计算机网络学习 – UDS协议[通俗易懂]

一、背景

        汽车故障诊断是利用ECU监测控制系统各组成部分的工作情况，发现故障后自动启动故障记录和处理逻辑。汽车故障诊断模块不仅能够存储记忆汽车故障，还能够实时提供汽车各种运行参数。外部诊断设备通过一定的诊断通信规则与ECU建立诊断通信，并读取这些故障和参数，同时解析出来供外部测试人员分析。

二、概述

        统一诊断服务（Unified Diagnostic Services），简称UDS。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、Internet、K-line）上实现，是当前汽车领域广泛使用的一种车载诊断协议标准。
        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。

三、诊断原理

        根据UDS的诊断协议，汽车上的控制系统需要根据规则化的诊断协议进行故障记录和处理，最终体现为诊断故障代码（Diagnostic Trouble Code，DTC）的方式。例如，网络通信丢失的故障诊断机制：
        自动变速箱控制单元（Transmission Control Unit，TCU）和制动防抱死系统（Antilock Brake System，ABS）是CAN车载网络上的两大电子控制单元，这2个ECU要通过CAN网络进行大量的信息交互。但是由于电磁干扰、串扰、静电等外界干扰或电子控制单元本身控制策略引起的通信停止等原因，2个电子控制单元之间可能会出现通信丢失的现象。
        控制系统需要将故障信息（例如：通信丢失故障信息）诊断出来，以处理通信被破坏时出现丢失帧的故障现象，并记录为DTC。一旦某一控制系统，如TCU监测到一段规定的时间内并没有接收到ABS发来的通信数据，便将此DTC记录下来。外部诊断设备通过规则的诊断通信与控制系统建立诊断通信连接，并选择相应的诊断方式。例如：读取故障信息服务时，就会将此故障信息读出，并在诊断仪中显示出来。

四、UDS诊断服务

• SID ，诊断服务标识符（Service Identifier）。
• DID，数据标识符（Data Identifier）。
• SF，子功能（Sub-Function）。
• NRC，否定响应码（Negative Response Code），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。
• SA，源地址（Source Address ）。
• TA，目标地址（Target Address）。
• Tester， 测试仪。

        UDS一般有两种寻址模式：

• 物理寻址（Physical Addressing），是一种点对点的寻址模式，一条报文对应于单独一个Server（ECU）。
• 功能寻址（Functional Addressing），一条报文对应本网络中所有Server（ECU），也就是说本网络中所有ECU都要对这条指令做出响应。

        UDS本质上是一种定向的通信，是一种交互协议（Request/Response），采用的是Client/Server的模式，基本是Client发送一个请求报文，Server根据请求报文做出回应，Client一般情况下是指测试仪（Tester），Server一般是指电控单元（ECU）。UDS每种服务都有自己独立的ID，即SID，UDS请求报文中需要包含SID，有UDS报文和响应如下：

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