详解UDS CAN诊断、什么是ISO 14229协议?

之前讲解到CAN物理层和数据链路层的相关知识，这些属于ISO 11898-1、ISO 11898-2和ISO 11898-3协议方面的知识，本篇博文开启新篇章，讲解依托于CAN通信的应用层服务：UDS（ISO 14229）诊断协议。

本篇博文素材来源于：ISO 14229-1-2020：规范和要求。

1、UDS诊断概念

UDS（Unified Diagnostic Services，统一的诊断服务）诊断协议是在汽车电子ECU环境下的一种诊断通信协议。简单来说，可以理解为UDS诊断协议就是ISO 14229协议，在ISO 14229协议中定义了UDS服务用法、服务格式等信息。

UDS诊断最主要目的是为了能够快速准确判断车辆或者某个控制器的故障以及故障原因，从而为维修提供可靠的依据。

2、UDS诊断组成部分

截止到2020年，UDS诊断由以下8个部分组成：

• ISO 14229-1-2020：规范和要求；
• ISO 14229-2-2013：会话层服务；
• ISO 14229-3-2012：CAN实现的统一诊断服务（UDSonCAN） ；
• ISO 14229-4-2012：FlexRay实现的统一诊断服务（UDSonFR） ；
• ISO 14229-5-2013：Internet协议实现的统一诊断服务（UDSonIP）；
• ISO 14229-6-2013：K线实现的统一诊断服务（UDSonK-Line） ；
• ISO 14229-7-2015：本地互联网络实现的统一诊断服务（UDSonLIN）；
• ISO 14229-8-2020：时钟扩展外围接口实现的统一诊断服务（UDSonCXPI）。

在开放系统互连（OSI）基本参考模型中规定了各类物理层通信对应部分的UDS诊断协议。例如，CAN通信（ISO 11898-1、ISO 11898-2和ISO 11898-3）在应用层的UDS诊断协议是ISO 14229-1和ISO 14229-3。

3、UDS诊断服务

UDS诊断是一种定向通信的交互协议（Request/Response），诊断方（Tester）发送服务请求，ECU返回响应（肯定响应/否定响应）。

UDS诊断包括6大类，26种服务，每种服务都有自己独立的ID，即SID（Service Identifier）。

UDS诊断服务的通信协议基本相似，但又有所区别。

以诊断和通信管理功能单元（Diagnostic and Communication Management functional unit ）为例，服务请求和响应有两类：一类是具有Subfunction（子功能），另一类是不具有Subfunction（子功能）。

不具有Subfunction（子功能）的UDS诊断服务请求和响应机制如下图所示：

诊断方（Tester）向ECU发送指定的请求数据（Request），这条数据中需要包含SID，且SID处于该应用层数据的第一个字节。

ECU接收到请求数据（Request）后会返回响应，可返回肯定响应或者否定响应。

肯定响应（Positive Response）格式为：（SID+0X40）+数据。例如，请求0X10服务，肯定响应第1个字节为0X50；请求0X22服务，肯定响应第1个字节为0X62。

否定响应（Negative Response）格式为：0X7F+SID+NRC。例如，请求0X10服务，否定响应第1个字节为固定的0X7F，第2个字节为0X10，第3个字节为NRC。NRC是否定响应码，可以根据返回的NRC判断是什么原因导致的否定响应。

具有Subfunction（子功能）的UDS诊断服务请求和响应机制如下图所示：

诊断方（Tester）向ECU发送指定的请求数据（Request），这条数据中需要包含SID，且SID处于该应用层数据的第一个字节。

ECU接收到请求数据（Request）后会返回响应，可返回肯定响应或者否定响应。

肯定响应（Positive Response）格式为：（SID+0X40）+Subfunction（子功能）+数据。例如，请求0X10服务，Subfunction（子功能）为0X02，肯定响应第1个字节为0X50，第2个字节为0X02。

否定响应（Negative Response）格式为：0X7F+SID+NRC。例如，请求0X10服务，否定响应第1个字节为固定的0X7F，第2个字节为0X10，第3个字节为NRC。NRC是否定响应码，可以根据返回的NRC判断是什么原因导致的否定响应。