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AUTOSAR - UDS 基本概念

发布时间 2023-03-29 15:30:39作者: 一条名叫西西的狗

一、AUTOSAR基本概念

二、UDS基本概念

 

一、AUTOSAR基本概念

  1. 什么是AUTOSAR：
    1. AUTOSAR全称为“AUTomotive Open System ARchitecture”，译为“汽车开放系统体系结构”;
    2. AAUTOSAR架构由应用层（Application Layer AP）、通信层（Communication Layer CP）和基础层（Foundation Layer FO）三个部分组成。
  2. 什么是CP:
    1. Classic Platform(CP)；
    2. CP框架进行方法(软件开发作业的流程和输入输出的形式的定义)以及应用程序接口(API)的标准化；
    3. CP架构在最高抽象级别上区分了在微控制器上运行的三个软件层：应用程序、运行时环境 （RTE） 和基本软件 （BSW）。
  3. 什么是AP：
    1. Adaptive Platform(AP)；
    2. AP实现了 AUTOSAR Runtime for Adaptive Applications （ARA）；
    3. Adaptive标准主要针对自动驾驶和娱乐系统应用相关的标准；
    4. AP有两种类型的接口可用：服务和 API。
  4. 什么是FO:
    1. Foundation(FO)；
    2. FO目的是在 AUTOSAR 平台之间实现互操作性；
    3. FO包含AUTOSAR平台之间共享的常见要求和技术规范；

　　AUTOSAR，作为一种开放式的标准化汽车电子系统架构。其中包含的概念、协议，极其广泛，里面的功能实现也是相当复杂。在实际使用中，除了一些完全基于AUTOSAR开发的项目之外，我们只会使用到其中的某些功能，比如Can协议，比如诊断。

　　对于AUTOSAR的理解，单单去看协议、读懂概念，是完全不够的，或者说，看了等于白看，读了等于白读。要想彻底理解其中的概念、功能，必须有实际的项目经验。

　　基于此，本文档系列，完全基于实际的项目进行整理，可能与其它框架有许多不同之处。

二、UDS基本概念

  1. 什么是UDS：
    1. UDS协议即ISO14229,全称Unified Diagnostic Services，统一诊断服务；
    2. UDS不属于AUTOSAR，他们之间的关系，只是AUTOSAR提供了一些接口，可以与UDS进行集成； 
      在AUTOSAR架构中，应用层（Application Layer）提供了一些标准的应用程序接口（API），可以与诊断协议进行集成，这些诊断协议之中就包括UDS协议。而这些接
      口中也包含了DCM与DEM，虽然这两个名字与UDS中的类似，但是它们的实现方式与作用，有一些不同：
      1、UDS协议中的DCM和DEM是用于实现通信管理和故障管理的两个服务。
      2、AUTOSAR架构中的DCM和DEM是两个具体的模块，分别用于实现车辆诊断系统中的通信管理和故障管理功能，DCM和DEM还可以与其他模块和服务进行集成，例如
      CanTp、PduR等，实现更加复杂的车辆诊断和通信功能。
    3. DCM和DEM是UDS协议栈的两个组成部分，属于应用层；
    4. 应用层是整个协议栈的核心部分，它定义了大部分的诊断服务和数据标识符，包括DEM和DCM服务；
    5. UDS服务： 
      0x10 - Diagnostic Session Control：用于开启、关闭、切换诊断会话。

0x11 - ECU Reset：用于重置ECU，包括所有参数和存储的故障码。

0x18 - Read Trouble Codes：用于读取ECU存储的故障码，以便诊断故障。

0x14 - Clear Trouble Codes：用于清除ECU存储的故障码。

0x22 - Read Data By Identifier：用于读取ECU中特定的参数或数据流。

0x23 - Read Memory By Address：用于读取ECU中特定地址的内存数据。

0x3E - Tester Present：用于告知ECU诊断仪是否在线。

0x27 - Security Access：用于授权特定用户或设备访问ECU的安全功能。

0x31 - Routine Control：用于启动或停止ECU中特定的例程，例如重新初始化ECU。

0x34 - Request Download：用于ECU软件更新的数据下载请求。

0x35 - Request Upload：用于ECU软件更新的数据上传请求。

0x36 - Transfer Data：用于ECU软件更新时的数据传输。

0x37 - Request Transfer Exit：用于ECU软件更新时终止数据传输。

0x38 - Request File Transfer：用于ECU软件更新时的文件传输请求。

0x3D - Write Memory By Address：用于向ECU中特定地址的内存写入数据。
    6. UDS协议栈： 
      应用层：定义了UDS服务和数据标识符，包括诊断会话的开启和关闭、读取和清除故障码、读取参数和数据流、重置ECU等服务。

会话层：提供了与ECU进行通信的接口，包括会话的开启和关闭，以及安全访问的验证。

传输层：定义了UDS数据传输的方式，包括传输协议（ISO 15765-2）、物理层（CAN、K线等）以及传输协议参数设置。

硬件接口层：将UDS协议栈与实际硬件接口（例如CAN总线）连接起来，实现数据的物理传输。

应用程序：实现诊断应用程序，使用UDS协议栈与ECU进行通信，并执行诊断和编程操作。

这些部分组成了UDS协议栈的整体架构，其中应用层是UDS协议栈的核心，定义了大部分诊断服务和数据标识符。
      传输层和硬件接口层提供了数据传输的物理层面支持，而会话层则提供了与ECU进行通信的接口。应用程序则使用UDS协议栈来实现具体的诊断和编程操作。

       

  2. 什么是DCM：
    1. DCM（Diagnostic Communication Manager）协议是UDS协议栈的一部分，用于管理诊断通信过程； 
      在 DCM 协议中，DSL 层和 DSD 层一起构成了 UDS 协议的会话层，负责管理会话的建立、维护和关闭，并提供了多种服务来满足诊断的需求。
      DSP 层则是在底层物理通信协议之上实现的一层协议，用于确保诊断数据的可靠传输。
    2. DCM协议包含： 
      DSP：第三层
      Diagnostic Request（诊断请求）：由ECU接收到的UDS诊断请求。
Diagnostic Response（诊断响应）：ECU返回给诊断工具的UDS诊断响应。
      DSD：第二层
Diagnostic Control（诊断控制）：包括诊断会话的管理，例如会话的开始和结束。
Session Layer Management（会话层管理）：用于管理会话层协议。
Security Access（安全访问）：用于提供安全访问保护。
      DSL：第一层
Port Management（端口管理）：用于管理通信端口，例如CAN总线和诊断仪之间的通信端口。
    3. DSL（Diagnostic Services Layer）：DSL是DCM协议的第一层，用于管理诊断通信和建立诊断会话。包含端口管理，用于管理通信端口和建立诊断连接。
    4. DSD（Diagnostic Session Layer）：DSD是DCM协议的第二层，用于管理诊断会话，包括会话的开始、结束和切换等操作。包含诊断控制、会话层管理和安全访问，用于管理诊断会话和保证通信安全。
    5. DSP（Diagnostic Service Processor）：DSP是DCM协议的第三层，用于执行具体的诊断服务，例如读取故障码、清除故障码等。包含诊断请求和诊断响应，用于实现具体的诊断功能。
    6. DCM包含的常用服务： 
      0x10 - DiagnosticSessionControl：用于建立会话、设置诊断的安全访问级别和时间限制等。
0x11 - ECUReset：用于重置 ECU（Electronic Control Unit，电子控制单元）。
0x19 - ReadDTCInformation：用于读取故障码信息。
0x22 - ReadDataByIdentifier：用于读取特定数据的值。
0x27 - SecurityAccess：用于访问受保护的服务和数据。
0x28 - CommunicationControl：用于控制通信的参数和行为。
0x2E - WriteDataByIdentifier：用于写入特定数据的值。
0x3E - TesterPresent：用于向诊断仪发送信号，表明 ECU 正在被测试。
0x85 - ControlDTCSetting：用于配置和控制故障码的存储和清除。
  3. 什么是DEM：
    1. DEM(Diagnostic Event Mannger)，用于处理诊断事件的信息和相关的数据，DCM模块通过服务请求可以获得这些数据。DEM模块主要是处理的DTC相关的数据;
    2. 服务代码是用于诊断事件管理的一组服务，用于读取和清除故障码以及管理故障事件等。以下是UDS中常用的DEM服务代码及其解释： 
      0x04：ClearDiagnosticInformation（清除诊断信息）：该服务代码用于清除存储在ECU中的诊断信息，例如故障码和诊断结果等。

0x19：ReadDTCInformation（读取DTC信息）：该服务代码用于读取存储在ECU中的DTC信息，例如当前的故障码、历史故障码以及故障事件计数器等。

0x14：ClearDiagnosticInformationByAddress（通过地址清除诊断信息）：该服务代码用于通过地址来清除存储在ECU中的诊断信息，例如RAM、NVRAM等。

0x14：ClearDTCInformation（清除DTC信息）：该服务代码用于清除存储在ECU中的DTC信息，例如当前的故障码、历史故障码以及故障事件计数器等。

0x04：ReadDataByIdentifier（读取数据标识符）：该服务代码用于读取存储在ECU中的数据标识符，例如车速、发动机转速等。它可以用于诊断和监控车辆状态。

      至于有两个0x04、0x14，是因为在UDS中，他们有连个不同的用途。