UDS相关协议——15765协议

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于 2024-11-15 14:48:38 首次发布

UDS协议的实现遵从OSI七层模型，下面是这七层模型中使用的协议。从这个表可以看出，15765-2是在网络层，这个是没有问题的，15765-3在会话层，14229-1是在应用层。

上图是Autosar中DCM模块在OSI七层模型中的划分方式，在实际应用中，我们还要根据can通信的15765和14229协议进行分层

一、ISO 15765-2

ISO 15765-2作为网络层的传输协议，最主要的功能是定义了报文分段和重组的机制。也就是我们说的拆包和组包。每一帧UDS报文包含了地址信息，数据长度，数据内容等。地址信息会在底层拆掉，数据长度是由Autosar架构中的Cantp层根据15765协议拆掉，剩下的具体的数据内容传给应用层。反之组包亦然。

1.拆包组包

那么为了实现这种拆包组包的形式，15765协议把Can报文分为以下几种帧类型：

当数据长度小于8字节，一帧单帧就可以解决了，当数据长度比较大时，就需要拆包进行多帧传输数据。

当发生比较长的报文的时候，将报文拆分成首帧+连续帧。首先发生放发一帧首帧，接收方收到后会回复一帧流控帧（告诉发送方自己的接收能力以及操作指示），发送方收到流控帧继续发送的指示后，将剩余的数据以连续帧的形式发送，然后依次往复，直到所有数据传输完毕。

2.网络层超时机制

ISO 15765-2除了定义了报文分段和重组的机制外，还定义了网络层的超时机制。

N_As: 表示CAN数据帧从请求数据链路层发送至接收到对应的ACK的最大时间间隔；
N_Bs: 表示发送方数据链路层接受到流控帧的最大时间间隔；
N_Ar: 表示接收方从请求数据链路层发送流控帧至接收到对应的ACK的最大时间间隔；
N_Br: 表示接收方请求数据链路层发送流控帧的内在最大时间间隔 (N_Br + N_Ar)<(0.9倍N_Bstimeout)；
N_Cs: 表示发送方请求数据链路层发送流控帧的内在最大时间间隔 (N_Cs + N_As)<(0.9倍N_Cr timeout);
N_Cr: 表示接收方接收到流控帧的最大等待时间间隔；

二、ISO 15765-3

1.应用层超时参数

默认会话的应用层定时参数：

另外还有两个是非默认会话时的定时参数：

2.超时机制描述

1）默认会话期间的物理通信

客户端诊断应用层通过发送N_USData.req 到网络层开始发送请求信息。网络层传递该请求信息至服务器。该请求信息要么以单诊的形式或多帧的形式。
在多帧信息情况下，请求开始于网络层发送的NUSDataFF.ind通知服务器。
请求信息的完成通过客户机NUSData.con指示。当接收到NUSData.con 时，客户端使用默认重载
值为P2Client,启动P2Client定时器,该定时器的值应当考虑到车载网络设计上(通信网关总线带宽，等)所有的误差。为了简单化，该图假定客户机和服务器在一条总线上。
服务器通过NUSData.ind指示请求信息的完成。
服务器在接收到NUSData.ind指示时，要求在P2Server 时间内开始回复信息。也就是说，在多
帧回复信息条件下，首帧必须在P2Server 时间内发送，对于单帧回复信息，该单帧必须P2Server 时间内回复。
服务器在给定的P2Server 时间内无法提供请求的信息时，它可以通过发送应答码为 0x78 的否定
应答信息请求扩展的定时窗。客户端接收到否定应答信息时,客户端网络层产生一个N_USData.ind。接收到应答码为 0x78的否定应答信息，客户端重置它的P2Client定时器，但使用的是扩展的重载的P2*Client定时值。
服务器在发送否定应答信息NUSData.con之后，要求在给定的扩展的P2*Server时间内应答信息。如果在给定的扩展的P2Server 时间内仍无法提供请求的信息,服务器则继续发送应答码为0x78的否定应。客户端使用的是扩展的重载的P2*Client,定时值重置它的P2Client 定时器。为了简单起见，图中只显示了一个应答码为 0x78 的否定应答信息。
一旦服务器可以提供请求的信息(肯定的否定的应答，而不是应答码0x78的应答)，它就启动最后结果的应答信息。
在多帧应答信息情况下，客户机通过网络层N_USDataFF.ind指示首帧的接收。当接收到首帧时客
户机停止P2Client定时器。
如果完整的信息接收到，或者在接收过程中出现了错误，网络层最后都产生一个NUSData.ind。
单帧响应信息，通过单个的NUSData.ind指示单帧的接收。当接收该单帧指示时，客户端停止P2Client定时器。

2）非默认会话期间的物理通信

客户端诊断应用层通过发送N_USData.req至网络层，传递诊断会话控制(0x10)请求信息。网络层
传递该请求信息至服务器。
请求信息是单帧信息。它的完成通过客户端N_USData.con指示。客户端产生的N_USData.con不会促使S3Client定时器开启(会话定时器)。这与使用功能地址不同，使用功能地址会周期性发送(0x3E)信息保持诊断会话一直处于激活状态。
服务器通过N_USData.ind指示请求信息的完成。
图上给出，假定客户机需要服务器一个应答。服务器应当发送诊断会话控制(0x10)的肯定应答信息。
服务器通过 N_USData.con 指示应答信息发送的完成。然后服务器开启S3Server 定时器，只要它不超时，它就一直处于非默认状态。客户机通过NUSData.ind指示诊断会话控制(0x10)的接收。这将促使S3Client 的开启。客户机负责保证S3Server定时器在它超时之前复位，以保证服务器处于非默认
会话状态。
客户机任何时候发送一条请求信息至服务器(包括(0x3E)信息)，它都会停止S3Client 。
接收到请求信息的单帧或首帧，服务器都停止S3Server定时器。服务器通过N_USData.ind 标识请求信息的完成。
客户机通过N_USData.ind指示应信息的完成，这促使客户机开启S3Client服务器通N_USData.con 指示应答信息的完成，这促使服务器开启S3Server。还有一种客户机不需要应答的情况，客户机接收到网络层N_USData.con确认标识请求信息发送完时，开启S3Client，服务器完成请S3Server求的动作时，开启S3Server，为简单起见，图中显示的是需要应答的情况。
如果客户机在S3Client超时之前，没有发送任何诊断请求信息，这促使客户机在S3Client超时时，发送一条物理地址(0x3E)请求信息。
服务器通过NUSData.ind指示(0x3E)请求信息的接收。这促使服务器停止S3Server定时器。客户机通过N_USData.ind指示(0x3E)应信息的完成，这促使客户机开启S3Client，服务器通过
N_USData.con指示(0x3E)应信息的完成，这促使服务器开启S3Server。还有一种客户机不需要
应答的情况，客户机接收到网络层N_USData.con(0x3E)标识请求信息发送完时，开启S3Client，服务器完成请求的动作时，开启S3Server，为简单起见，图中显示的是需要应答的情况。