汽车诊断协议UDS

汽车诊断协议UDS全称统一的诊断服务（Unified Diagnostic Services）。

诊断协议是在汽车电子ECU环境下的一种诊断通信协议，在ISO 14229中规定。它是从ISO 14230-3（KWP2000）和ISO 15765-3协议衍生出来的。“统一”这个词意味着它是一个“国际化的”而非“公司特定的”标准。

诊断工具与车内的所有控制单元均有连接，且这些控制单元均启用了UDS服务。不同于仅使用OSI模型第一层、第二层的CAN协议，UDS服务使用OSI模型的第五层和第七层（会话层和应用层）。服务ID（SID）和与服务相关的参数包含在CAN数据帧的8个数据字节中，这些数据帧是从诊断工具发出的。

目前市面上的新车都具有用于车外诊断的诊断接口，这使得我们可以用电脑或诊断工具（业内称为测试器Tester）连接到车辆的总线系统上。因此，UDS中定义的消息可以发送到支持UDS服务的控制器（业内称ECU）。这样我们就可以访问各个控制单元的故障存储器或用新的固件更新ECU的程序。除此之外，UDS还用于下线检测时把一些信息（如VIN码）写入到汽车的各个零部件中。这些功能也是UDS最为核心的功能。

UDS会提供很多诊断服务，比较常用的有$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）等等。

$10诊断会话 Diagnostic Session Control

$10包含3个子功能，01 Default默认会话，02 Programming编程会话，03 Extended扩展会话，ECU上电时，进入的是默认会话（Default）。

为什么设计三个会话模式呢？因为权限问题。默认会话权限最小，可操作的服务少；扩展模式通常用于解锁高权限诊断服务，例如写入数据/参数、读写诊断码；编程模式用于解锁bootloader相关的诊断服务，即程序烧录。

$27安全访问

ECU当中有很多数据是整车厂独有的，并不希望开放给所有客户，它需要做一个保密的设定。我们在读取一些特殊数据的时候，要先进行一个安全解锁。ECU上电之后是一个锁定的状态（Locked），我们通过$27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是一个子服务，这里我们先用n=1，即01子服务来举例子。通过首轮Tester种子的请求（27+01），ECU会返回67+01+AA+BB+CC+DD，AA~DD就是种子了。之后第二轮，诊断端的Tester会利用种子进行运算（根据整车厂的算法），生成k1（不一定是1个字节），之后发送请求，子服务是2n，这里我们还是假定n=1，即02子服务。这样Tester发出的就是27+02+[k1]。之后，ECU同样也会根据第一轮的种子自行算出k2。当ECU检查出k1和k2完全一致时，解锁（Unlocked）成功。

$22读数据

$22读数据，Request（请求）：22+DID（Data Identifier，通常是两个字节）
Response（响应）：62+DID+Data

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

$2E写数据，Request（请求）：2E+DID+Data
Response（响应）：6E+DID

注意，比如0xF190等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扩展会话，和安全等级1的状态下才能进行。

$19读取DTC

$19拥有28个子服务（Sub-Function）。常用的子服务有：

01 (读取符合掩码条件的DTC数量)（必须支持）,后面的参数是DTC状态掩码，若为01表示我想读当前故障，若为08表示我想读历史故障，若为09表示当前故障和历史故障都想读。
在肯定回复时，组合应该是59(19+40) - 01 （子功能） - 09 （本ECU所支持的掩码条件）-01 DTC的格式（ISO14229-1为01） - 00 01 （目前满足条件的DTC有一个）

02（读取符合掩码条件的DTC列表及其状态）（必须支持），后面的参数是DTC状态掩码，解读同上。
在肯定回复是，59 - 02（子功能）- 09（本ECU所支持的掩码条件） - XX XX XX ( DTC,车厂定义 ) - 01 （这个故障码怎么了，01表示当前故障）

04（读取快照信息），也叫冻结帧。
06（读取扩展信息）。
0A（读取ECU支持的所有DTC列表及其状态）（必须支持）。这个就不必发DTC状态掩码了。所有支持的DTC列表及其状态都会打印出来。

$14清除DTC

清除（复位）DTC格式，它可以改变DTC的状态。DTC状态中的八个位，除bit4和bit6外均会被清零，包含当前故障（TestFailed）和历史故障（ConfirmedDTC）。bit4和bit6这两个testNotCompleted开头的会被强制置1。

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2022/08/02
家中