uds帧格式_如何看懂UDS诊断报文
UDS介绍
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)。
image
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,
01 Default,
02 Programming,
03 Extended,
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
SID,
SID+SF(Sub-function),
SID+DID(Data Identifier)(读写用),
SID+SF+DID。
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。
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 10 02 xx xx xx xx xx
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 50 02 xx xx xx xx xx
02同上,10+40表示对SID的肯定回复,02是子功能。
否定响应:
03 7F 10 22 xx xx xx xx;
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:
02 3E 80 00 00 00 00 00,发送一个3E服务的报文,保持非默认会话状态。80表示无需回复。
$27安全访问
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:
Rx: 02 27 05 00 00 00 00 00 安全访问,05子功能
Tx: 07 67 05 08 27 11 F0 77 肯定响应,回复了对应安全级别的种子
Rx: 06 27 06 FF FF FF FF 00 发送密钥,4个FF。注意06是与05成对使用的。
Tx: 03 7F 27 78 00 00 00 00 否定响应,7F+27+NRC
Tx: 02 67 06 00 00 00 00 00 肯定响应,通过安全校验
$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
$22写数据,
Request(请求):
2E+DID+Data
Response(响应):
6E+DID
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。
DTCHighByte
DTCMiddleByte
DTCLowByte
DTCStatus
Byte 1
Byte 2
Byte 3
Byte 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。
Request:14+FF+FF+FF;
Response:54 。
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
CAN Message =CAN ID + CAN DATA
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.
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:
帧类型
bit7-4
bit3-0
Byte 2
Byte 3
单帧
PCItype=0
SF_DL
N/A
N/A
首帧
PCItype=1
FF_DL
FF_DL
N/A
连续帧
PCItype=2
SN
N/A
N/A
流控帧
PCItype=3
FS
BS
ST_min
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)]
数据发送: 02 27 09
数据反馈: 03 7F 27 7E ---==否定的响应==(Negative Response),回复==7F+SID+NRC==,回复的是一个声明
数据发送: 02 10 40
数据反馈: 06 50 40 00 32 01 F4 ---==肯定的响应==(Positive Response),回复[==SID+0x40==],就是请求10,响应40;回复的是一组数据
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:
06 19 04 00 01 00 00 00
数据反馈:
10 1E 59 04 00 01 00 27
30 00 00 00 00 00 00 00
21 00 0B FF FF FF FF FF
22 FF FF FF FF FF FF FF
23 FF FF FF FF FF FF FF
24 FF FF FF AA AA AA AA
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。
参考资料:
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