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在车载诊断中常用的诊断协议有ISO 14229等#xff0c;在协议中主要定义了诊断请求、诊断响应的报文格式及ECU该如何处理诊断请求的应用。其中ISO 14229系列标准协议定义了用于行业内诊断通信的需求规范#xff0c;也就是UDS。UDS主要应用于OSI七层模型的第七层——…一、简介
在车载诊断中常用的诊断协议有ISO 14229等在协议中主要定义了诊断请求、诊断响应的报文格式及ECU该如何处理诊断请求的应用。其中ISO 14229系列标准协议定义了用于行业内诊断通信的需求规范也就是UDS。UDS主要应用于OSI七层模型的第七层——应用层它支持的汽车总线包括CAN、LIN、FlexRay、Ethernet及K-LINE。UDS中的服务根据其功能分为6大类共26种。其中包含的0x19服务ReadDTCInformation则是UDS中的重中之重。那么我们今天就一起进入到19服务中感受其中的奥秘。
二、 服务介绍
19服务ReadDTCInformation用于读取ECU的DTC故障信息此服务允许客户端从服务器读取诊断故障代码DTC的相关信息。此服务包含28个子服务(Subfunction)常用的5种子服务如下
0x01 reportNumberOfDTCByStatusMask读取客户端定义状态掩码匹配的DTC数量0x02 reportDTCByStatusMask读取客户端定义状态掩码匹配的DTC0x04 reportDTCSnapshotRecordByDTCNumber检索客户端定义DTC掩码的快照数据0x06 reportDTCExtDataRecordByDTCNumber读取某个DTC及其相关的扩展数据扩展数据包括DTC状态优先级发生次数时间戳里程等。0x0A reportSupportedDTC读取ECU支持的所有DTC的状态包含支持的各个DTC编号以及相关状态
今天主要解析19服务中的04子服务也就是检索客户端定义DTC的快照号对应的快照记录数据在AUTOSAR中也叫冻结帧。
1子服务介绍 快照数据概念介绍 前面讲19服务常用子服务的时候提到了Subfunction为04的子服务使用04子服务对服务端进行请求可以获取DTC发生时记录的快照数据。那04子服务是如何获取快照数据的呢首先我们需要理解什么是快照数据。从ISO 14229-1协议可知快照数据为发生某一故障时记录的DTC的电压、发动机转速、时间戳等从而使工程师在ECU出现故障时能及时了解车辆的历史和实时故障信息。 报文格式介绍 接下来通过介绍19 04子服务请求和响应的报文格式分析报文中各个字节的相关定义。
请求格式 从图1中可知19 04的请求报文包括四个部分其中服务ID和Subfunction就不用过多解释了。DTCMaskRecord表示某个故障的DTC当系统检测到一个故障发生时则会存储其对应的故障数值这个故障数值就是DTC。通过读取DTC可知一个故障发生时的具体位置以及原因和类型。通常UDS中DTC占3个字节OBD Ⅱ占2个字节在ISO 15031-6中定义的DTC由两个字节根基和一个字节的故障类型组成。我们通常用到的DTC格式都是由ISO 15031-6中定义的。图2是ISO 15031-6中定义的DTC的两个字节根基图中很详细地解释了每一个Bit的含义。 SnapshotRecordNumber需要提前定义可以有多个。如SnapshotRecordNumber设置为FF则表示读取所有的快照数据组。
响应格式 图3为响应报文格式当使用19 04对ECU进行请求时ECU给出的肯定响应的报文格式由七部分组成。此时的DTCAndStatusRecord由三个字节的DTC和一个字节的StatusOfDTC组成StatusOfDTC表示DTC的状态。假设现在的DTC状态为0x09则Bit0和Bit3置1。如某个DTC一直存在并且确认则在ECU响应的报文中的StatusOfDTC为0x09。如图4 SnapshotRecordNumber这个字节表示DTC快照记录的组号DTCSnapshotRecordNumberOfldentifiers表示快照DID的个数占一个字节Dataldentifier这部分由两个字节组成表示快照数据对应的DIDDTCSnapshotRecord表示快照DID对应的具体数据。
三、示例代码
119_read_dtc_info.c
/********************************************************************************
* file 19_read_dtc_info.c
* author jianqiang.xue
* version V1.0.0
* date 2023-05-30
* brief 读取DTC信息
********************************************************************************/
/* Includes ------------------------------------------------------------------*/
#include stdint.h
#include stdbool.h
#include string.h
#include stdlib.h
#include modules.h
#include os_api.h
#include edebug.h
#include kv_sys.h
#include ecu_ble_uart.h
/* Private includes ----------------------------------------------------------*/
#include std_math.h
#include app_can.h
#include can_nm.h
#include app_nm.h
#include diag_main.h
#if AUTOSAR_DIAG_DTC_SWITCH
#include dtc_main.h
#endif
/* Private define ------------------------------------------------------------*/
#define UDS_ID 0x19
#define MAX_BUFF_SIZE 150
/* Private typedef -----------------------------------------------------------*/
/* Private macro -------------------------------------------------------------*/
/* Private variables ---------------------------------------------------------*/
/***************软定时器创建***************/
/* Private func --------------------------------------------------------------*//*** brief 通过状态掩码报告DTC数目* param *data: 数据指针* param len: 数据长度* retval 0--成功 0--错误*/
static int8_t uds19_01(uint8_t *data, uint16_t len, uint8_t *out) {if (len ! 3) {LOGE(len err ! 3, sub%02x, data[1]);send_nrc_data(UDS_ID, NRC_INCORRECT_MESSAGE_LENTH);return 1;}if (data[1] 0x80) { // 无需应答LOGI(No answer required, sub%02x, data[1]);} else {// 回复正响应码 单帧格式: len, 服务ID|0x40, 子功能ID,out[0] 6; // 数据总长度 服务号 sub_id mask data num(2byte)out[1] UDS_ID | 0x40; // 服务号回复上位机需要 |0x40out[2] data[1];out[3] AUTOSAR_DIAG_DTC_STATE_BIT; // 获取DTC掩码out[4] 0; // SAE_J2012-DA_DTCFormat_00uint16_t dtc_count get_dtc_num_by_mask(data[2]);out[5] (uint8_t)(dtc_count 8);out[6] (uint8_t)(dtc_count 0xFF);out[7] 0xAA;app_can_enqueue_msg(CAN_MSG_EVENT_SEND, NWL_RES_ADDR, out, 8);}return 0;
}/*** brief 通过状态掩码报告DTC* param *data: 数据指针* param len: 数据长度* retval 0--成功 0--错误*/
static int8_t uds19_02(uint8_t *data, uint16_t len, uint8_t *out) {if (len ! 3) {LOGE(len err ! 3, sub%02x, data[1]);send_nrc_data(UDS_ID, NRC_INCORRECT_MESSAGE_LENTH);return 1;}if (data[1] 0x80) { // 无需应答LOGI(No answer required, sub%02x, data[1]);} else {// 回复正响应码 单帧格式: len, 服务ID|0x40, 子功能ID,out[1] UDS_ID | 0x40; // 服务号回复上位机需要 |0x40out[2] data[1];out[3] AUTOSAR_DIAG_DTC_STATE_BIT; // 获取DTC掩码uint8_t d_len 0;d_len get_dtc_status_by_mask(data[2], out[4], MAX_BUFF_SIZE - 4 - 1); // 4--数据头 1--连续帧头预留out[0] 3 d_len; // 数据总长度 服务号 sub_id mask ndata// 判断数据长度单帧还是连续帧发送if (out[0] 7) {memmove(out 1, out, out[0] 1); // 单帧改连续帧格式数据总长度 长度位数据总长度 长度位out[0] NWL_FIRST_FRAME 4; // 数据帧格式(nwl_frame_st_t)if (g_tx_msg.data ! 0) {free(g_tx_msg.data);g_tx_msg.data NULL;}// 发送首帧(只含6byte data)后,剩余长度去除 (服务号|sub_id|mask D0D1D2)d_len out[1] - 3 - 3;g_tx_msg.data malloc(d_len);if (g_tx_msg.data NULL) {send_nrc_data(UDS_ID, NRC_ACCESS_DENIED);return 2;}app_can_enqueue_msg(CAN_MSG_EVENT_SEND, NWL_RES_ADDR, out, 8);memcpy(g_tx_msg.data, out 8, d_len);g_tx_msg.len d_len;} else {memset(out[out[0] 1], 0xAA, 8 - out[0] - 1); // 空白区填充指定值app_can_enqueue_msg(CAN_MSG_EVENT_SEND, NWL_RES_ADDR, out, 8);}}return 0;
}/*** brief 通过DTC码报告DTC 快照记录* param *data: 数据指针* param len: 数据长度* retval 0--成功 0--错误*/
static int8_t uds19_04(uint8_t *data, uint16_t len, uint8_t *out) {uint32_t dtc_id;if (len ! 6) {LOGE(len err ! 6, sub%02x, data[1]);send_nrc_data(UDS_ID, NRC_INCORRECT_MESSAGE_LENTH);return 1;} else { // 6uint8_t record_numb data[5]; // 记录号if ((record_numb SS_NB_MAX) record_numb ! 0xFF record_numb ! 0x00) {LOGE(record numb nonsupport:%02x, sub%02x, record_numb, data[1]);send_nrc_data(UDS_ID, NRC_REQUEST_OUT_OF_RANGE);return 2;}dtc_id data[2];dtc_id 8;dtc_id data[3];dtc_id 8;dtc_id data[4];uint8_t SN is_dtc_id(dtc_id); // 得到dtc id对应的数组索引if (SN 0xFF) {LOGE(dtc id id err:%02x, sub%02x, dtc_id, data[1]);send_nrc_data(UDS_ID, NRC_SUBFUNCTION_NOT_SUPPORTED);return 2;}if (data[1] 0x80) { // 无需应答LOGI(No answer required, sub%02x, data[1]);} else {// 回复正响应码 单帧格式: len, 服务ID|0x40, 子功能ID,out[1] UDS_ID | 0x40; // 服务号回复上位机需要 |0x40out[2] data[1]; // SUB_ID 子功能IDout[3] data[2]; // DTC_ID 低16bitout[4] data[3]; // DTC_ID 高8bitout[5] data[4]; // DTC_ID 低8bitout[6] get_dtc_snap_shot_status(SN, record_numb); // DTC Status 最近一次错误状态out[7] record_numb;out[8] SS_TYPE_MAX_NUMBER;uint16_t d_len 0;d_len get_dtc_snap_shot_by_id(SN, record_numb, out[9], MAX_BUFF_SIZE - 8 - 1); // 7--数据头 1--连续帧头预留// 数据总长度 服务号 子功能ID DTC_ID(3byte) DTC Status record_numb MAX_NUMBER DATA_LENout[0] 8 d_len;memmove(out 1, out, out[0] 1); // 单帧改连续帧格式数据总长度 长度位out[0] NWL_FIRST_FRAME 4; // 数据帧格式(nwl_frame_st_t)if (g_tx_msg.data ! 0) {free(g_tx_msg.data);g_tx_msg.data NULL;}// 发送首帧(只含6byte data)后,剩余长度去除 (服务号 子功能ID DTC_ID(3byte) DTC Status)d_len out[1] - 2 - 3 - 1;g_tx_msg.data malloc(d_len);if (g_tx_msg.data NULL) {send_nrc_data(UDS_ID, NRC_ACCESS_DENIED);return 3;}app_can_enqueue_msg(CAN_MSG_EVENT_SEND, NWL_RES_ADDR, out, 8);memcpy(g_tx_msg.data, out 8, d_len);g_tx_msg.len d_len;}}return 0;
}/*** brief 通过DTC码报告DTC扩展数据记录* param *data: 数据指针* param len: 数据长度* retval 0--成功 0--错误*/
static int8_t uds19_06(uint8_t *data, uint16_t len, uint8_t *out) {uint32_t dtc_id;if (len ! 6) {LOGE(len err ! 6, sub%02x, data[1]);send_nrc_data(UDS_ID, NRC_INCORRECT_MESSAGE_LENTH);return 1;}uint8_t record_numb data[5]; // 记录号if ((record_numb SS_NB_MAX) record_numb ! 0xFF record_numb ! 0x00) {LOGE(record numb nonsupport:%02x, sub%02x, record_numb, data[1]);send_nrc_data(UDS_ID, NRC_REQUEST_OUT_OF_RANGE);return 2;}dtc_id data[2];dtc_id 8;dtc_id data[3];dtc_id 8;dtc_id data[4];uint8_t SN is_dtc_id(dtc_id); // 得到dtc id对应的数组索引if (SN 0xFF) {LOGE(dtc id id err:%02x, sub%02x, dtc_id, data[1]);send_nrc_data(UDS_ID, NRC_SUBFUNCTION_NOT_SUPPORTED);return 2;}if (data[1] 0x80) { // 无需应答LOGI(No answer required, sub%02x, data[1]);} else {// 回复正响应码 单帧格式: len, 服务ID|0x40, 子功能ID,out[1] UDS_ID | 0x40; // 服务号回复上位机需要 |0x40out[2] data[1]; // SUB_ID 子功能IDout[3] data[2]; // DTC_ID 低16bitout[4] data[3]; // DTC_ID 高8bitout[5] data[4]; // DTC_ID 低8bitout[6] get_dtc_snap_shot_status(SN, record_numb); // DTC Status 最近一次错误状态out[7] record_numb;//os_delay(1);uint16_t d_len 0;d_len get_dtc_snap_shot_ex_data(SN, record_numb, out[8], MAX_BUFF_SIZE - 8 - 1); // 7--数据头 1--连续帧头预留// 数据总长度 服务号 子功能ID DTC_ID(3byte) DTC Status record_numb DATA_LENout[0] 7 d_len;if (out[0] 7) {memmove(out 1, out, out[0] 1); // 单帧改连续帧格式数据总长度 长度位out[0] NWL_FIRST_FRAME 4; // 数据帧格式(nwl_frame_st_t)if (g_tx_msg.data ! 0) {free(g_tx_msg.data);g_tx_msg.data NULL;}// 发送首帧(只含6byte data)后, 去除 (服务号 子功能ID DTC_ID(3byte) DTC Status)d_len out[1] - 2 - 3 - 1;g_tx_msg.data malloc(d_len);if (g_tx_msg.data NULL) {send_nrc_data(UDS_ID, NRC_ACCESS_DENIED);return 3;}memcpy(g_tx_msg.data, out 8, d_len);g_tx_msg.len d_len;app_can_enqueue_msg(CAN_MSG_EVENT_SEND, NWL_RES_ADDR, out, 8);} else {memset(out[out[0] 1], 0xAA, 8 - out[0] - 1); // 空白区填充指定值app_can_enqueue_msg(CAN_MSG_EVENT_SEND, NWL_RES_ADDR, out, 8);}}return 0;
}/*** brief 报告支持的全部DTC* param *data: 数据指针* param len: 数据长度* retval 0--成功 0--错误*/
static uint8_t uds19_0A(uint8_t *data, uint16_t len, uint8_t *out) {if (len ! 2) {LOGE(len err ! 2, sub%02x, data[1]);send_nrc_data(UDS_ID, NRC_INCORRECT_MESSAGE_LENTH);return 1;}if (data[1] 0x80) { // 无需应答LOGI(No answer required, sub%02x, data[1]);} else {// 回复正响应码 单帧格式: len, 服务ID|0x40, 子功能ID, maskout[1] UDS_ID | 0x40; // 服务号回复上位机需要 |0x40out[2] data[1]; // SUB_ID 子功能IDout[3] AUTOSAR_DIAG_DTC_STATE_BIT; // 掩码uint16_t d_len 0;d_len get_all_dtc_status(out[4], MAX_BUFF_SIZE - 4 - 1); // 4--数据头 1--连续帧头预留// 数据总长度 服务号 子功能ID 掩码 DATA_LENout[0] 3 d_len;// LOGD(%u,%u\r\n, out[0], d_len);if (out[0] 7) {memmove(out 1, out, out[0] 1); // 单帧改连续帧格式数据总长度 长度位out[0] NWL_FIRST_FRAME 4; // 数据帧格式(nwl_frame_st_t)if (g_tx_msg.data ! 0) {free(g_tx_msg.data);g_tx_msg.data NULL;}// 发送首帧(只含6byte data)后, 去除 (服务号 子功能ID DTC_ID(3byte) DTC Status)d_len out[1] - 2 - 3 - 1;g_tx_msg.data malloc(d_len);if (g_tx_msg.data NULL) {send_nrc_data(UDS_ID, NRC_ACCESS_DENIED);return 3;}memcpy(g_tx_msg.data, out 8, d_len);LOGD(%x,%u,%x,%u\r\n, g_tx_msg.data[d_len-1], d_len, out[out[1]1], out[1]1);g_tx_msg.len d_len;app_can_enqueue_msg(CAN_MSG_EVENT_SEND, NWL_RES_ADDR, out, 8);} else {memset(out[out[0] 1], 0xAA, 8 - out[0] - 1); // 空白区填充指定值app_can_enqueue_msg(CAN_MSG_EVENT_SEND, NWL_RES_ADDR, out, 8);}}return 0;
}void uds19_main(nwl_msg_t* p) {uint8_t data[MAX_BUFF_SIZE];uint8_t d_len 0;if (p-len 2) {LOGE(len err 2);send_nrc_data(UDS_ID, NRC_INCORRECT_MESSAGE_LENTH);goto end;}switch (p-data[1] 0x7F) { // 子功能bit7为应答位。 1则不允许应答// 通过状态掩码报告DTC数目case 0x01: {if (uds19_01(p-data, p-len, data) ! 0) {}break;}// 通过状态掩码报告DTCcase 0x02:if (uds19_02(p-data, p-len, data) ! 0) {}break;// 通过DTC码报告DTC 快照记录case 0x04: {if (uds19_04(p-data, p-len, data) ! 0) {}break;}// 通过DTC码报告DTC扩展数据记录case 0x06: {if (uds19_06(p-data, p-len, data) ! 0) {}break;}// 报告支持的全部DTCcase 0x0A: {if (uds19_0A(p-data, p-len, data) ! 0) {}break;}default:send_nrc_data(UDS_ID, NRC_SUBFUNCTION_NOT_SUPPORTED);break;}
end:return;
}#if AUTOSAR_DIAG_SWITCH USE_UDS_19 AUTOSAR_DIAG_DTC_SWITCH
DIAG_SERVICE_REG(UDS_ID, DIAG_NO_SECURITY_LEVEL, (DEFAULT_SESSION|EXTENDED_SESSION),(DIAG_PHYS_REQ|DIAG_FUNC_REQ), NULL, NULL, uds19_main);
#endif
