車載ECU嵌入式設(shè)備的診斷測試–讀和寫

作者 | 李偉 上海控安安全測評中心安全測評部總監(jiān)

來源 |鑒源實(shí)驗(yàn)室

引言：第四篇中我們介紹了UDS服務(wù)中的會話和安全控制，主要講了不同模式會話間的切換邏輯，問答報(bào)文結(jié)構(gòu)，安全控制的作用和等級、安全控制的解鎖過程，以及這兩個服務(wù)的測試注意要點(diǎn)等等。本篇講述UDS中的讀和寫服務(wù)，讀寫服務(wù)幾乎是工程師日常使用最為頻繁的服務(wù)，特別是讀服務(wù)。

01 $22讀服務(wù)

$22讀服務(wù)通常在默認(rèn)會話下即可執(zhí)行，特殊情況下，某些信息做了讀取保密設(shè)計(jì)，需要在擴(kuò)展會話和安全控制下才能讀取該DID（Data ID）信息。

DID長度通常為16進(jìn)制2個字節(jié)，范圍從0x00 00至0xFF FF，每個DID代表一條對應(yīng)的消息，這樣我們需要知道該信息的內(nèi)容時(shí)，只需要使用$22+DID既可以獲取該信息內(nèi)容。如：我們用DID 0xF1 90標(biāo)識車輛VIN，需要知道車輛VIN具體號碼信息時(shí)，向ECU發(fā)送$22 F1 90進(jìn)行信息查詢，即可得到內(nèi)容反饋。

之前我們一直在強(qiáng)調(diào)UDS診斷的自定義空間比較大，在極個別項(xiàng)目中，我們遇到過DID長度為3個字節(jié)的情況，我們需要以實(shí)際項(xiàng)目研發(fā)測試過程設(shè)計(jì)為準(zhǔn)。

1.1DID的分類

通過上面的描述我們可以理解，車輛上很多信息可以通過DID進(jìn)行設(shè)計(jì)定義，通常主機(jī)廠根據(jù)信息屬性不同將DID進(jìn)行設(shè)計(jì)分類：

1）物流數(shù)據(jù)

物流數(shù)據(jù)中一般包含的是跟車輛和設(shè)備生產(chǎn)相關(guān)的固定信息。在生產(chǎn)過程中，零部件供應(yīng)商不會一個批次完成所有零部件的生產(chǎn)和交付，這個過程一般是以月份或者季度為單位分批次執(zhí)行，伴隨著這個過程的通常還有主機(jī)產(chǎn)要求的VAVE等活動，因此同一個零部件也會因生產(chǎn)批次不同，對應(yīng)的軟硬件和配置信息有所不同。物流數(shù)據(jù)通常有：零部件硬件批次號、軟件批次號、本設(shè)備的串號、部件號、出廠時(shí)間、制造時(shí)間、供應(yīng)商硬件號、供應(yīng)商軟件號、ECU部件數(shù)量、ECU應(yīng)用軟件數(shù)量、ECU配置文件數(shù)量、車型信息、車輛VIN碼等等。

2）內(nèi)部屬性數(shù)據(jù)

內(nèi)部屬性數(shù)據(jù)一般包含了ECU本身的軟硬件配置相關(guān)信息，如：軟件版本號、設(shè)備溫度、ICCID號、IMEI號、GNSS天線狀態(tài)、GNSS定位信息、NAD基本信息、NAD天線信息等等。

3）配置屬性數(shù)據(jù)

配置屬性數(shù)據(jù)顧名思義包含了ECU中需要進(jìn)行配置的相關(guān)數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)一般情況下都可以做成模板進(jìn)行復(fù)用，根據(jù)要求不一樣進(jìn)行模板選擇，如：當(dāng)前車輛的車型（同一型號的車具體有高中低等不同配置，具體到當(dāng)前車輛可能發(fā)動機(jī)等配置都是有區(qū)別的）、移動通信運(yùn)營商國家代碼、運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)編碼、APN撥號配置等。

4）Bitmapped I/O parameter DID和Non-Bitmapped I/O parameter DID

ECU通常會收到網(wǎng)絡(luò)上其他設(shè)備發(fā)送的周期信號，這些信號通?？梢栽谙鄳?yīng)的網(wǎng)絡(luò)上實(shí)時(shí)獲取，也可以通過診斷讀取，這類信號一般包含在Bitmapped和Non-Bitmapped屬性數(shù)據(jù)中，區(qū)別是一個通常包含的是開關(guān)與否、報(bào)警與否的狀態(tài)信號，另一個通常包含的對應(yīng)的數(shù)值，如：機(jī)油過低報(bào)警狀態(tài)、機(jī)油量、油量過低報(bào)警狀態(tài)、當(dāng)前油量等等。

1.2$22服務(wù)請求報(bào)文

$22服務(wù)的請求報(bào)文格式總體與第三篇文檔的描述一致。但是$22服務(wù)沒有子功能，在服務(wù)ID后直接跟DID。發(fā)送報(bào)文幀結(jié)構(gòu)如下圖：

圖 1

舉例$22服務(wù)請求VIN碼對應(yīng)的DID，報(bào)文為：03 22 F1 90，當(dāng)然根據(jù)項(xiàng)目實(shí)際情況車輛VIN可能是其他DID。

$22服務(wù)支持多個DID一次讀取，報(bào)文格式如下圖：

圖 2

舉例$22服務(wù)一次請求多個DID，$22 F1 80 F1 81。

1.3$22服務(wù)響應(yīng)報(bào)文

$22服務(wù)的響應(yīng)報(bào)文格式總體與第三篇文檔的描述一致。正響應(yīng)報(bào)文的服務(wù)號為$62，第二、三字節(jié)對應(yīng)請求報(bào)文的DID。從第四字節(jié)至最后為對應(yīng)DID的實(shí)際數(shù)據(jù)。響應(yīng)報(bào)文幀的結(jié)構(gòu)圖如下所示：

圖 3

舉例$22服務(wù)的響應(yīng)報(bào)文通常為：

ECU： 10 14 62 F1 90 01 02 03

Tester：30 00（流控制幀）

ECU： 21 04 05 06 07 08 09 0A

ECU： 22 0B 0C 0D 0E 0F 10 11

$22服務(wù)一次讀取多個DID的響應(yīng)報(bào)文格式如下圖：

圖 4

$22服務(wù)一次讀取多個DID的響應(yīng)報(bào)文，如：

ECU： 10 0C 62 F1 80 01 02 03

Tester：30 00（流控制幀）

ECU： 21 04 F1 81 0A 0B 0C AA

$22服務(wù)的否定響應(yīng)格式，可以參考第三篇文章服務(wù)響應(yīng)總體中負(fù)響應(yīng)部分介紹，所有UDS服務(wù)的負(fù)響應(yīng)故障代碼表在項(xiàng)目中均是通用的。

02 $2E寫服務(wù)

$2E寫服務(wù)跟$22是對應(yīng)的關(guān)系，完成了DID對應(yīng)的數(shù)據(jù)寫入后，我們才能通過$22服務(wù)讀取出相應(yīng)DID寫入的內(nèi)容。所以$2E服務(wù)的請求應(yīng)答過程跟$22的請求應(yīng)答格式上看是相互翻轉(zhuǎn)的。

$2E服務(wù)成功寫入的前提條件，通常要求服務(wù)在擴(kuò)展會話和安全等級1的模式下執(zhí)行。另外要注意的，并不是所有支持$22服務(wù)的DID都能夠在$2E服務(wù)下寫入，通常物流數(shù)據(jù)DID、配置信息DID等可以反復(fù)寫入，Bitmapped和Non-Bitmapped屬性數(shù)據(jù)一般不支持$2E手動寫入，具體情況還需要查看項(xiàng)目的相關(guān)設(shè)計(jì)文檔。

2.1 $2E服務(wù)請求報(bào)文

$2E服務(wù)請求報(bào)文寫入DID對應(yīng)的數(shù)據(jù)格式總體上跟上篇中UDS請求報(bào)文介紹一致，發(fā)送報(bào)文幀結(jié)構(gòu)如下圖：

圖 6

舉例$2E的正響應(yīng)報(bào)文通常格式為：03 6E F1 90

負(fù)響應(yīng)的報(bào)文格式可以參考第三篇的相關(guān)章節(jié)，負(fù)響應(yīng)NRC代碼表一般在項(xiàng)目中是通用的。

03 總結(jié)

$22服務(wù)和$2E服務(wù)測試過程中通常是配合一起執(zhí)行的。但是支持$22服務(wù)的DID，不一定支持$2E服務(wù)。DID對應(yīng)的信息含義和格式一定要查閱和依據(jù)診斷規(guī)范。

04 測試要點(diǎn)

$22和$2E服務(wù)跟其他服務(wù)測試相同的地方是，大家都要依照針對規(guī)范執(zhí)行相關(guān)測試；不同點(diǎn)在于$22和$2E涉及到的物流數(shù)據(jù)DID，對于這些信息零部件每個生產(chǎn)批次的數(shù)值可能都不一樣，最新的數(shù)值表一般在排產(chǎn)前，由DRE在系統(tǒng)中申請生成，并向供應(yīng)商釋放，因此測試的時(shí)間和對應(yīng)釋放的軟件版本號需要特別注意。

審核編輯：湯梓紅