UDS与DoIp整理

UDS与Doip 知识框架整理

UDS（Unified Diagnostic Service）

1、概念

由ISO14229协议规定，使用诊断测试仪（客户端）控制车载电子单元（ECU，服务端），实现电子喷油喷射、自动变速和防抱死制动系统工作等等。

简单的意思就是外部设备与ECU的通信协议，可以与ECU进行交互，但是不是传输数据的链路，传输数据的协议由ISO15765协议规定。

下文中服务器指下位机或者ECU。

• 诊断数据：
  测试人员修改可以位于电子控制单元存储器中的数据，诊断数据包括模拟输入和输出，数字输入和输出，中间值和各种状态信息。诊断数据示例包括车速、油门角度、后视镜位置、系统状态等。

三种类型为诊断数据定义的值:
1、电流值:电子控制单元正常操作当前使用的值;
2、存储值:在特定时刻(例如，当故障发生或
定期);本副本在电子控制单元的控制下制作;
3、静态值:例如VIN。

服务器不保留诊断数据，测试人员可以只保留请求的当前值。

• 诊断程序：

它是一种嵌入在电子单元内部的一种程序，通过客户端的请求可以开启相应的服务。

• 诊断服务：

客户端请求服务器进行信息交换，目的是需要从服务器获取诊断数据，或者对服务器进行某种操作，

• 诊断会话：
  服务器中的状态，其中启用了一组特定的诊断服务和功能。意思就是某种特定的诊断操作需要进入特定的会话才能正确执行，否则就会出现该会话模式不支持该操作的提示。

比如常见的刷APP程序，需要在编程会话模式中才可以执行，要不然随便一刷就刷掉原始代码了，不安全。刷APP代码需要在Boot Software中进行。

Boot Software：在ECU上电或复位后立即执行，其主要目的是以检查有效的应用程序是否可用以执行，而不是将控件转移到重编程软件，意思就是如果重编程软件（也成为APP程序）不可以执行，则直接不进行跳转，只在Boot软件中。

在一些NXP的芯片中，自带固件，会扫描一些区域是否有可执行文件，会跳到相应的区域去执行。比如可以执行不带Boot软件的APP程序。

• 诊断故障代码：DTC（diagnoise trouble Code）

由车载诊断系统识别的故障状态的数字通用标识符，就是车载故障的编码。

• ECU：电子控制单元，一个功能模块的控制器，比如车门ECU、车窗ECU、调速ECU。

2、UDS框架图

• 可以通过多种通讯手段进行诊断（数据交互），比如CAN、IP和Lin等，DoCAN即Diagnosis on CAN，不同的通讯协议对应着不同的定义说明，在不同14229协议中比如14229-5，定义了车载以太网，即diagnosis on internet

• 应用层服务通常被称为诊断服务。应用层服务是用于基于客户机-服务器的系统，在车辆车载服务器执行测试、检查、监视或诊断等功能。客户端(通常称为外部测试设备)使用应用层
  请求在一个或多个服务器上执行诊断功能。服务器，通常是一个功能，它是ECU的一部分，使用应用层服务提供诊断服务的响应数据返回到客户端。

• 客户端通常是一个外部测试人员，在同一车辆系统中可能有多个客户端。诊断应用层的服务访问点提供许多服务，这些服务都具有相同的一般结构。
  

• 服务标识符：Service Identifier(SI)
  0x10-0x3E、0x83-0x88、0xBA-0xBE 请求服务
  0x50-0x7E、0xC3-0xC8、0xFA-0xFE 积极响应

• 7F 否定响应服务标识符

• 请求分为物理请求和功能请求，物理请求像单个设备请求诊断，功能请求类似广播请求。

• 功能请求不回复部分否定响应。

• 否定响应分为：SNS（不支持该服务）、SNSIS（该会话不支持该服务）、SFNS（不支持该子函数）、SFNSIAS（在该会话不支持该子函数功能）和ROOR（请求超出范围）
  注意：否定响应中 78表示等待。比如 0x7F 0x27 0x78
  

• 通用服务器响应流程
  首先进行多个否定响应的判断
  0x21：服务器忙
  0x11：不支持该服务
  0x7F：在该会话模式不支持该服务
  0x33：在服务器未解锁的状态访问，
  0x31：不支持该服务的子功能
  然后正确解析服务，并执行操作
  

3、接下来介绍具体的服务

3.1、诊断以及通信管理功能

3.1.1 诊断会话模式：0x10

诊断会话在服务器中启用一组特定的诊断服务或功能。服务器始终仅存在一个活动的诊断会话。服务器应始终启动默认值开机时进行诊断会话。如果没有启动其他诊断会话，则默认诊断只要服务器通电，会话就应该一直在运行。

在不同的会话模式，可以进行特定的诊断功能，比如在扩展会话模式，可以禁止通讯，其他模式下就不可以。

• 子功能服务标识符：01 默认会话
  服务器中的默认诊断会话，并且不支持任何诊断应用程序超时处理规定（例如，不需要TesterPresent服务来保持该会话处于活动状态）。
  服务器在发送DiagnosticSessionControl肯定响应消息后，应停止当前诊断会话，并在此后启动新请求的诊断会话。

• 子功能服务标识符：02 编程会话

此diagnosticSession主要的功能就是对下位机进行编程，俗称刷APP程序

如果服务器在引导软件中运行programmingSession，则只能通过ECUReset（0x11）服务保留programmingSession。
如果服务器在APP中运行编程会话，则服务器会复位，然后在引导程序中运行编程会话。
可以执行擦除代码，刷写代码等服务（0x31 0x34 0x36）

• 子功能服务标识符：03 扩展会话

该DiagnosticSession可用于启用支持功能调整所需的所有诊断服务。 它也可以用于启用诊断服务，这些服务不专门与功能调整相关。

• 子功能服务标识复：04 安全系统诊断会话

可以执行所有与诊断相关的服务功能函数。

诊断仪发送10 03，然后服务器返回50 03 ，代表成功进入扩展模式，可以进行一些操作，比如安全访问，禁止DTC，禁止通信等。

CAN通讯一次只能发送8个字节，第一个字节代表有效字节数，00 32 01 F4 需要看具体的参数意义。

其否定响应码主要有 12 13 22
12：不支持该子函数，比如在默认会话模式 就不支持直接跳转到编程会话，否则返回否定响应
13：消息长度错误
22：当前状态不支持该会话模式，比如在无BootLoader的APP程序中，执行10 02，就会返回22。

如果执行该指令需要的时间较长，则下位机（服务器）就会先返回78，让诊断仪等待，然后再返回正确的响应数据。

3.1.2 0x11 ECU复位

3.1.3 0x27 安全访问服务

3.1.4 0x28 通信控制服务

3.1.5 0x3E

3.1.6 0x85 控制DTC设置服务

二、数据传输功能单元

三、存储数据传输单元

四、协程功能单元

五、上传下载功能单元

DoIP