诊断快速入门

---

UDS Introduction

>> UDS实践性强，逻辑复杂，很多服务非要体验过一次才能理解，初学者晦涩难懂，可以保持一套自己的笔记。

Q1: 什么是统一诊断服务

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，在ISO 14229中规定。它是从ISO 14230-3（KWP2000）和ISO 15765-3协议衍生出来的。“统一”这个词意味着它是一个“国际化的”而非”公司特定的”标准。到目前为止，这种通信协议被用在几乎所有由OEM一级供应商所制造的新ECU上面。这些ECU控制车辆的各种功能，包括电控燃油喷射系统（EFI），发动机控制系统，变速箱，防抱死制动系统(ABS)，门锁，制动器等。

Q2: 什么是诊断仪

诊断工具与车内的所有控制单元均有连接，且这些控制单元均启用了UDS服务。不同于仅使用OSI模型第一层、第二层的CAN协议，UDS服务使用OSI模型的第五层和第七层（会话层和应用层）。服务ID（SID）和与服务相关的参数包含在CAN数据帧的8个数据字节中，这些数据帧是从诊断工具发出的。

目前市面上的新车都具有用于车外诊断的诊断接口，这使得我们可以用电脑或诊断工具（业内称为测试器Tester）连接到车辆的总线系统上。因此，UDS中定义的消息可以发送到支持UDS服务的控制器（业内称ECU）。这样我们就可以访问各个控制单元的故障存储器或用新的固件更新ECU的程序。除此之外，UDS还用于下线检测时把一些信息（如VIN码）写入到汽车的各个零部件中。这些功能也是UDS最为核心的功能。

Q3: UDS协议诞生初衷

为什么我们要设计UDS这样的诊断协议呢？在汽车诊断协议诞生之前，修车只能靠师傅的经验，因为汽车零部件不会告诉你它哪里出了问题。但有了诊断协议之后，一旦零部件出了问题或者出过问题，它们会把故障信息保存在内存里面，维修师傅就可以通过通信总线读取这些故障信息，比如一个ECU经历欠压故障之后，它会将欠压故障代表的DTC（诊断故障码）存储起来，可选择性保存的还有发生故障时的快照信息（比如此时的车速、读到的电压值等）。快照信息有助于测试工程师和售后技师查找发生故障的原因。

Q4: 诊断协议载体

除了CAN总线以外，UDS也可在不同的汽车总线（例如 LIN, Flexray, Internet 和K-line）上实现。

如下图所示，ISO 14229也就是UDS协议仅对应用层、会话层做出了定义。这里有个疑问，UDS专指ISO 14229-1吗？这种说法是不对的，UDS包含了ISO 14229下属的7个子协议，其中ISO 14229-2还是会话层的，所以UDS仅包括应用层的说法也是错误的。

图：Unified Diagnostic Service(UDS) ISO-14229-1

说明下，我们本篇文章我们仅使用CAN来描述UDS。对于CAN来说，物理层和数据链路层遵循ISO 11898协议；网络层方面，Classical CAN仅有8个字节的数据场与应用层处理多帧数据的需求构成了矛盾，ISO 15765-2协议解决了该问题，我们用CAN的8字节数据场会腾出一到两个字节的做法，来体现网络层的控制信息。

如果希望深入学习下UDS网络层的知识，请移步：https://zhuanlan.zhihu.com/p/44857562

Q5: OBD与UDS

排放相关的诊断内容，即ISO 15031-5主要针对OBD协议，为法规强制要求燃油车满足的协议，电动车是无需满足的。燃油车通常既满足UDS协议，又满足OBD协议，这两个协议不冲突。小伙伴们有没有发现UDS协议的服务ID(SID)最小的是0x10，那是因为小于0x10的服务是OBD协议中规定的。

Q6: 诊断前知识储备

学习UDS之前，希望您对CAN的基础知识有初步的了解，知道一个CAN帧的基本构成，熟悉至少一种CAN盒的使用方法。协议方面，应通过PPT、论文、原版英文协议重点学习ISO 15765-2和ISO 14229-1的协议内容，之后可以将Git上的开源UDS协议栈移植到你熟悉的嵌入式平台上，进行数据收发；或使用CAN盒与支持UDS诊断的设备进行数据收发，对UDS有一个大致的认识。切记知行合一，实践很重要。