UDS诊断协议

UDS本质上是一系列服务的集合，包含6大类，共26种。每种服务都有独立的ID，即SID。

请求

• SID(1Byte) + 参数

• SID(1Byte) + Sub-function(1Byte) + 参数

• SID + DID(2Bytes)

响应

• 肯定响应
  • SID+0x40(1Byte) + Sub-function(根据请求是否存在) + 参数
  • SID+0x40(1Byte) + DID + Data
• 否定响应
  • 0x7F + SID + NRC(1Byte)(否定响应码)
  • 0x7F + SID + DID + NRC(1Byte)(否定响应码)
• 常见的NRC
  • 11表示服务不支持
  • 12表示Sub-function不支持
  • 13表示请求的长度不正确、格式不正确
  • 31表示请求超出范围
  • 78表示收到诊断请求，等待响应
  • 7E表示当前会话下Sub-function不支持
  • 7F表示当前会话下服务不支持

Sub-function分成了两部分（14229 P39）

• Bit7，Suppress postive reponse message indication bit，抑制正响应位
  • 为0时，不抑制正响应消息
  • 为1时，抑制响应消息，正响应消息不应该被发送
  • 负响应消息不受抑制正响应位影响，会根据协议规定的限制发送
  • 注意NRC为78时，后续也会发送正响应
• Bit0 - Bit6
  • Sub-function 的参数值

常用服务

• 10诊断会话控制

  • 01默认会话：权限最小，可操作的服务少
  • 02编程会话：用于解锁bootloader相关的诊断服务
  • 03扩展会话：用于解锁高权限诊断服务，如：读写DTC、写入数据
  • 注：编程会话不能由默认会话转入（在默认会话情况下，不能执行 10 02），只能由扩展会话转入
  • 默认进入默认会话，当ECU处于非默认会话时，一段时间内没有请求会退回到默认会话。可以通过让Tester周期发送3E服务，使ECU保持在非默认会话

• 11 重置ECUReset

  • 报文格式
    • 请求：11 + Sub-function
    • 响应：51 + Sub-function + powerDownTime
  • 常用子服务
    • 01 硬重启
    • 03 软重启
    • 04 enableRapidPowerShutDown 当使用此子服务时，powerDownTime才会存在

  11 01
  51 01
  

• 27安全访问

  • ECU上电后是一个锁定的状态，可以通过27服务来解锁
  • 过程：
    • Tester端给ECU发送请求报文来请求种子
    • ECU收到报文后，回复肯定响应(包含种子数)
    • Tester端根据这个种子数，利用自身的安全算法算出一个密钥K1，并发送给ECU
    • ECU同样根据种子数和自身的安全算法计算出一个密钥K2，并将接收到的K1与K2相比较。如果一致ECU发送肯定响应给Tester端，已经解锁。
  • 当执行复位、重新上下电或者会话切换后，会由解锁状态跳转到锁定状态

• 22读数据

  • 报文格式
    • 请求：22 + DID(2Bytes)
    • 响应：62 + DID + Data
  • 支持的NRC
    • 13表示请求消息的长度无效或超过长度
    • 14表示读取的数据已经超过了传输最大值，如请求多个DID，响应的数据太多了
    • 22表示服务器的运行条件不满足执行的操作
    • 31表示当前会话下不支持请求的DID；请求的动态DID尚未分配
    • 33表示如果至少有一个DID是安全的，但是服务器没有解锁

• 2E写数据

  • 报文格式
    • 请求：2E + DID + Data
    • 响应：6E + DID
  • 支持的NRC
    • 72表示写入失败

• 19读DTC

  • 当系统检测到错误或故障时，会将相应的数值故障码进行存储，数值故障码就是DTC。

  • 一般由3个字节组成：

    

    • 字节1

      • 左边两位对应DTC属于哪一个系统，P: 00动力系统、C: 01底盘、B: 10车身和U: 11通信系统
      • 左边3-4位用来区分DTC是标准组织所定义还是OEM自定义
      • 左边5-8位对应车辆系统的区域

    • DTC Status

      

      • Bit4和Bit6的初始值为1，其余位的初始值为0，所以默认值0x50
      • Bit0为1时表示当前结果为故障
      • Bit3为1时表示存在历史故障

  • 常用子服务（14229 P188、14229 P206）

    • 01：检索与客户端定义的状态掩码匹配的DTC数量
      • 19 + 01 + DTCStatusMask
      • 59 + 01 + DTCStatusAvailabilityMask + DTCFormatIdentifier + Number(2Byte)
    • 02：检索与客户端定义的状态掩码匹配的DTC列表
      • 19 + 02 + DTCStatusMask
      • 59 + 02 + DTCStatusAvailabilityMask + DTC + statusOfDTC
      • 注：当(DTCStatusMask & statusOfDTC) != 0时，匹配成功

  • 04：读取DTC的快照信息(冻结帧)，即发生故障时的一些环境数据，能更好的判断DTC产生的原因以及发生故障的原因
    - 19 + 04 + DTC + DTCSnapshotRecordNumber
    - 59 + 04 + DTC + Status + DTCSnapshotRecordNumber + DTCSnapshotRecordNumberOfIdentifiers +DID + snapshotData +DID + snapshotData
    - 快照信息：例如故障发生时间、胎压、电压、行驶里程数和车速等。在故障发生时，ECU要记录发生故障时的快照信息，便于以后通过查找故障发生时刻的这些数据，分析故障原因
    - DTCSnapshotRecordNumber包含一组快照信息、一组快照信息中可以包含多个DID，每个DID则包含具体的信息，比如：胎压、里程数

    • 06：读取DTC存储时候的一些扩展信息
      • 19 + 06 + DTC + DTCExtDataRecordNumber
      • 59 + 06 + DTC + statusOfDTC + DTCExtDataRecordNumber + DTCExtDataRecord[]
      • 扩展信息：用于记录故障的一些其它信息，比如：故障发生的次数、老化次数、已老化次数等
    • 为什么有了快照数据还要有扩展信息呢？
      • 快照即故障发生时刻存下来的瞬间的环境数据
      • 扩展信息即在故障发生时其它的故障信息，如aging counter、aged counter、Fault Counter以及event id等
    • 0A：读取所有DTC列表及状态
      • 19 + 0A
      • 59 + 0A + DTCStatusAvailabilityMask + DTC + statusOfDTC

• 14清除DTC

  • 报文格式

    • 请求：14 + DTC
    • 响应：54

    14 FF FF FF
    54
    

• 31 例程控制RoutineControl

  • 客户端通过例程ID(2-Byte)请求启动、停止服务端的例程或者请求例程结果
  • 主要用于：Erasing memory、Resetting
  • 报文格式
    • 请求：31 + Sub-function + routineIdentifier(2-Byte)
    • 响应：71 + routineControlType + routineIdentifier(2-Byte) +routineInfo
  • 常用子服务
    • 01 启动例程(startRoutine)
    • 02 停止例程(stopRoutine)
    • 03请求例程结果(requestRoutineResults)

• 34 请求下载Request Download

  • 报文格式
    • 请求：34 + dataFormatIdentifier + addressAndLengthFormatIdentifier + memoryAddress + memorySize
    • dataFormatIdentifier
      • 00
      • 00以外的值由汽车制造商定义
    • addressAndLengthFormatIdentifier的含义
      • bit 7-4: Length (number of bytes) of the memorySize parameter，指定memorySize有几个字节
      • bit 3-0: Length (number of bytes) of the memoryAddress parameter，指定memoryAddress有几个字节
    • memoryAddress 要写入数据在内存的起始地址
    • memorySize 使用此参数与实际要传输的数据大小进行比较
    • 响应：74 + lengthFormatIdentifier + maxNumberOfBlockLength
    • lengthFormatIdentifier的含义
      • bit 7-4: Length (number of bytes) of the maxNumberOfBlockLength parameter
      • bit 3-0: reserved by document, to be set to 0
    • maxNumberOfBlockLength告知客户端后面的每个TransferData报文总共占多少字节

  34 11 33 60 20 00 00 FF FF
  74 20 00 81
  

• 36 传输数据Transfer Data

  • 将数据从客户端传输到服务器
  • 报文格式
    • 请求：36 + blockSequenceCounter + Data(3-n)
      • blockSequenceCounter 序号0x01-0xFF，下一个循环0x00-0xFF
    • 响应：76 + blockSequenceCounter + transferResponseParameterRecord

  36 01 xx xx   # 每条报文占的字节数根据34服务中响应的maxNumberOfBlockLength返回值
  76 01
  

• 37 请求传输退出Request Transfer Exit

  • 用于终止客户端和服务端之间的数据传输
  • 报文格式
    • 请求：37
    • 响应：77

  37
  77
  

• 实际传输过程

  • 依次34、36和37，为一个循环，其中36数据传输可执行多次

  • 37执行结束后，如果还有其它数据传输，则再次执行34、36和37服务

• 28通信控制(CommunicationControl)

  • 用于开启或关闭服务端某些消息的接收/发送报文
  • 报文格式
    • 请求：28 + sub-function=[controlType] + communicationType
    • communicationType
      • 01: normalCommunicationMessages
      • 02: networkManagementCommunicationMessages
      • 03: networkManagementCommunicationMessages and normalCommunicationMessages
    • 响应：68 + sub-function=[controlType]

  28 03 02
  68 03
  

  • 常用子服务
    • 00：enableRxAndTx 启用非诊断报文的接收和发送
    • 03：disableRxAndTx 禁止非诊断报文的接收和发送

• 85控制DTC(ControlDTCSetting)

  • 用于停止和恢复DTC状态位的更新
  • 报文格式
    • 请求：85 + sub-function=[DTCSettingType] + DTCSettingControlOptionRecord
    • 响应：C5 + DTCSettingType

  85 01
  C5 01
  

  • 常用子服务

    • 01 on 恢复更新
    • 02 off 停止更新

  • 报文格式

    • 请求：85 + sub-function=[DTCSettingType] + DTCSettingControlOptionRecord
    • 响应：C5 + DTCSettingType

  85 01
  C5 01
  

  • 常用子服务
    • 01 on 恢复更新
    • 02 off 停止更新