ISO14229-1道路車輛-統(tǒng)一診斷服務(wù)（UDS）-1

前言：

基于ISO14229-1，整理了一些車載控制器軟件開發(fā)中常用的診斷服務(wù)，并補充了自己的理解與心得體會。

術(shù)語：

統(tǒng)一診斷服務(wù)：Unified diagnostic services（UDS）

ISO 14229-1規(guī)定了診斷服務(wù)數(shù)據(jù)鏈路的獨立要求， 以使診斷測試儀（客戶端）可控制車載電子控制單元（ ECU、服務(wù)器）的診斷功能。

常用術(shù)語及通俗解釋：

功能尋址（Fun）:廣播式信息，總線上凡是支持該功能尋址服務(wù)的ECU節(jié)點都要響應(yīng)Tester的請求。例如老師（Tester）詢問全班學(xué)生（ECUs）：“今天誰沒帶課本？”這是功能尋址請求。

物理尋址（Phy）：點對點式信息，即只有特定節(jié)點響應(yīng)Tester的請求。例如老師（Tester）詢問學(xué)生（ECU_x）：“張三你帶課本了嗎？”這是物理尋址請求。

禁止肯定響應(yīng)：若某服務(wù)支持該功能，則當(dāng)禁止肯定響應(yīng)位為1時，該服務(wù)若是肯定響應(yīng)，則不回消息；反之若是否定響應(yīng)，則回復(fù)否定響應(yīng)。例如老師（Tester）告知全班學(xué)生（ECUs）：“開始默寫課文！”，學(xué)生不用回應(yīng)老師，只需要有問題的學(xué)生回應(yīng)老師。比如張三說沒帶筆，李四說沒帶紙等等。該功能一般針對那些并不關(guān)心肯定響應(yīng)而只需執(zhí)行指令的場景，另外若所有ECU都回復(fù)正響應(yīng)，也可能會導(dǎo)致總線上不必要的瞬時高負(fù)載。后文的3E服務(wù)就是禁止肯定響應(yīng)的一個典型應(yīng)用場景。

（常用）否定響應(yīng)碼：Negative Response Codes（NRC）

否定響應(yīng)代碼范圍 0x00 – 0xFF。

0x00:肯定響應(yīng)（Positive Response）

0x01-0x7F:通信有關(guān)的否定響應(yīng)代碼

0x80-0xFF:指示規(guī)定條件不正確的否定響應(yīng)代碼。

圖表 1 否定響應(yīng)碼值與定義

字節(jié)值	否定響應(yīng)代碼（NRC）定義	助記符
0x00	positiveResponse 肯定響應(yīng)	PR
0x10	generalReject 全部拒絕	GR
0x11	serviceNotSupported 服務(wù)不受支持	SNS
0x12	sub-functionNotSupported 子功能不受支持	SFNS
0x13	incorrectMessageLengthOrInvalidFormat 消息長度錯誤或格式無效	IMLOIF
0x14	responseTooLong 響應(yīng)過長	RTL
0x22	conditionsNotCorrect 條件不正確	CNC
0x24	requestSequenceError 請求序列錯誤	RSE
0x31	requestOutOfRange 請求超過限值	ROOR
0x33	securityAccessDenied 安全訪問被拒絕	SAD
0x35	invalidKey 無效密鑰	IK
0x36	exceedNumberOfAttempts 超出最大嘗試次數(shù)	ENOA
0x37	requiredTimeDelayNotExpired 要求的延時未到時間	RTDNE
0x78	requestCorrectlyReceived-ResponsePending 請求正確接收的響應(yīng)暫停	RCRRP
0x7E	sub-functionNotSupportedInActiveSession 活動會話不支持子功能	SFNSIAS
0x7F	serviceNotSupportedInActiveSession 服務(wù)在活動會話中不受支持	SNSIAS

0x10h:DiagnosticSessionControl(診斷會話控制)服務(wù)

通用描述:

診斷服務(wù)器中應(yīng)始終只有一個有效診斷會話。服務(wù)器上電時應(yīng)始終啟動默認(rèn)診斷會話。

非默認(rèn)診斷會話（programmingSession（編程會話）除外）中的診斷服務(wù)和診斷功能集是 defaultSession（默認(rèn)會話）中提供的功能超集，這意味著切換到任何非默認(rèn)診斷會話時還可以使用 defaultSession（默認(rèn)會話）的診斷功能。

圖例

圖例1：包括10 01;11 xx;會話超時；上電；

停止基于事件響應(yīng)（0x86）服務(wù)；

應(yīng)終止 defaultSession（默認(rèn)會話）中不支持的任何其他活動的診斷功能；

這不包括已編程入非易失性存儲器中的長期更改。

圖例2：可能需要滿足特定安全條件：比如車輛靜止或發(fā)動機停止；服務(wù)器可以僅允許一個帶特定客戶端標(biāo)識符（客戶端診斷地址） 的客戶端啟動一個新的具體診斷會話（例如，服務(wù)器可以要求僅帶有客戶端標(biāo)識符 0xF4 的客戶端啟動 extendedDiagnosticSession（擴展診斷會話））：即可以通過物理尋址或者功能尋址。

圖例3：每次執(zhí)行3都會初始化診斷會話，意味著：

停止（0x86h）事件；

應(yīng)重新鎖定安全性。注意，鎖定安全訪問應(yīng)重置依存于待解鎖的安全訪問的任何有效診斷功能（舉例：某個inputOutputControl（輸入輸出控制）需要安全訪問權(quán)限，當(dāng)執(zhí)行1003后，由于安全性被重新鎖定，那么該安全性所衍生服務(wù)與狀態(tài)也要被初始化，即此時應(yīng)該將IO的控制權(quán)需交還ECU）；

應(yīng)維護好新會話中支持的且不依存于安全訪問的所有其他有效診斷功能。例如：維持通信控制（28h）和控制 DTC 設(shè)置（85h）的狀態(tài)。

默認(rèn)會話模式可以直接切換到擴展會話模式，但是不能直接切換到編程會話模式，如果想進入編程會話模式，則必須先進入擴展會話模式。同樣，編程會話模式不能直接進入擴展會話模式，只能進入默認(rèn)會話模式。 ECU 復(fù)位以及 S3 定時器超時將導(dǎo)致 ECU 進入默認(rèn)會話模式

圖 1 診斷會話切換

默認(rèn)會話（01）

只要服務(wù)器上電，就應(yīng)始終進行默認(rèn)診斷會話；

該會話模式不需要任何診斷應(yīng)用程序的超時處理；

默認(rèn)模式再一次被啟動（上電或切換），則ECU 須復(fù)位所有此前會話模式下被激活的狀態(tài)和控制服務(wù)：

安全訪問（27h）：重新鎖定ECU，恢復(fù)至默認(rèn)安全等級；

基于事件的響應(yīng)（86h）；

通信控制（28h）：使能收發(fā)；

控制 DTC 設(shè)置（85h）：使能DTC上報

輸入輸出控制（2Fh）：交還控制權(quán)至ECU

編程會話（02）

如果 ECU 在引導(dǎo)程序中運行編程會話，只能通過如下退出02會話:

診斷工具發(fā)起的“ECU 復(fù)位”（11h） 服務(wù)

會話類型為默認(rèn)會話的“診斷會話控制”（10h） 服務(wù)（重啟APP）

或ECU 會話層超時退出（重啟APP）。

擴展診斷會話（03）

該 diagnosticSession（診斷會話）可用于啟用支持服務(wù)器內(nèi)存中功能（如， “怠速、 CO 值等”）調(diào)整所需的所有診斷服務(wù)。該會話還可以用于啟用與功能調(diào)整無特別相關(guān)性的診斷服務(wù)。

安全系統(tǒng)診斷會話（04）

該 diagnosticSession（診斷會話）可以用于啟用支持安全系統(tǒng)相關(guān)功能所需的所有診斷服務(wù)（例如，氣囊布置）

請求與應(yīng)答：

圖 2 請求消息定義

圖 3 肯定響應(yīng)消息定義

圖 4 會話參數(shù)記錄定義

圖 5 會話參數(shù)釋義

注：

定時器 P2server 的精度為 1ms

定時器 P2*server 的精度為 10ms

小結(jié)

若因S3Timer超時需退至默認(rèn)會話，并重置以下內(nèi)容：

27服務(wù)：重新鎖定ECU恢復(fù)默認(rèn)安全級別

31服務(wù)：重置歷程控制

85h服務(wù)：開啟DTC狀態(tài)更新

28h服務(wù)：使能報文收發(fā)

2Fh服務(wù)：IO控制權(quán)交還至ECU。

若已在03會話，再次受到10 03請求，則只需重置如下內(nèi)容：

27服務(wù)：重新鎖定ECU恢復(fù)默認(rèn)安全級別

27服務(wù)設(shè)計的安全性權(quán)限的衍生服務(wù)：

2Fh服務(wù)：IO控制權(quán)交還至ECU（因其一般需要解鎖ECU）。

其他需要安全性解鎖的服務(wù)。

0x11h: ECUReset（ ECU 重置）服務(wù)

通用描述：

本服務(wù)請求服務(wù)器根據(jù)嵌入 ECUReset（ECU 重置）請求消息中的 resetType（重置類型）參數(shù)值的內(nèi)容有效地執(zhí)行服務(wù)器重置。應(yīng)于在服務(wù)器中執(zhí)行重置之前發(fā)送 ECUReset（ECU 重置）肯定響應(yīng)消息（如需要）。服務(wù)器成功重置后，服務(wù)器應(yīng)激活 defaultSession（默認(rèn)會話）。

圖 6 請求消息定義

請求消息子功能參數(shù)定義描述：

0x01 hardReset（硬件復(fù)位）：

該條件模擬了服務(wù)器斷開其電源（即電池）之后通常會執(zhí)行的上電／啟動序列。

0x02 keyOffOnReset（點火鑰匙重置）：

該重置條件應(yīng)模擬鑰匙關(guān)—開序列。

0x03 softReset（軟重置）

使服務(wù)器立即重啟應(yīng)用程序。

0x04 enableRapidPowerShutDown（啟用快速斷電）

可強制進入休眠模式，并非單純地關(guān)閉電源。休眠意味著關(guān)閉電源，但仍時刻準(zhǔn)備著被喚醒（電池供電型）。子功能的目的是縮短點火開關(guān)轉(zhuǎn)至關(guān)閉位置之后 ECU的待機時間。

0x05 disableRapidPowerShutDown（禁用快速斷電）

該值要求服務(wù)器禁用此前已啟用的“快速斷電”功能。

圖 7 肯定響應(yīng)消息定義

圖 8 響應(yīng)消息數(shù)據(jù)參數(shù)定義

小結(jié)：

無。

0x27h: SecurityAccess（安全訪問）服務(wù)

通用描述：

本服務(wù)旨在提供一種訪問因安全、排放或安全因素而被限制訪問的數(shù)據(jù)和／或診斷服務(wù)的方式。用于下載／上傳例程或數(shù)據(jù)到服務(wù)器及從服務(wù)器讀取具體內(nèi)存位置的診斷服務(wù)可能需要進行安全訪問。

任何時間都僅可有一個安全級別處于活動狀態(tài)。例如，如果與 requestSeed（請求種子） 0x03 相關(guān)的安全級別處于活動狀態(tài)，且測試儀請求成功地解鎖了與 requestSeed（請求種子） 0x01 相關(guān)的安全級別，則此時僅應(yīng)解鎖與 requestSeed（請求種子） 0x01 相關(guān)的安全級別所支持的受保護功能。此前已由與 requestSeed（請求種子） 0x03 相關(guān)的的安全級別解鎖的任何其他受保護功能應(yīng)不再處于活動狀態(tài)。

服務(wù)流程：

客戶端請求“種子”：

子功能參數(shù)值應(yīng)始終為奇數(shù)（比如0x27 01），且同一安全級別的相應(yīng)“sendKey（發(fā)送密鑰） ”子功能參數(shù)值應(yīng)等于“requestSeed（請求種子） ”子功能參數(shù)值加一。

種子為隨機數(shù)，且種子不能是如下兩種數(shù)值：

00000000h:如果服務(wù)器支持安全性，但是接收 SecurityAccess（安全訪問） “requestSeed（請求種子） ”消息時所請求的安全級別已經(jīng)解鎖，則該服務(wù)器應(yīng)通過種子值等于零（0）的 SecurityAccess（安全訪問）“requestSeed（請求種子） ”肯定響應(yīng)消息服務(wù)做出響應(yīng)。無論何時，服務(wù)器均不得就當(dāng)前已鎖定的指定安全級別發(fā)送全為零的種子。客戶端應(yīng)檢查非零種子，通過這種方式確定服務(wù)器是否鎖定為特定的安全級別。

服務(wù)器發(fā)送“種子”

此種子是診斷工具及 ECU 計算密鑰的輸入?yún)?shù)；

客戶端發(fā)送“密鑰”（適用于已接收到的種子）

服務(wù)器做出響應(yīng)

確認(rèn)“密鑰”有效，并自行解鎖

如果兩個數(shù)字不匹配，則這將被視作一次錯誤的訪問嘗試。ECU 拒絕請求并發(fā)送否定響應(yīng)碼 35h“密鑰無效”（InvalidKey）， 安全訪問失敗計數(shù)加 1。當(dāng)錯誤計數(shù)器數(shù)值達(dá)到 N 時， ECU 需要等待 T 秒方可接受下次“請求種子”（Request Seed） 報文并返回 36h（請求次數(shù)超出限制） 否定響應(yīng)。 在這 T秒內(nèi)， 任何“SecurityAccess- RequestSeed”都將不被處理， 且ECU 返回 37h（延時時間未到）否定響應(yīng)。當(dāng) T秒等待時間結(jié)束，安全訪問錯誤計數(shù)減 1 并允許另一次嘗試。如果在這次嘗試期間安全訪問失敗計數(shù)再次增加（由于密鑰無效）， 要求 ECU 在接受下次“請求種子”（Request Seed） 報文前再次等待 T 秒。

任何一次 ECU 被成功解鎖（密鑰有效），失敗計數(shù)器都將被重置為零，ECU 上電或復(fù)位后默認(rèn)處于閉鎖狀態(tài)， 失敗計數(shù)器不能被重置

種子及密鑰的請求和響應(yīng)流程是強制性的，但以下情況發(fā)生時，該流程將被重置：

ECU 發(fā)送了“SecurityAccess- SendKey”的肯定或否定響應(yīng)

ECU 發(fā)送了“SecurityAccess-RequestSeed”的否定響應(yīng)

由于回到默認(rèn)會話模式或被重啟， ECU 回到閉鎖狀態(tài)

圖 9 安全訪問流程

圖 10 安全訪問策略

圖 11 安全訪問狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖

請求與響應(yīng)示例：

圖 12 請求消息定義-請求種子

圖 13請求消息定義-發(fā)送密鑰

圖 14肯定響應(yīng)消息定義

小結(jié)：

無。

0x28h CommunicationControl（通信控制）服務(wù)

通用描述：

本服務(wù)旨在開啟／關(guān)閉服務(wù)器一些消息的傳輸和／或接收（例如，應(yīng)用程序通信消息）。

圖 15請求消息定義

圖 16請求消息子功能參數(shù)定義（截取部分）

圖 17請求消息數(shù)據(jù)參數(shù)定義

圖 18肯定響應(yīng)消息定義

小結(jié)：

無。

0x3Eh: TesterPresent（測試儀保活）服務(wù)

通用描述：

本服務(wù)用于在服務(wù)器內(nèi)顯示，客戶端仍與車輛連接，且此前已激活的診斷服務(wù)和／或通信仍將保持活動狀態(tài)。該服務(wù)用于將一個或多個服務(wù)器保持在非 defaultSession（默認(rèn)會話）的診斷會話狀態(tài)。通過周期性地傳輸 TesterPresent（測試儀保活）請求消息或者在無其他診斷服務(wù)時啟用該服務(wù)，可防止服務(wù)器（因S3計數(shù)器超時）自動返回 defaultSession（默認(rèn)會話）。

圖 19請求消息定義

圖 20請求消息子功能參數(shù)定義

圖 21肯定響應(yīng)消息定義

小結(jié)：

本服務(wù)僅用于維持會話與控制狀態(tài)，無其他特殊執(zhí)行規(guī)定，且一般推薦測試儀使用功能尋址方式發(fā)送3Eh 80h (SPRMIB = TRUE)，即Tester告知ECU診斷設(shè)備保持在線，無需ECU回復(fù)肯定響應(yīng)。

0x85h: ControlDTCSetting（控制 DTC 設(shè)置）服務(wù)

通用描述：

本服務(wù)客戶端應(yīng)使用 ControlDTCSetting（控制 DTC 設(shè)置）服務(wù)來停止或繼續(xù)服務(wù)器中 DTC 狀態(tài)位的更新。

服務(wù)器接受子功能值為 DTCSettingType = off 的 ControlDTCSetting（控制 DTC 設(shè)置）請求時，服務(wù)器應(yīng)暫停任何至 DTC 狀態(tài)位的更新（即，凍結(jié)當(dāng)前值），直到再次啟用該功能。子功能設(shè)置為“開”時執(zhí)行 ControlDTCSetting（控制 DTC 設(shè)置）請求后，或者轉(zhuǎn)換到不支持 ControlDTCSetting（控制DTC 設(shè)置）的會話后（即，會話層超時轉(zhuǎn)至 defaultSession（默認(rèn)會話）、 ECU 重置等）應(yīng)繼續(xù)更新DTC 狀態(tài)位信息。

如 果 客 戶 端 發(fā) 送 ClearDiagnosticInformation （ 清 除 診 斷 信 息 ） （ 0x14 ） 服 務(wù) ， 則ControlDTCSetting（控制 DTC 設(shè)置）不得禁止重置服務(wù)器的 DTC 狀態(tài)位。

ControlDTCSetting（控制 DTC 設(shè)置）僅打開／關(guān)閉 DTC 狀態(tài)位更新。 ControlDTCSetting（控制 DTC設(shè)置）服務(wù)的目的并非是關(guān)閉故障監(jiān)控，也并非是禁用故障弱化策略。

圖 22請求消息定義

圖 23請求消息子功能參數(shù)定義

圖 24請求消息數(shù)據(jù)參數(shù)定義

圖 25肯定響應(yīng)消息定義

小結(jié)：

本服務(wù)客戶端用來使能或禁止DTC狀態(tài)位更新，比如bootloader更新前會發(fā)送85 02禁止DTC狀態(tài)位更新。

0x22h: ReadDataByIdentifier（按標(biāo)識符讀取數(shù)據(jù)）服務(wù)

通用描述：

ReadDataByIdentifier（按標(biāo)識符讀取數(shù)據(jù)）服務(wù)允許客戶端請求讀取服務(wù)器中通過一個或多個dataIdentifiers（數(shù)據(jù)標(biāo)識符）所識別的數(shù)據(jù)記錄值。

圖 26請求消息定義

圖 27請求消息數(shù)據(jù)參數(shù)的定義

圖 28肯定響應(yīng)消息定義

圖 29響應(yīng)消息數(shù)據(jù)參數(shù)定義

小結(jié)：

一般項目每次只讀取一個DID。

0x2Eh: WriteDataByIdentifier（按標(biāo)識符寫數(shù)據(jù)）服務(wù)

通用描述：

WriteDataByIdentifier（按標(biāo)識符寫數(shù)據(jù)）服務(wù)允許客戶端向服務(wù)器中給定數(shù)據(jù)標(biāo)識符指定的內(nèi)部位。如：將配置信息編入服務(wù)器中（如 VIN），清除非易失性存儲器， 重置所得的值，設(shè)置選項內(nèi)容等。

圖 30請求消息的定義

圖 31請求消息數(shù)據(jù)參數(shù)的定義

圖 32肯定響應(yīng)消息的定義

小結(jié)

無。

0x14h: ClearDiagnosticInformation（清除診斷信息）服務(wù)

通用描述：

此服務(wù)用于清除一個或多個 ECU 存儲器中的診斷信息。

圖 33請求消息的定義

圖 34肯定響應(yīng)消息的定義

小結(jié)：

清除所有DTC相關(guān)信息。

0x19h: ReadDTCInformation（讀取DTC信息）服務(wù)

通用描述：

此服務(wù)允許診斷工具讀取車輛內(nèi)任意一個或一組 ECU 中存儲的診斷故障代碼（DTC）及其相關(guān)信息。ECU 應(yīng)可返回包含排放相關(guān)及非排放相關(guān)在內(nèi)的所有 DTC 信息。子功能較多，典型如下：

診斷工具可獲取與診斷工具定義的 DTC 狀態(tài)掩碼相匹配的 DTC 數(shù)目（19h 01h）；

圖 35請求消息的定義

圖 36肯定響應(yīng)消息的定義

診斷工具可獲取與診斷工具定義的 DTC 狀態(tài)掩碼相匹配的所有 DTC 列表和狀態(tài)信息（19h 02h）；

圖 37請求消息的定義

圖 38肯定響應(yīng)消息的定義

診斷工具可獲取與診斷工具定義的 DTC 碼和 DTCsnapshot 記錄號碼（FFh 代表所有記錄）相關(guān)的DTCSnapshot 記錄信息（19h 04h）；

圖 39請求消息的定義

圖 40肯定響應(yīng)消息的定義

診斷工具可獲取與診斷工具定義的 DTC 碼和 DTCExtendedDatarecord 號碼（FFh 代表所有記錄）相關(guān)的 DTCExtendedData 記錄信息。 擴展數(shù)據(jù)的典型應(yīng)用是存儲與 DTC 相關(guān)的動態(tài)信息，如故障發(fā)生次數(shù)及最近一個故障的發(fā)生時間（19h 06h）；

圖 41請求消息的定義

圖 42肯定響應(yīng)消息的定義

診斷工具可獲取 ECU 支持的所有 DTC 列表和狀態(tài)信息（19h 0Ah）。

圖 43請求消息的定義

圖 44肯定響應(yīng)消息的定義

小結(jié)

無。

0x2Fh: InputOutputControlByIdentifier（輸入輸出控制）服務(wù)

通用描述：

客戶端使用 InputOutputControlByIdentifier（按標(biāo)識符的輸入輸出控制）服務(wù)代替輸入信號值，以及電子系統(tǒng)輸出（執(zhí)行機構(gòu)）的內(nèi)部服務(wù)器功能和/或力控制值。總之，該服務(wù)用于相對簡單的（如靜態(tài)）輸入替換/輸出控制，但若必須使用較為復(fù)雜的輸入替換/輸出控制時，則使用 routineControl（例程控制）。

圖 45請求消息的定義

圖 46肯定響應(yīng)消息的定義

圖 47復(fù)合數(shù)據(jù)塊定義（示例）

圖 48控制啟用掩碼記錄（示例）

圖 49請求消息的定義（控制踏板位置A和EGR工作周期示例）

圖 50肯定響應(yīng)消息的定義（控制踏板位置A和EGR工作周期示例）

圖 51請求消息的定義（將所有參數(shù)控制權(quán)返回給ECU示例）

圖 52肯定響應(yīng)消息的定義（將所有參數(shù)控制權(quán)返回給ECU示例）

小結(jié)：

通常需要特殊規(guī)定的條件限制（車速，發(fā)動機狀態(tài)等）；

保持激活狀態(tài)直至ECU任何原因下恢復(fù)默認(rèn)會話，或ECU重啟或軟件復(fù)位。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的ISO14229-1道路车辆-统一诊断服务（UDS）-1的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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