聊聊诊断协议---UDS

随着技术不断提高,驾驶员对车辆的要求也在不断提高,因此车身控制器的数量也在与日俱增。控制器实现的功能:安全功能(防抱死系统等)、驾驶功能(助力转向等)、影音娱乐(车载娱乐系统,抬显系统),当然也包括今天索要分享的内容:诊断功能。

诊断功能的作用在上文已谈到:起初是为了快速界定车身发生故障部位,现完善和扩充很多功能(定义DID读取车辆运行状态信息、Softwareupdate刷写)。它的经典模型如下:

通信介质

Tester与车辆直接通信(直接通信方式),Tester发送请求(Request)到车身控制器,控制器基于收到的诊断请求给予响应(Response)。因全球有诸多OEM以及供应商,为了避免社会资源浪费,需定义通用的诊断协议。诊断协议中定义诊断服务的类型、诊断请求和响应的格式、ECU响应的机制等等。

今天想跟大家聊聊UDS这个诊断协议(ISO14229),全名:Roadvehicles — Unified diagnostic services (UDS)。目前为止有7个子类:

诊断协议子类

注:上图标红的内容,当某一天一种新的总线引用到车载网络中,UDS协议照样适用在新的总线,不会因为时间推移,需求变更而被淘汰。

---ISO 1429-1中主要定义诊断服务类型(如2013版中定义26个诊断服务,也预留给用户自定义的内容)、诊断服务请求的格式、ECU收到诊断请求响应机制和格式;

---ISO 14229-2定义诊断功能实现过程中通信参数;

---ISO 14229-3、ISO14229-4、ISO14229-5、ISO14229-6、ISO14229-7是UDS协议在不同车载总线(车载通信介质)的具体应用和相应限制。比如ISO14229-5定义了UDSonIP的具体应用和相应限制:

UDS在IP具体应用

车载以太网通信过程中,是TCP搭建链接。在做会话模式切换以及Reset重启,搭建好的TCP链接会断开,再进行通信,需要重新搭建TCP链接(其实质是连接IP地址和Port端口的Socket)。

如果将UDS协议与计算机经典七层模型做一个Map:

计算机七层模型与协议Map图

每个层级对应不同的总线协议。这里以CAN总线为例,做个简单分享:

1.      在物理层以及数据链路层,对应的协议ISO11898。定义CAN总线电气特性,物理Pin脚。硬件工程师需重点关注这方面的内容;

2.      传输层对应的协议是ISO15765-2,定义数据传输的规则。里面详细解释CAN单帧和多帧数据传输规则:

1)     多帧中首帧FirstFrame、流控制FlowControl、连续帧ConsecutiveFrame标识符,格式在协议中都做了详细定义(在后续文章中会分享这个协议内容);

2)     协议定义不同的寻址方式格式;

3.      会话层映射ISO14229-2,定义了通信参数;

4.      表示层中定义OEMSpecific数据内容(DID);

5.      应用层14229-1配合ISO 14229-5,共同规范UDS协议在CAN总线的应用。

UDS协议定义了26服务类型:

UDS协议中26 service

如上图,是以UDS2013版为例,列举了26个服务的类型。但在OEM诊断需求规范中,不会每个控制器都用到这26个服务,是根据新款车型控制器需求,基于UDS协议根据所需定义控制器的诊断需求规范。服务是1byte的长度,除了上述的26个服务,UDS也预留一些位给用户自定义:

预留位定义

UDS也定义了请求和响应的格式:

请求响应格式

诊断请求以ServiceID来识别,肯定响应的规则是SID+40,否定响应的标识符是7F,后+SID表示否定那个服务,再+NRC告诉工程师为何给你否定响应。

截至目前,ISO14229发布了2006/2013/2020三个不同版本。经常用的是06版和13版。现对这两个版本做一个简单区分:

1、在功能寻址情况下,如果出现7E/7F两个NRC,06版协议定义ECU必须给响应,13版为了降低总线负载,不用响应;

2、在13版UDS协议中对NRC优先级做了响应规定,而06版没有;

3、13版协议中ECU刷写做了描述,而06版没有。


2020版UDS协议多了Service29:

Service 29功能

通过安全认证,才能获取通信权限,更加好的保护数据安全。

下周跟大家分享:诊断协议中定义26个服务常用服务格式,功能。

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                                                        作者简介|穿拖鞋的汉子

                                                            汽车电子工程师

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