Wstęp
Unified Diagnostic Services (UDS) to standard komunikacyjny stosowany w przemyśle samochodowym, który pozwala na diagnostykę i programowanie układów elektronicznych w pojazdach.
Słowo Unified oznacza nie tylko to, że jest on stosowany przez większość producentów samochodów na całym świecie ale również fakt, że komunikacja za pomocą UDS odbywa się identycznie nieważne od używanego protokołu komunikacyjnego (CAN, LIN, Automotive Ethernet) – treść wiadomości będzie taka sama.
UDS działa na zasadzie REQUEST – RESPONSE. Jedno urządzenie (np. podłączane narzędzie diagnostyczne) nadaje komunikat z żądaniem, a drugie (np. sterownik silnika) na nie odpowiada.
Po pierwsze nie Škodzić
Metaforą, która pomaga zrozumieć działanie UDS, może być rozmowa pomiędzy lekarzem a pacjentem. Lekarz zadaje pytania pacjentowi, aby zbadać jego stan zdrowia, a następnie na podstawie uzyskanych informacji podejmuje decyzję o leczeniu. W przypadku UDS, urządzenie diagnostyczne (lekarz) zadaje zapytania sterownikowi pojazdu (pacjentowi), aby zbadać stan jego systemu i podjąć decyzję dotyczącą konfiguracji lub naprawy.
Lekarz może również wydawać bezpośrednie polecenia: proszę podnieść rękę, proszę otworzyć usta, oddychać głęboko itd., pacjent zaś wykonuje te polecenia niezależnie od tego czy ma na to w tej chwili ochotę.
Serwisy diagnostyczne
Istnieją różne rodzaje zapytań diagnostycznych nazywanych SERWISAMI. Każdy z nich ma określony numer SID (Service ID). Omówię kilka najważniejszych, w rzeczywistości jest ich dużo więcej:
| 0x10 | Ustawianie sesji diagnostycznych (trybów działania urządzenia). Podstawowe rodzaje sesji to: 0x01 – Default Session. Domyślny, normalny tryb, w którym działa urządzenie po podłączeniu zasilania 0x02 – Programming Session. Mniej popularny tryb używany do modyfikowania oprogramowania. W tym trybie komunikujemy się bezpośrednio z bootloaderem (zob. artykuł o żabie i skorpionie) 0x03 – Extended Session. Sesja rozszerzona, używana do zmian parametrów urządzenia, zapisu do pamięci, i wszystkich działań, do których potrzeba większych uprawnień. |
| 0x22 | RDBI (Read Data By Identifier) Odczyt parametru z pamięci urządzenia np. Odczyt numeru seryjnego lub ograniczenia prędkości pojazdu Do parametru odnosimy się za pomocą identyfikatora (innym serwisem możemy się odwołać wprost do adresu komórki pamięci). Identyfikator ten nazywamy DID – Data IDentifier |
| 0x2E | WDBI (Write Data By Identifier) Zapis parametrów, analogicznie do powyższego. Również używamy DID do określenia który parametr chcemy zapisać. |
| 0x14 | Kasowanie błędów (DTC) |
| 0x19 | Odczyt błędów (DTC) |
| 0x2F | Input Output Control – Kontrola Wejść/Wyjść. Służy np. do wymuszania stanu wyjśc cyfrowych urządzenia, niezależnie od stanu SW urządzenia i algorytmu sterującego wyjściami. Przykładowe użycie: sprawdzanie stanu kontrolki LED, która normalnie jest sterowana przez wyjścia cyfrowe urządzenia sterującego, które załączane są tylko w przypadku pojawienia się błędu DTC. |
| 0x31 | Routine Control. Służy do uruchamiania funkcji w urządzeniu. System wbudowany może mieć zaimplementowane w swoim kodzie funkcje diagnostyczny, czyli tzw. rutyny. Przykładem rutyny może być inicjalizacja i kalibracja podłączonego czujnika. Po uruchomieniu rutyny, urządzenie dalej już samodzielnie wykonuje dowolny ciąg instrukcji zdefiniowanych w kodzie. |
Pełna lista serwisów, bez dodatkowych komentarzy:
Wiem, ale nie powiem – czyli negatywne odpowiedzi
Zasada działania
Jest jeszcze jeden rodzaj komunikatu, który nazywa się NRC – Negative Response Code. Jest to negatywna odpowiedź na zapytanie UDS (odrzucenie żądania), która idzie w parze z kodem wyjaśniającym powód odrzucenia.
Na powyższym przykładzie widzimy 3 bajty odpowiedzi na żądanie UDS o zmianę wartości danych.
Najpierw wartość 0x7F jako znak, że żądanie jest odrzucone.
Następnie powtórzenie wartości SID z zapytania.
Na koniec kod NRC, czyli rodzaj błędu. W tym przypadku 0x7F oznacza Service not supported in active session. Oznacza to, że aby zapisać parametr musimy się najpierw przełączyć do Extended Session.
Pełna lista kodów NRC
| Kod błędu | Opis |
|---|---|
| 0x00 | Nie dotyczy – odpowiedź pozytywna |
| 0x10 | Odmowa ogólna |
| 0x11 | Serwis diagnostyczny nieobsługiwany |
| 0x12 | sub-funkcja nieobsługiwana |
| 0x13 | Nieprawidłowa długość wiadomości lub format |
| 0x14 | Odpowiedź zbyt długa |
| 0x21 | System zajęty (zbyt obciążony by odpowiedzieć) |
| 0x22 | Warunki niespełnione (np. kluczyk nie jest w pozycji ON) |
| 0x24 | Nieprawidłowa sekwencja (np. zła kolejność nadanych requestów) |
| 0x31 | Zapytanie poza zakresem (np. próba przypisania 0xFFF zmiennej 1-bajtowej) |
| 0x33 | Odmowa dostępu bezpieczeństwa (security access) |
| 0x35 | Nieprawidłowy klucz (security access) |
| 0x36 | Przekroczono dozwoloną liczbę prób |
| 0x37 | Czas odczekania nie minął (np. 2 minuty przerwy po 5 nieudanych próbach) |
| 0x70 | Odmowa download’u lub upload’u |
| 0x71 | Transfer danych wstrzymany |
| 0x72 | Ogólny błąd programowania (flashowania) |
| 0x73 | Nieprawdłowy licznik bloku (kolejność przesyłania bloków) |
| 0x78 | Poprawnie otrzymano request – odpowiedź w trakcie przygotowania UWAGA! To nie jest błąd jako taki, tylko informacja o “pracy w trakcie” |
| 0x7E | sub-funkcja nie obsługiwana w bieżącej sesji |
| 0x7F | serwis nie obsługiwany w bieżącej sesji |
| 0x81 | rpm (obroty silnika) za wysokie |
| 0x82 | rpm (obroty silnika) za niskie |
| 0x83 | Silnik pracuje |
| 0x84 | SIlnik nie pracuje |
| 0x85 | Silnik pracuje za króko (licząc czas od rozpoczęcia pracy silnika) |
| 0x86 | Temperatura za wysoka |
| 0x87 | Temperatura za niska |
| 0x88 | Prędkość pojazdu za wysoka |
| 0x89 | Prędkość pojazdu za niska |
| 0x8A | Pedał gazu za wysoko (za mocno) |
| 0x8B | Pedał gazu za nisko (za słabo) |
| 0x8C | Skrzynia biegów nie jest w pozycji “luz” |
| 0x8D | Skrzynia biegów nie jest na żadnym biegu (czyli jest na luzie) |
| 0x8F | Hamulec nie jest wciśnięty lub zaciągnięty |
| 0x90 | Dźwignia biegów nie jest w pozycji “Park” (dotyczy skrzyni automatycznych) |
| 0x91 | Sprzęgło konwertera momentu obrotowego zablokowane |
| 0x92 | Napięcie za wysokie |
| 0x93 | Napięcie za niskie |
Więcej szczegółów dotyczących serwisów oraz kodów NRC znajdziesz tutaj: https://automotive.wiki/index.php/ISO_14229
Przykładowe zapytania
Pokażę teraz jak wyglądają przykładowe zapytania UDS oraz odpowiedzi:
Request: proszę wysłać wartość parametru, którego identyfikator to 0x0101
Response: Odpowiadam na request 0x22 (0x22 + 0x40) wartość parametru 0x0101 wynosi 0xF573
Skąd się wzięło 0x62?
W odpowiedzi na każde zapytanie na początku znajduje się potwierdzenie: odpowiadam na SID o takiej wartości. Jednak aby rozróżnić co jest zapytaniem, a co odpowiedzią, do liczby jest zawsze dodawane 0x40.
Dlaczego 0x40?
Nie pytaj mnie, po prostu tak jest 😉
Odpowiedź na zapytanie z SID 0x2E zacznie się od bajtu 0x6E itd.
Przykład z magistrali w CANoe
Popatrzmy teraz na rzeczywisty przykład, który zobserwujemy w oknie Trace środowiska CANoe
Popatrz najpierw sam na powyższy zrzut i spróbuj rozszyfrować co tu się stało. Mając już podstawową wiedzę z UDS i tabelkę powyżej, powinieneś dać radę.
.
.
.
Już? 🙂
To teraz wyjaśnię dokładnie.
- Najpierw zostało nadane żądanie 10 01. Dziesiątka oznacza zmianę Sesji (trybu działania urządzenia), 01 to parametr, oznaczający Default Session. W odpowiedzi przychodzi pozytywna odpowiedź (DefaultSession::pos – oznaczone przez CANoe na zielono): 50 01 00.
- Następnie zostało nadane żądanie 10 03. Oznacza ono żądanie do przejścia do Sesji rozszerzonej (Extended Session). Żądanie dostało również pozytywną odpowiedź: 50 03 00.
- Następnie zostało nadane żądanie odczytu danych: 22 20 21. Oznacza ono: Podaj mi dane (SID 22) znajdujące się w pamięci pod identyfikatorem 0x2021. Na żądanie została nadana pozytywna odpowiedź: 62 20 21 12 34. Pierwszy bajt (62) do SID + 40, bajty 20 21 to tylko powtórzenie (“podaję wartość parametru o ID = 0x2021), kolejne dwa bajty 0x1234 to już wprost wartość parametru odczytana z pamięci urządzenia.
Podsumowanie
To jedynie podstawowe informacje i zaledwie wprowadzenie do tematu standardu diagnostycznego UDS. Mam jednak nadzieję, że po przeczytaniu tego materiału łatwiej zrozumiesz dużo bardziej szczegółowe artykuły i opracowania.
Dodaj komentarz