詳解UDS CAN診斷：什么是UDS（ISO 14229）診斷？

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UDS診斷概念

UDS（Unified Diagnostic Services，統(tǒng)一的診斷服務(wù)）診斷協(xié)議是在汽車電子ECU環(huán)境下的一種診斷通信協(xié)議。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，可以理解為UDS診斷協(xié)議就是ISO 14229協(xié)議，在ISO 14229協(xié)議中定義了UDS服務(wù)用法、服務(wù)格式等信息。

UDS診斷最主要目的是為了能夠快速準(zhǔn)確判斷車輛或者某個(gè)控制器的故障以及故障原因，從而為維修提供可靠的依據(jù)。

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UDS診斷組成部分

截止到2020年，UDS診斷由以下8個(gè)部分組成：

• ISO 14229-1-2020：規(guī)范和要求；

• ISO 14229-2-2013：會(huì)話層服務(wù)；

• ISO 14229-3-2012：CAN實(shí)現(xiàn)的統(tǒng)一診斷服務(wù)（UDSonCAN） ；

• ISO 14229-4-2012：FlexRay實(shí)現(xiàn)的統(tǒng)一診斷服務(wù)（UDSonFR） ；

• ISO 14229-5-2013：Internet協(xié)議實(shí)現(xiàn)的統(tǒng)一診斷服務(wù)（UDSonIP）；

• ISO 14229-6-2013：K線實(shí)現(xiàn)的統(tǒng)一診斷服務(wù)（UDSonK-Line） ；

• ISO 14229-7-2015：本地互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)的統(tǒng)一診斷服務(wù)（UDSonLIN）；

• ISO 14229-8-2020：時(shí)鐘擴(kuò)展外圍接口實(shí)現(xiàn)的統(tǒng)一診斷服務(wù)（UDSonCXPI）。

在開(kāi)放系統(tǒng)互連（OSI）基本參考模型中規(guī)定了各類物理層通信對(duì)應(yīng)部分的UDS診斷協(xié)議。例如，CAN通信（ISO 11898-1、ISO 11898-2和ISO 11898-3）在應(yīng)用層的UDS診斷協(xié)議是ISO 14229-1和ISO 14229-3。

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UDS診斷服務(wù)

UDS診斷是一種定向通信的交互協(xié)議（Request/Response），診斷方（Tester）發(fā)送服務(wù)請(qǐng)求，ECU返回響應(yīng)（肯定響應(yīng)/否定響應(yīng)）。

UDS診斷包括6大類，26種服務(wù)，每種服務(wù)都有自己獨(dú)立的ID，即SID（Service Identifier）。

UDS診斷服務(wù)的通信協(xié)議基本相似，但又有所區(qū)別。

以診斷和通信管理功能單元（Diagnostic and Communication Management functional unit ）為例，服務(wù)請(qǐng)求和響應(yīng)有兩類：一類是具有Subfunction（子功能），另一類是不具有Subfunction（子功能）。

不具有Subfunction（子功能）的UDS診斷服務(wù)請(qǐng)求和響應(yīng)機(jī)制如下圖所示：

診斷方（Tester）向ECU發(fā)送指定的請(qǐng)求數(shù)據(jù)（Request），這條數(shù)據(jù)中需要包含SID，且SID處于該應(yīng)用層數(shù)據(jù)的第一個(gè)字節(jié)。

ECU接收到請(qǐng)求數(shù)據(jù)（Request）后會(huì)返回響應(yīng)，可返回肯定響應(yīng)或者否定響應(yīng)。

肯定響應(yīng)（Positive Response）格式為：（SID+0X40）+數(shù)據(jù)。例如，請(qǐng)求0X10服務(wù)，肯定響應(yīng)第1個(gè)字節(jié)為0X50；請(qǐng)求0X22服務(wù)，肯定響應(yīng)第1個(gè)字節(jié)為0X62。

否定響應(yīng)（Negative Response）格式為：0X7F+SID+NRC。例如，請(qǐng)求0X10服務(wù)，否定響應(yīng)第1個(gè)字節(jié)為固定的0X7F，第2個(gè)字節(jié)為0X10，第3個(gè)字節(jié)為NRC。NRC是否定響應(yīng)碼，可以根據(jù)返回的NRC判斷是什么原因?qū)е碌姆穸憫?yīng)。

具有Subfunction（子功能）的UDS診斷服務(wù)請(qǐng)求和響應(yīng)機(jī)制如下圖所示：

診斷方（Tester）向ECU發(fā)送指定的請(qǐng)求數(shù)據(jù)（Request），這條數(shù)據(jù)中需要包含SID，且SID處于該應(yīng)用層數(shù)據(jù)的第一個(gè)字節(jié)。

ECU接收到請(qǐng)求數(shù)據(jù)（Request）后會(huì)返回響應(yīng)，可返回肯定響應(yīng)或者否定響應(yīng)。

肯定響應(yīng)（Positive Response）格式為：（SID+0X40）+Subfunction（子功能）+數(shù)據(jù)。例如，請(qǐng)求0X10服務(wù)，Subfunction（子功能）為0X02，肯定響應(yīng)第1個(gè)字節(jié)為0X50，第2個(gè)字節(jié)為0X02。

否定響應(yīng)（Negative Response）格式為：0X7F+SID+NRC。例如，請(qǐng)求0X10服務(wù)，否定響應(yīng)第1個(gè)字節(jié)為固定的0X7F，第2個(gè)字節(jié)為0X10，第3個(gè)字節(jié)為NRC。NRC是否定響應(yīng)碼，可以根據(jù)返回的NRC判斷是什么原因?qū)е碌姆穸憫?yīng)。

本篇博文不再贅述UDS服務(wù)所有類型的協(xié)議格式，在之后的博文中會(huì)詳細(xì)講解每種類型每個(gè)ID服務(wù)的協(xié)議和功能。