UDS(Unified Diagnostic Services,统一的诊断服务)诊断协议是ISO 15765 和ISO 14229 定义的一种汽车通用诊断协议,位于OSI模型中的应用层,它可在不同的汽车总线(例如CAN, LIN, Flexray, Ethernet 和 K-line)上实现。UDS协议的应用层定义是ISO 14229-1,目前大部分汽车厂商均采用UDS on CAN的诊断协议。

UDS本质上是一系列的服务,共包含6大类26种。每种服务都有自己独立的ID,即SID。

  • SID:Service Identifier,诊断服务ID。UDS本质上是一种定向的通信,是一种交互协议(Request/Response),即诊断方给ECU发送指定的请求数据(Request),这条数据中需要包含SID。
  • 如果是肯定的响应(Positive Response),回复[SID+0x40],如请求10,响应50;请求22,响应62。
  • 如果是否定的响应(Negative Response),回复7F+SID+NRC,回复的是一个声明。

肯定响应和否定响应的形式一定要熟记。

常用服务介绍

UDS的26种服务中,有7种很重要。它们分别是:

  • $10 Diagnostic Session Control(诊断会话),
  • $14 Clear Diagnostic Information(清除诊断信息),
  • $19 Read DTC Information,
  • $22 Read Data By Identifier(通过ID读数据),
  • $27 Security Access(安全访问),
  • $2E Write Data By Identifier(通过ID写数据),
  • $3E Tester Present(待机握手)。
 
UDS报文解读-LMLPHP
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下面对这7个服务进行解读。

$10诊断会话

$10包含3个子功能,

ECU上电时,进入的是默认会话(Default)。如果您进入了一个非默认会话的状态,一个定时器会运转,如果一段时间内没有请求,那么到时间后,诊断退回到默认会话01。当然,我们有一个$3E的服务,可以使诊断保持在非默认的状态。

报文包含4种类型,即

NRC:Negative Response Code(否定响应码)。如果ECU拒绝了一个请求,它会回应一个NRC。不同的NRC有不同的含义。

 
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NRC.jpg

例子:以CAN总线网络举例。

八个数据字节,第一字节被网络层占用

  • 请求(Request):

02中的0代表网络层单帧SF,2代表 数据域有2个字节;10是SID,02是子功能

  • 肯定响应:

02同上,10+40表示对SID的肯定回复,02是子功能。

  • 否定响应:

03同上,7F表示否定响应,10是SID,22是NRC。

$3E待机握手

$3E服务用于向服务器指示诊断仪仍然连接在网络上,之前已经激活的诊断服务功能可以仍然保持激活状态。

例子:

$27安全访问

UDS报文解读-LMLPHP27服务,加上一个子服务,再加上一个钥匙,这样的服务请求可以进行解锁。

比如下面的例子,2n-1是某个子服务,通过首轮种子的请求,首轮ECU会返回67+01+AA+BB+CC+DD,AA~DD就是种子了。之后第二轮,诊断端会利用种子进行运算(利用整车厂的算法),生成k1(不一定是1个字节),那么发送请求,27+02+[k1]。ECU同样也会通过种子算出k2。当k1和k2匹配时,解锁(Unlocked)成功。

  • 例子:

$22读数据

$22读数据,
Request(请求):

Response(响应):

DID有一部分已经被ISO 14229-1规定了。比如0xF186就是当前诊断会话数据标识符,0xF187就是车厂备件号数据标识符,0xF188就是车厂ECU软件号码数据ID,0xF189就是车厂ECU软件版本号数据标识符。

$2E写数据

$22写数据,
Request(请求):

Response(响应):

注意,比如0xF186这个DID不支持直接写入数据,需要用$10来进行会话转换。也就是说,对于写数据的请求,一般来说需要在一个非默认会话,或解锁的状态下才能进行

$19 读DTC

DTC(diagnostic trouble code):如果系统检测到了一个错误,它将其存储为DTC。DTC可表现为:一个显而易见的故障:通讯信号的丢失(不会使故障灯亮起);排放相关的故障;安全相关的错误等。DTC可以揭示错误的位置和错误类型。通常DTC占用3个字节,OBD II占用两个字节。

故障码包括四个大类,分别是PCBU,P是powertrain动力系统,C是Chassis底盘,B是Body车身,U是network通信系统。一个DTC信息占用4个字节。最后一个字节是DTC的状态。前两个字节是我们熟知的类似P0047的故障码。

Byte 1Byte 2Byte 3Byte 4

$19 拥有28个子服务(Sub-Function)。常用的子服务有02(通过DTC状态掩码读取DTC),04(读取快照信息),06(读取扩展信息),0A(读ECU支持的所有DTC数据)。

$14清除DTC

清除(复位)DTC格式,它可以改变DTC的状态。3个FF代表清除所有DTC。

诊断报文解析

UDS 的诊断数据的发送与接收都是基于CAN,所以每个数据流都包含基本的CAN Message 的架构

根据上篇UDS文章的叙述,每一个PDU 包含控制信息PCI,数据信息Data.

 
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N_PDU format.png

网络层 PDU(协议数据单元)PCI(协议控制信息)格式:具体如下图所示:

单帧PCItype=0SF_DLN/AN/A
首帧PCItype=1FF_DLFF_DLN/A
连续帧PCItype=2SNN/AN/A
流控帧PCItype=3FSBSST_min
 
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PCI_format.png

综上所述,N_PDU =N_PCI+N_DATA, N_PCI的值主要集中的前三个字节N_DATA值主要集中在后面7位字节。其中,

  • SF_DL 代表单帧中数据字节数(取值0-7),
  • FF_DL代表 连续帧中的数据字节数(12bit可表四8~4095),
  • SN代表此帧为连续帧中的第几帧,(0、1、2...E、F、0、1...)
  • FS流控制帧,有三种状态:继续发送0、保持等待1、数据溢出2
  • BS规定发送端允许持续传输连续帧数目的最大值(0~255),
  • STmin限定连续帧相互之间所允许的最小时间间隔。

先面用连个例子进行说明,请参考!

例子 1--- 单帧的数据传输与接收

[图片上传失败...(image-b66bab-1538824826939)]

由于这个数据发送与接收都是单帧传输,所以第一个数据的高四位均为0,四个数据流中的第一个字节的低四位,02,03,02,06代表的为此帧数据含有几个字节,多余的数据位都用 00或者AA行填充。

例子2 --- 多帧的数据接收与传输

[图片上传失败...(image-b5e84b-1538824826939)]

数据发送为单帧,所以06代表发送的数据中含有6个字节,

回复为Positive Response,为连续帧。

  • 10中的1代表连续帧的首帧,==01E代表此连续帧含有30个字节==,
  • 30代表此连续帧的流控制帧,
  • 21,22,23,24代表连续帧中的第几帧,21代表第一帧,22代表第二帧,依此类推,其中AA为填充位。
05-11 21:55