UDS介紹
UDS（Unified Diagnostic Services贤徒，統(tǒng)一的診斷服務(wù)）診斷協(xié)議是ISO 15765 和ISO 14229 定義的一種汽車通用診斷協(xié)議坪仇，位于OSI模型中的應(yīng)用層褐隆，它可在不同的汽車總線（例如CAN, LIN, Flexray, Ethernet 和 K-line）上實(shí)現(xiàn)才写。UDS協(xié)議的應(yīng)用層定義是ISO 14229-1回挽，目前大部分汽車廠商均采用UDS on CAN的診斷協(xié)議趾疚。
UDS本質(zhì)上是一系列的服務(wù)缨历，共包含6大類26種。每種服務(wù)都有自己獨(dú)立的ID糙麦，即SID辛孵。
- SID：Service Identifier，診斷服務(wù)ID赡磅。UDS本質(zhì)上是一種定向的通信觉吭，是一種交互協(xié)議（Request/Response），即診斷方給ECU發(fā)送指定的請求數(shù)據(jù)（Request）仆邓，這條數(shù)據(jù)中需要包含SID鲜滩。
- 如果是肯定的響應(yīng)（Positive Response），回復(fù)
[SID+0x40]节值，如請求10徙硅，響應(yīng)50；請求22搞疗，響應(yīng)62嗓蘑。 - 如果是否定的響應(yīng)（Negative Response）须肆，回復(fù)7F+SID+NRC，回復(fù)的是一個聲明桩皿。
肯定響應(yīng)和否定響應(yīng)的形式一定要熟記豌汇。
常用服務(wù)介紹
UDS的26種服務(wù)中，有7種很重要泄隔。它們分別是：
- $10 Diagnostic Session Control（診斷會話）拒贱，
- $14 Clear Diagnostic Information（清除診斷信息），
- $19 Read DTC Information佛嬉，
- $22 Read Data By Identifier（通過ID讀數(shù)據(jù)）逻澳，
- $27 Security Access（安全訪問），
- $2E Write Data By Identifier（通過ID寫數(shù)據(jù)）暖呕，
- $3E Tester Present（待機(jī)握手）斜做。
下面對這7個服務(wù)進(jìn)行解讀。
$10診斷會話
$10包含3個子功能湾揽，
- 01 Default瓤逼，
- 02 Programming，
- 03 Extended库物，
ECU上電時霸旗，進(jìn)入的是默認(rèn)會話（Default）。如果您進(jìn)入了一個非默認(rèn)會話的狀態(tài)艳狐，一個定時器會運(yùn)轉(zhuǎn)，如果一段時間內(nèi)沒有請求皿桑，那么到時間后毫目，診斷退回到默認(rèn)會話01。當(dāng)然诲侮，我們有一個$3E的服務(wù)镀虐，可以使診斷保持在非默認(rèn)的狀態(tài)。
報文包含4種類型沟绪，即
- SID刮便，
- SID+SF（Sub-function），
- SID+DID（Data Identifier）（讀寫用）绽慈，
- SID+SF+DID恨旱。
NRC：Negative Response Code（否定響應(yīng)碼)。如果ECU拒絕了一個請求坝疼，它會回應(yīng)一個NRC搜贤。不同的NRC有不同的含義。
例子：以CAN總線網(wǎng)絡(luò)舉例钝凶。
八個數(shù)據(jù)字節(jié)仪芒，第一字節(jié)被網(wǎng)絡(luò)層占用。
- 請求（Request）:
02 10 02 xx xx xx xx xx
02中的0代表網(wǎng)絡(luò)層單幀SF，2代表 數(shù)據(jù)域有2個字節(jié)掂名；10是SID据沈，02是子功能。
- 肯定響應(yīng):
02 50 02 xx xx xx xx xx
02同上饺蔑，10+40表示對SID的肯定回復(fù)锌介，02是子功能。
- 否定響應(yīng):
03 7F 10 22 xx xx xx xx膀钠；
03同上掏湾，7F表示否定響應(yīng)，10是SID肿嘲，22是NRC融击。
$3E待機(jī)握手
$3E服務(wù)用于向服務(wù)器指示診斷儀仍然連接在網(wǎng)絡(luò)上，之前已經(jīng)激活的診斷服務(wù)功能可以仍然保持激活狀態(tài)雳窟。
例子：
02 3E 80 00 00 00 00 00尊浪，發(fā)送一個3E服務(wù)的報文，保持非默認(rèn)會話狀態(tài)封救。80表示無需回復(fù)拇涤。
$27安全訪問
27服務(wù)，加上一個子服務(wù)誉结，再加上一個鑰匙鹅士，這樣的服務(wù)請求可以進(jìn)行解鎖。
比如下面的例子惩坑，2n-1是某個子服務(wù)掉盅，通過首輪種子的請求，首輪ECU會返回67+01+AA+BB+CC+DD以舒，AA~DD就是種子了趾痘。之后第二輪，診斷端會利用種子進(jìn)行運(yùn)算（利用整車廠的算法）蔓钟，生成k1（不一定是1個字節(jié)）永票，那么發(fā)送請求，27+02+[k1]滥沫。ECU同樣也會通過種子算出k2侣集。當(dāng)k1和k2匹配時，解鎖（Unlocked）成功兰绣。
- 例子：
Rx： 02 27 05 00 00 00 00 00 安全訪問肚吏，05子功能
Tx： 07 67 05 08 27 11 F0 77 肯定響應(yīng)，回復(fù)了對應(yīng)安全級別的種子
Rx： 06 27 06 FF FF FF FF 00 發(fā)送密鑰狭魂，4個FF罚攀。注意06是與05成對使用的党觅。
Tx： 03 7F 27 78 00 00 00 00 否定響應(yīng)，7F+27+NRC
Tx： 02 67 06 00 00 00 00 00 肯定響應(yīng)斋泄，通過安全校驗(yàn)
$22讀數(shù)據(jù)
$22讀數(shù)據(jù)杯瞻，
Request（請求）：
22+DID（Data Identifier，通常是兩個字節(jié)）
Response（響應(yīng)）：
62+DID+Data
DID有一部分已經(jīng)被ISO 14229-1規(guī)定了炫掐。比如0xF186就是當(dāng)前診斷會話數(shù)據(jù)標(biāo)識符魁莉，0xF187就是車廠備件號數(shù)據(jù)標(biāo)識符，0xF188就是車廠ECU軟件號碼數(shù)據(jù)ID募胃，0xF189就是車廠ECU軟件版本號數(shù)據(jù)標(biāo)識符旗唁。
$2E寫數(shù)據(jù)
$22寫數(shù)據(jù)，
Request（請求）：
2E+DID+Data
Response（響應(yīng)）：
6E+DID
注意痹束，比如0xF186這個DID不支持直接寫入數(shù)據(jù)检疫，需要用$10來進(jìn)行會話轉(zhuǎn)換。也就是說祷嘶，對于寫數(shù)據(jù)的請求屎媳，一般來說需要在一個非默認(rèn)會話，或解鎖的狀態(tài)下才能進(jìn)行论巍。
$19 讀DTC
DTC（diagnostic trouble code）：如果系統(tǒng)檢測到了一個錯誤烛谊，它將其存儲為DTC。DTC可表現(xiàn)為：一個顯而易見的故障:通訊信號的丟失（不會使故障燈亮起）嘉汰；排放相關(guān)的故障丹禀；安全相關(guān)的錯誤等。DTC可以揭示錯誤的位置和錯誤類型鞋怀。通常DTC占用3個字節(jié)双泪，OBD II占用兩個字節(jié)。
故障碼包括四個大類接箫，分別是PCBU攒读，P是powertrain動力系統(tǒng)朵诫，C是Chassis底盤辛友，B是Body車身，U是network通信系統(tǒng)剪返。一個DTC信息占用4個字節(jié)废累。最后一個字節(jié)是DTC的狀態(tài)。前兩個字節(jié)是我們熟知的類似P0047的故障碼脱盲。
| DTCHighByte | DTCMiddleByte | DTCLowByte | DTCStatus |
|---|---|---|---|
| Byte 1 | Byte 2 | Byte 3 | Byte 4 |
$19 擁有28個子服務(wù)（Sub-Function）邑滨。常用的子服務(wù)有02（通過DTC狀態(tài)掩碼讀取DTC），04（讀取快照信息）钱反，06（讀取擴(kuò)展信息）掖看，0A（讀ECU支持的所有DTC數(shù)據(jù)）匣距。
$14清除DTC
清除（復(fù)位）DTC格式，它可以改變DTC的狀態(tài)哎壳。3個FF代表清除所有DTC毅待。
Request：14+FF+FF+FF；
Response：54 归榕。
診斷報文解析
UDS 的診斷數(shù)據(jù)的發(fā)送與接收都是基于CAN尸红，所以每個數(shù)據(jù)流都包含基本的CAN Message 的架構(gòu)
CAN Message =CAN ID + CAN DATA
根據(jù)上篇UDS文章的敘述，每一個PDU 包含控制信息PCI,數(shù)據(jù)信息Data.
網(wǎng)絡(luò)層 PDU（協(xié)議數(shù)據(jù)單元）PCI（協(xié)議控制信息）格式：具體如下圖所示：
| 幀類型 | bit7-4 | bit3-0 | Byte 2 | Byte 3 |
|---|---|---|---|---|
| 單幀 | PCItype=0 | SF_DL | N/A | N/A |
| 首幀 | PCItype=1 | FF_DL | FF_DL | N/A |
| 連續(xù)幀 | PCItype=2 | SN | N/A | N/A |
| 流控幀 | PCItype=3 | FS | BS | ST_min |
綜上所述刹泄，N_PDU =N_PCI+N_DATA, N_PCI的值主要集中的前三個字節(jié)外里，N_DATA值主要集中在后面7位字節(jié)。其中特石，
-
SF_DL代表單幀中數(shù)據(jù)字節(jié)數(shù)（取值0-7）盅蝗， -
FF_DL代表 連續(xù)幀中的數(shù)據(jù)字節(jié)數(shù)(12bit可表四8~4095)， -
SN代表此幀為連續(xù)幀中的第幾幀县匠，（0风科、1、2...E乞旦、F贼穆、0、1...） -
FS流控制幀兰粉，有三種狀態(tài)：繼續(xù)發(fā)送0故痊、保持等待1、數(shù)據(jù)溢出2 -
BS規(guī)定發(fā)送端允許持續(xù)傳輸連續(xù)幀數(shù)目的最大值（0~255）玖姑， -
STmin限定連續(xù)幀相互之間所允許的最小時間間隔愕秫。
先面用連個例子進(jìn)行說明，請參考焰络！
例子 1--- 單幀的數(shù)據(jù)傳輸與接收
[圖片上傳失敗...(image-b66bab-1538824826939)]
數(shù)據(jù)發(fā)送： 02 27 09
數(shù)據(jù)反饋： 03 7F 27 7E ---==否定的響應(yīng)==（Negative Response）戴甩，回復(fù)==7F+SID+NRC==，回復(fù)的是一個聲明
數(shù)據(jù)發(fā)送： 02 10 40
數(shù)據(jù)反饋： 06 50 40 00 32 01 F4 ---==肯定的響應(yīng)==（Positive Response）闪彼，回復(fù)[==SID+0x40==]甜孤，就是請求10，響應(yīng)40畏腕；回復(fù)的是一組數(shù)據(jù)
由于這個數(shù)據(jù)發(fā)送與接收都是單幀傳輸缴川，所以第一個數(shù)據(jù)的高四位均為0，四個數(shù)據(jù)流中的第一個字節(jié)的低四位描馅，02把夸，03，02铭污，06代表的為此幀數(shù)據(jù)含有幾個字節(jié)恋日，多余的數(shù)據(jù)位都用 00或者AA行填充膀篮。
例子2 --- 多幀的數(shù)據(jù)接收與傳輸
[圖片上傳失敗...(image-b5e84b-1538824826939)]
數(shù)據(jù)發(fā)送：
- 06 19 04 00 01 00 00 00
數(shù)據(jù)反饋：
- 10 1E 59 04 00 01 00 27
- 30 00 00 00 00 00 00 00
- 21 00 0B FF FF FF FF FF
- 22 FF FF FF FF FF FF FF
- 23 FF FF FF FF FF FF FF
- 24 FF FF FF AA AA AA AA
數(shù)據(jù)發(fā)送為單幀，所以06代表發(fā)送的數(shù)據(jù)中含有6個字節(jié)岂膳，
回復(fù)為Positive Response各拷，為連續(xù)幀。
- 10中的1代表連續(xù)幀的首幀闷营，==01E代表此連續(xù)幀含有30個字節(jié)==烤黍，
- 30代表此連續(xù)幀的流控制幀，
- 21傻盟，22速蕊，23，24代表連續(xù)幀中的第幾幀娘赴，21代表第一幀规哲，22代表第二幀，依此類推诽表，其中AA為填充位唉锌。
參考資料：
作者：智車科技
鏈接：http://www.reibang.com/p/b5805e734ed6
來源：簡書
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