UDS诊断协议

UDS本质上是一系列服务的集合，包含6大类，共26种。每种服务都有独立的ID，即SID。

请求

SID(1Byte) + 参数
SID(1Byte) + Sub-function(1Byte) + 参数
SID + DID(2Bytes)

响应

肯定响应
- SID+0x40(1Byte) + Sub-function(根据请求是否存在) + 参数
- SID+0x40(1Byte) + DID + Data
否定响应
- 0x7F + SID + NRC(1Byte)(否定响应码)
- 0x7F + SID + DID + NRC(1Byte)(否定响应码)
常见的NRC
- 11表示服务不支持
- 12表示Sub-function不支持
- 13表示请求的长度不正确、格式不正确
- 31表示请求超出范围
- 78表示收到诊断请求，等待响应
- 7E表示当前会话下Sub-function不支持
- 7F表示当前会话下服务不支持

`Sub-function`分成了两部分（`14229 P39`）

Bit7，Suppress postive reponse message indication bit，抑制正响应位
- 为0时，不抑制正响应消息
- 为1时，抑制响应消息，正响应消息不应该被发送
- 负响应消息不受抑制正响应位影响，会根据协议规定的限制发送
- 注意NRC为78时，后续也会发送正响应
Bit0 - Bit6
- Sub-function 的参数值

常用服务

10诊断会话控制
- 01默认会话：权限最小，可操作的服务少
- 02编程会话：用于解锁bootloader相关的诊断服务
- 03扩展会话：用于解锁高权限诊断服务，如：读写DTC、写入数据
- 注：编程会话不能由默认会话转入（在默认会话情况下，不能执行 10 02），只能由扩展会话转入
- 默认进入默认会话，当ECU处于非默认会话时，一段时间内没有请求会退回到默认会话。可以通过让Tester周期发送3E服务，使ECU保持在非默认会话
11 重置ECUReset
- 报文格式
  - 请求：11 + Sub-function
  - 响应：51 + Sub-function + powerDownTime
- 常用子服务
  - 01 硬重启
  - 03 软重启
  - 04 enableRapidPowerShutDown 当使用此子服务时，powerDownTime才会存在
```
11 01
51 01
```
27安全访问
- ECU上电后是一个锁定的状态，可以通过27服务来解锁
- 过程：
  - Tester端给ECU发送请求报文来请求种子
  - ECU收到报文后，回复肯定响应(包含种子数)
  - Tester端根据这个种子数，利用自身的安全算法算出一个密钥K1，并发送给ECU
  - ECU同样根据种子数和自身的安全算法计算出一个密钥K2，并将接收到的K1与K2相比较。如果一致ECU发送肯定响应给Tester端，已经解锁。
- 当执行复位、重新上下电或者会话切换后，会由解锁状态跳转到锁定状态
22读数据
- 报文格式
  - 请求：22 + DID(2Bytes)
  - 响应：62 + DID + Data
- 支持的NRC
  - 13表示请求消息的长度无效或超过长度
  - 14表示读取的数据已经超过了传输最大值，如请求多个DID，响应的数据太多了
  - 22表示服务器的运行条件不满足执行的操作
  - 31表示当前会话下不支持请求的DID；请求的动态DID尚未分配
  - 33表示如果至少有一个DID是安全的，但是服务器没有解锁
2E写数据
- 报文格式
  - 请求：2E + DID + Data
  - 响应：6E + DID
- 支持的NRC
  - 72表示写入失败
19读DTC
- 当系统检测到错误或故障时，会将相应的数值故障码进行存储，数值故障码就是DTC。
- 一般由3个字节组成：
  - 字节1
    - 左边两位对应DTC属于哪一个系统，P: 00动力系统、C: 01底盘、B: 10车身和U: 11通信系统
    - 左边3-4位用来区分DTC是标准组织所定义还是OEM自定义
    - 左边5-8位对应车辆系统的区域
  - DTC Status
    - Bit4和Bit6的初始值为1，其余位的初始值为0，所以默认值0x50
    - Bit0为1时表示当前结果为故障
    - Bit3为1时表示存在历史故障
- 常用子服务（14229 P188、14229 P206）
  - 01：检索与客户端定义的状态掩码匹配的DTC数量
    - 19 + 01 + DTCStatusMask
    - 59 + 01 + DTCStatusAvailabilityMask + DTCFormatIdentifier + Number(2Byte)
  - 02：检索与客户端定义的状态掩码匹配的DTC列表
    - 19 + 02 + DTCStatusMask
    - 59 + 02 + DTCStatusAvailabilityMask + DTC + statusOfDTC
    - 注：当(DTCStatusMask & statusOfDTC) != 0时，匹配成功
- 04：读取DTC的快照信息(冻结帧)，即发生故障时的一些环境数据，能更好的判断DTC产生的原因以及发生故障的原因
  - 19 + 04 + DTC + DTCSnapshotRecordNumber
  - 59 + 04 + DTC + Status + DTCSnapshotRecordNumber + DTCSnapshotRecordNumberOfIdentifiers +DID + snapshotData +DID + snapshotData
  - 快照信息：例如故障发生时间、胎压、电压、行驶里程数和车速等。在故障发生时，ECU要记录发生故障时的快照信息，便于以后通过查找故障发生时刻的这些数据，分析故障原因
  - DTCSnapshotRecordNumber包含一组快照信息、一组快照信息中可以包含多个DID，每个DID则包含具体的信息，比如：胎压、里程数
  - 06：读取DTC存储时候的一些扩展信息
    - 19 + 06 + DTC + DTCExtDataRecordNumber
    - 59 + 06 + DTC + statusOfDTC + DTCExtDataRecordNumber + DTCExtDataRecord[]
    - 扩展信息：用于记录故障的一些其它信息，比如：故障发生的次数、老化次数、已老化次数等
  - 为什么有了快照数据还要有扩展信息呢？
    - 快照即故障发生时刻存下来的瞬间的环境数据
    - 扩展信息即在故障发生时其它的故障信息，如aging counter、aged counter、Fault Counter以及event id等
  - 0A：读取所有DTC列表及状态
    - 19 + 0A
    - 59 + 0A + DTCStatusAvailabilityMask + DTC + statusOfDTC
14清除DTC
- 报文格式
  - 请求：14 + DTC
  - 响应：54
```
14 FF FF FF
54
```
31 例程控制RoutineControl
- 客户端通过例程ID(2-Byte)请求启动、停止服务端的例程或者请求例程结果
- 主要用于：Erasing memory、Resetting
- 报文格式
  - 请求：31 + Sub-function + routineIdentifier(2-Byte)
  - 响应：71 + routineControlType + routineIdentifier(2-Byte) +routineInfo
- 常用子服务
  - 01 启动例程(startRoutine)
  - 02 停止例程(stopRoutine)
  - 03请求例程结果(requestRoutineResults)
34 请求下载Request Download
- 报文格式
  - 请求：34 + dataFormatIdentifier + addressAndLengthFormatIdentifier + memoryAddress + memorySize
  - dataFormatIdentifier
    - 00
    - 00以外的值由汽车制造商定义
  - addressAndLengthFormatIdentifier的含义
    - bit 7-4: Length (number of bytes) of the memorySize parameter，指定memorySize有几个字节
    - bit 3-0: Length (number of bytes) of the memoryAddress parameter，指定memoryAddress有几个字节
  - memoryAddress 要写入数据在内存的起始地址
  - memorySize 使用此参数与实际要传输的数据大小进行比较
  - 响应：74 + lengthFormatIdentifier + maxNumberOfBlockLength
  - lengthFormatIdentifier的含义
    - bit 7-4: Length (number of bytes) of the maxNumberOfBlockLength parameter
    - bit 3-0: reserved by document, to be set to 0
  - maxNumberOfBlockLength告知客户端后面的每个TransferData报文总共占多少字节
```
34 11 33 60 20 00 00 FF FF
74 20 00 81
```
36 传输数据Transfer Data
- 将数据从客户端传输到服务器
- 报文格式
  - 请求：36 + blockSequenceCounter + Data(3-n)
    - blockSequenceCounter 序号0x01-0xFF，下一个循环0x00-0xFF
  - 响应：76 + blockSequenceCounter + transferResponseParameterRecord
```
36 01 xx xx   # 每条报文占的字节数根据34服务中响应的maxNumberOfBlockLength返回值
76 01
```
37 请求传输退出Request Transfer Exit
- 用于终止客户端和服务端之间的数据传输
- 报文格式
  - 请求：37
  - 响应：77
```
37
77
```
实际传输过程
- 依次34、36和37，为一个循环，其中36数据传输可执行多次
- 37执行结束后，如果还有其它数据传输，则再次执行34、36和37服务
28通信控制(CommunicationControl)
- 用于开启或关闭服务端某些消息的接收/发送报文
- 报文格式
  - 请求：28 + sub-function=[controlType] + communicationType
  - communicationType
    - 01: normalCommunicationMessages
    - 02: networkManagementCommunicationMessages
    - 03: networkManagementCommunicationMessages and normalCommunicationMessages
  - 响应：68 + sub-function=[controlType]
```
28 03 02
68 03
```
- 常用子服务
  - 00：enableRxAndTx 启用非诊断报文的接收和发送
  - 03：disableRxAndTx 禁止非诊断报文的接收和发送
85控制DTC(ControlDTCSetting)
- 用于停止和恢复DTC状态位的更新
- 报文格式
  - 请求：85 + sub-function=[DTCSettingType] + DTCSettingControlOptionRecord
  - 响应：C5 + DTCSettingType
```
85 01
C5 01
```
- 常用子服务
  - 01 on 恢复更新
  - 02 off 停止更新
- 报文格式
  - 请求：85 + sub-function=[DTCSettingType] + DTCSettingControlOptionRecord
  - 响应：C5 + DTCSettingType
```
85 01
C5 01
```
- 常用子服务
  - 01 on 恢复更新
  - 02 off 停止更新