrada y
consulta de parámetros.
• La comunicación entre el módulo y el equipo de diagnosis no es posible si
la línea presenta interrupciones o cortocircuitos
BUS ISO 9141 y la LINEA K.
La línea K es un tipo de bus monohilo bidireccional descrito por las
normas ISO 9141 e ISO 14230-1 que se utiliza en automotriz.
Análogamente, la línea L es un cable similar que se utiliza para el
establecimiento de la comunicación con una ECM, lo que se conoce como
“fase de excitación”. Tras establecerse el diálogo, la línea L toma
permanentemente un valor de señal alto. En la práctica, una inicialización

5. de este tipo es inusual, puesto que en la mayoría de los coches se realiza a
través de la propia línea K. Algunos automóviles de gama variada usan la
línea L para intercambiar datos; este comportamiento no se ajusta a los
estándares y para llevarlo a cabo se requiere un adaptador especial, por lo
general denominado “KKL” o “K/KL”.
Aplicación del sistema ISO9141.
Las líneas K y L se utilizan primordialmente para la comunicación con el
exterior (por ejemplo, para la diagnosis offboard de ECUS en un taller). El
flujo de datos en un instante determinado solamente puede discurrir en uno
de los dos sentidos. A pesar de eso, se conserva la característica
fundamental de posibilitar la comunicación de varios implicados a través de
un mismo cable. Las tasas binarias típicas son 9.600 y 10.400 baudios.
El bus trabaja con niveles de señal definidos respecto a la tensión de
batería del vehículo (típicamente Vbat=12 V y 24 V). Así, un cero lógico
tomará un valor del 0–30% de Vbat y un 1 lógico del 70–100% de Vbat. El
valor exacto de ese porcentaje depende del sentido la comunicación
(vehículo a tester de diagnosis o viceversa).
El bus se puede controlar con un PC a través de conexiones USB y RS232
mediante el uso de un adaptador de línea K. Como la mayor parte de dichos
adaptadores también soportan la línea L, a menudo reciben el nombre de
“interfaz KL”. Los niveles de señal se pueden adaptar a RS232 mediante
un circuito integrado con un componente electrónico diseñado a tal efecto
(p. ej. el Si9243AEY de Vishay o el MC33290D de Freescale).
Activación del BUS.

6. El proceso de establecimiento de la comunicación entre el tester de
diagnosis y una centralita electrónica se conoce como “excitación” y puede
llevarse a cabo de dos maneras diferentes. realizado, a, través de diferentes
métodos de comunicación.
Activación Rápida.
Se realiza poniendo en la línea K un 0 lógico durante 1,8 s ± 0,01 s, tras lo
cual puede dar comienzo la comunicación normal.
Activación a 5 BAUDIOS.
Se efectúa a una velocidad extremadamente lenta (5 Bd) y usando
paquetes de datos que violan deliberadamente las condiciones de polaridad.
Acabada esta fase, la comunicación comienza a la velocidad definitiva.
Protocolos.
Como protocolo de comunicaciones se utilizan de forma mayoritaria KWP
1281 o KPW1281. La ventaja de KWP2000 radica en que permite actualizar
mediante la conexión de diagnosis el firmware contenido en la Memoria
Flash de una ECU (lo que en jerga se conoce como “flashear”).

7. 
ENFOQUE ELECTRONICO DEL SISTEMA.
El L9613B es un controlador de bus monolítico diseñado para proporcionar
comunicación en serie bidireccional en automoción.
aplicaciones. El dispositivo proporciona un enlace bidireccional, llamado K,
al bus de diagnóstico relacionado con VBat. También incluye un
comparador L separado que también se puede vincular al bus VBat. La
entrada TX y la salida RX de K
están relacionados con VCC con sus resistencias de pull up integradas.
Además, la salida del comparador L LO tiene un tirón hasta resistencia
conectada a VCC.
Todas las entradas LI y K definidas por el bus VBat tienen umbrales
dependientes del voltaje de suministro junto con suficientes
histéresis para suprimir los picos de línea. Estos pines están protegidos
contra sobretensiones, cortocircuitos a GND y VS y también se puede
manejar más allá de VS y GND. Estas características también se ofrecen

8. solo para TX, RX y LI teniendo en cuenta el comportamiento de las
resistencias internas de pull up. La función de apagado térmico apaga la
salida K si la temperatura del chip aumenta por encima del umbral de
apagado térmico. A reactivar K nuevamente, la temperatura del chip debe
descender por debajo de la temperatura de encendido del interruptor K Para
lograr sin culpa
para condiciones de subtensión VS, las salidas se apagarán y
permanecerán en alta impedancia. El dispositivo también está protegido
contra la condición de batería inversa. Durante la falta de VS o GND, todos
los pines se muestran altos
característica de impedancia. Para darse cuenta de la falta de la línea de
bus LI y K relacionada con VS, las salidas LO y RX muestra el estado ON
definido. Suprimir las 4 clases de señales “Schaffner” (Schaffner 1; 2; 3a, b;
4) todas
los pines se pueden cargar con pulsos de energía cortos de máx. ± 0,2 mJ.
Todas estas características junto con un alto posible Tasa de baudios>
130Kbaudios, pendientes de salida controladas para baja EMI, un amplio
rango de voltaje de fuente de alimentación y una función de espera real con
consumo de energía cero ISSB típico £ 1mA durante la desconexión del
sistema VCC £ 0.5V hacen que este dispositivo sea altamente eficiente para
el sistema de bus automotriz. Después de despertar el sistema de la
condición SB, la primera señal de salida tendrá un tiempo de retardo
adicional
. El comportamiento típico de la tensión de salida para las salidas K, LO, RX
en función de la corriente de salida es se muestra en la figura 5. La figura 6
muestra una forma de onda de la señal de salida cuando el nivel bajo

9. cambia de RON × IOUT al estado IOUT × 2 × RON + UBE. Esta variación
se produce debido a una corriente de salida demasiado baja o después de
un transitorio negativo. forzado a la salida de la línea de tensión de
alimentación.
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10. 

11. 
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