UDS診斷詳解

一、UDS簡介

UDS（Unified Diagnostic Service，統一診斷服務）是一項標準化的診斷服務，它是由國際電工委員會（IEC）於2006年發佈的。

它是通用汽車電子（GENIVI）開發的一系列診斷規範的基礎，用於診斷和測試車輛網絡中的各個ECU（電子控制單元）。通過使用UDS協議，診斷工具和ECU之間的通信將變得標準化和通用化。目前，UDS已成為診斷車輛和ECU之間通信的行業標準。

二、UDS協議結構

UDS協議由三個部分組成：

1. 服務識別（SID）

SID是服務請求編號，是表示診斷功能的代碼。每個SID對應一項服務，每個服務都有其相關的參數和返回值。

2. 數據識別（DID）

DID是指定數據標識符號，用於從ECU中讀取數據。DID還定義了數據的尺寸和可以讀取的範圍。

3. 單元標識（PID）

PID是單元標識，用於與單個ECU進行通信。每個ECU都有一個唯一的PID，UUDS協議需要知道要與哪個ECU通信。

三、UDS的優點

1. 標準化和通用化

UDS協議的建立使得診斷工具和ECU之間的通信變得標準化和通用化，簡化了診斷工具的研發和應用。

2. 高效性

UDS協議在診斷ECU時，使用了流量控制、超時和接收緩衝區等機制，保證了高效地傳輸數據。

3. 安全性

UDS協議通過對診斷會話的驗證和對數據的認證和加密，保證了對診斷工具和數據的安全性。

4. 可擴展性

UDS協議可以很容易地根據新的需求和功能擴展，並通過第三方軟件和硬件實現。

四、UDS的應用

UDS協議的應用非常廣泛，特別是在汽車電子領域的診斷中，UDS協議已經成為了統一的診斷協議。它們具有以下優點：

1. 可診斷的控制模塊

UDS協議允許對不同的控制模塊進行診斷，例如發動機控制模塊、變速器控制模塊、ABS控制模塊等。

2. 可讀寫的數據量

UDS協議可以讀取、寫入一個或多個數據。例如汽車實時數據、編程數據、配置數據等。

3. 可配置的診斷會話

UDS協議可以配置診斷會話以滿足特定的要求。

4. 可申請的安全性等級

UDS協議可以在安全性等級之間進行切換，方便診斷工具和ECU之間的通信，並保證數據的安全性。

五、示例代碼

1. UDS會話初始化代碼

void uds_session_init(int addr, int legacy, int timeout)
{
    uds_data.init_addr = addr;
    uds_data.legacy = legacy;
    uds_data.session = UDS_SESSION_DEFAULT;
    uds_data.timeout = timeout;
}

2. UDS發送服務請求代碼

int uds_send_request(int sid, uint8_t *data, uint16_t length)
{
    int i;
    uint8_t tx_buf[8] = {0};

    tx_buf[0] = 0;
    tx_buf[1] = sid;
    tx_buf[2] = data == NULL ? 0 : length;

    if (length) {
        for (i = 0; i < length; i++) {
            tx_buf[3 + i] = data[i];
        }
    }

    return uds_transmit(tx_buf, sizeof(tx_buf), uds_data.timeout);
}

3. UDS接收響應代碼

int uds_receive_response(uint8_t *data, uint16_t *length, int timeout)
{
    int ret;
    uint8_t rx_buf[8] = {0};

    ret = uds_receive(rx_buf, sizeof(rx_buf), timeout);
    if (ret < 0) {
        return ret;
    }

    if (rx_buf[1] + 0x40 != uds_data.last_sid) {
        return -1;
    }

    if (rx_buf[0] == 0x40) {
        *length = rx_buf[1] == 0 ? 0 : rx_buf[0] - 0x40;
        if (*length) {
            memcpy(data, &rx_buf[2], *length);
        }
        return 0;
    }

    return -1;
}

4. UDS讀取數據代碼

int uds_read_data_by_id(uint16_t did, uint8_t *data, uint16_t *length)
{
    uint8_t did_buf[2];
    int ret;

    did_buf[0] = (did >> 8) & 0xFF;
    did_buf[1] = did & 0xFF;

    ret = uds_send_request(UDS_SID_READ_DATA_BY_ID, did_buf, sizeof(did_buf));
    if (ret < 0) {
        return ret;
    }

    ret = uds_receive_response(data, length, uds_data.timeout);
    if (ret < 0) {
        return ret;
    }

    return 0;
}

5. UDS寫入數據代碼

int uds_write_data_by_id(uint16_t did, uint8_t *data, uint16_t length)
{
    uint8_t buf[2 + length];
    int ret;

    buf[0] = (did >> 8) & 0xFF;
    buf[1] = did & 0xFF;

    memcpy(&buf[2], data, length);

    ret = uds_send_request(UDS_SID_WRITE_DATA_BY_ID, buf, sizeof(buf));
    if (ret < 0) {
        return ret;
    }

    ret = uds_receive_response(NULL, NULL, uds_data.timeout);
    if (ret < 0) {
        return ret;
    }

    return 0;
}

六、結論

本文介紹了UDS診斷協議的基本概念、協議結構、優點和應用。同時，給出了相關的代碼示例和函數介紹。我們相信，這些內容將對初學者和從業人員提供有用的參考和幫助。