UDS诊断

一、UDS介绍

        UDS即统一诊断服务，是汽车电子系统的诊断协议。UDS诊断就像汽车的“医生”，用一套标准的“问诊语言”和车辆对话，帮技师快速找到故障原因。

参考：《UDS协议从入门到精通（UDS速查手册）》（完结撒花版）_obdonuds-优快云博客

1、为什么需要UDS？

        汽车有几十个ECU，比如发动机、变速箱、ABS等。如果某个部件出现问题，传统方法像“盲人摸象”，而UDS相当于给汽车装了一个“体检系统”，直接问汽车哪里不舒服。

2、它怎么工作？

        “问诊”方式：用诊断仪（类似医生的听诊器）通过车载通讯（比如CAN）给车机发指令。

        “症状”反馈：车机回复标准化的“故障码”，如“P0172（混合气过浓）”，而不是工程师才懂的乱码。

        高级功能：不仅能读懂故障，还能远程升级软件、重置系统、甚至测试某个零件是否正常。

3、实例

        车机仪表盘故障灯亮起，技师用诊断仪连上车，UDS告诉他“变速箱传感器异常，最近10次出现的记录时间是XXX，建议检查线路或更换传感器。”

4、关键特点

        统一标准：不同品牌的车用同一套“语言”。

        深度访问：能访问到刹车系统、气囊等核心模块（普通OBD权限低）。

        双向通信：不仅能读数据，还能对车下指令（比如打开空调）。 

二、常用术语

1、Service ID

        标蓝部分为常用服务。

2、诊断请求 

        诊断过程的请求响应模式：由诊断仪发送诊断请求，ECU在收到诊断请求后进行处理，然后发回诊断响应给回诊断仪（凡是能发送诊断请求的软件工具都可以称为诊断仪）。

        诊断请求和诊断响应的本质是一段符合UDS协议规范的16进制的报文。

        UDS规定每个诊断请求报文的组成：1Byte的SID+1Byte的sub-function+不定长的实际数据数据 

         UDS规定每个诊断的响应可以分为两种情况：肯定响应与否定响应。

        肯定响应：一次成功的请求响应，首字节必须为这次请求的SID+40。

        否定响应：一次失败的请求响应，首字节是7F，第二个字节是这次失败请求的SID，第三个字节是表示本次失败原因的否定响应码。

3、否定响应码         

        否定响应码：negative response code（NRC）

        当一次UDS诊断请求响应失败的时候，ECU会返回一个否定响应码，它用于指示服务执行失败的原因。NRC用一个字节表示，每个取值对应不同的错误类型。

4 、UDS诊断的请求和响应的寻址

        以CAN总线为例。CAN总线挂载着数十个甚至上百个ECU，基于CAN协议，对于UDS的诊断请求报文，诊断仪是如何发送给ECU的呢？精准地找到想要诊断的ECU呢？ECU又是如何将诊断响应的报文返回给诊断仪的呢？

        在UDS协议中，除了规定26个服务的那些服务细节，还规定了诊断请求和响应报文发送时必须要指明寻址信息（包括源地址、目标地址）。

        假设一个汽车仪表的ECU，给它事先设定好了总线上发出CAN报文ID为701的报文，那就代表诊断仪是发送给这个仪表ECU自己的诊断请求报文 。

        基于CAN总线，UDS诊断通信的报文（就是CAN报文）通过CAN协议传输，请求和响应的地址信息就是CAN报文的ID；请求和响应的服务信息就是CAN报文中的数据域的字节。在车企中，会为总线上的每个ECU都设定一个唯一的UDS诊断请求的CAN报文ID，以及一个唯一的UDS诊断响应的CAN报文ID。

        如上图：假设总线上有A、B、C三个ECU，A的车企设定的诊断请求的CAN报文ID就是701，诊断响应的CAN报文ID是709。

       诊断仪发送一帧ID为701的诊断CAN报文就只有ECU A进行处理并响应，这就是物理寻址； 诊断仪发送一帧ID为7DF的诊断CAN报文，所有ECU都会处理并响应，这就是功能寻址。企业里一般把功能寻址的ID设定为7DF。

三、UDS服务详述

1、诊断会话

        诊断会话就是车辆诊断时，诊断工具和ECU之间建立的“对话模式”，不同模式有不同的权限和能执行的操作。目的是保障安全、防止误操作，同时节省ECU资源。

        常见的诊断会话类型：

        （1）默认会话（基础模式）

        ECU启动后的默认模式，只能做基本操作（如读取故障码、重置ECU等）。

        （2）扩展会话（高级模式）

        执行高级操作（如清除故障码、读取传感器实时数据、解锁ECU、控制输入输出等）。诊断工具发送指令“进入扩展会话”，可能需要安全验证（类似输入密码）。

        （3）编程会话（“手术模式”）

        刷写ECU程序或更新软件（比如升级车载系统），必须通过严格的身份验证（如密钥匹配）。

        注意：

        ECU一上电就处于默认会话

        会话最大超时时间

        进入编程会话的前提是必须先进入扩展会话

2、10服务

        每种会话都有一个编号：默认会话是01；扩展会话是03；编程会话是02。 

        普通超时时间：P2

        扩展超时时间：P2Ex