ISO14229系列之一：简介
作者：autogeek
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前言
由于工作中经常用到ISO-14229，因此决定对该协议做个总体介绍和总结，既是对自己学习的总结，也能够给初次涉及该协议的朋友一个参考。
首先简要介绍什么是ISO-14229，至于可以在网上找到的大篇理论介绍我就略过不讲了，有兴趣可以自行搜索。简单的说，它就是一个用于汽车行业诊断通信的需求规范，它只规定了与诊断相关的服务需求，并没有涉及通信机制，因此要实现一个完整的诊断通信还需要定义网络层协议（比如ISO-15765），还有底层硬件实现方式（比如CAN控制器）。由于不涉及网络通信机制，可以架设在各种网络之上，因此ISO-14229也称为UDS（Unified Diagnostic Services）。
1. 用途
ISO-14229的用途就是规定了诊断需求，因此想要了解ISO-14229的用途首先要知道诊断的用途。诊断最先用于汽车尾气排放的监测，后来发展为包括对汽车行驶故障的监测，想知道诊断的发展史，可以维基百科。至少现代的诊断可以粗略的分为排放相关和非排放相关，ISO-14229只定义非排放相关的诊断需求。非排放相关诊断可以做什么呢？其实用途很大，基本贯穿整个汽车ECU生命周期。首先，ECU开发时要用到它来构建bootloader，上传和下载数据；测试时要用它来读写RAM、ROM，控制外设；在产线上，要用它来校准机械件，刷新软件；在行驶过程中，要用它来监测各种故障，并记下故障码；在4S店，技师需要用它来读出故障码，判断故障发生点，还可以用来升级ECU程序。现在大热的车联网概念，其中一些就是通过OBD口联网，读取车内故障码，或者油量、速度等参数。
2. 诊断通信分层结构
虽然借鉴OSI的七层结构，但是诊断通信分层还是做了一些改变。可以参考如下列表：
|
OSI Layer |
Enhanced Diagnostic Services |
|
Application （layer 7） |
ISO 14229 |
|
Presentation （layer 6） |
- |
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Session （layer 5） |
ISO 15765-3 |
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Transport （layer 4） |
ISO 15765-2 |
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Network （layer 3） |
ISO 15765-2 |
|
Data link （layer 2） |
ISO 11898 |
|
Physical （layer 1） |
ISO 11898 |
显然，从上表可以看出诊断通信分层模型和OSI的区别，同时也可以看到ISO-14229在该模型中的位置。其实，可以将该模型简化为：
- 统一诊断服务层 （layer 7）
- 网络服务层 （layers 1 to 6）
因此，在使用ISO-14229时，下面的通信机制可以改变，比如基于CAN，基于蓝牙，基于LAN，基于FlexRay等等。
3. 相关术语
3.1 协议相关术语
要了解协议，首先要知晓协议内定义的术语。我挑了一些使用频率比较高的在此解释。
1. Diagnostic Service （诊断服务）
诊断服务是介于诊断设备和被诊断ECU之间的一种信息交互方式。通常是由诊断设备发出请求，被诊断ECU做出回应。
2. Diagnostic Trouble Code （故障码）
故障码是用来标记ECU故障的代码，它遵循一定的规则（以后会介绍），驻留在ECU的非易失性存储器中。
3. Diagnostic Data （诊断数据）
诊断数据是可以被诊断设备请求的ECU内部数据，它包括：
-当前数据，即ECU正在使用的某个数据，比如车速、节气门角度等
-存储数据，即被ECU存储在存储器中某一时刻的数据，比如DTC
-静态数据，即恒定不变的ECU内部数据，比如VIN码。
4. Diagnostic Session （诊断会话）
可以理解为某种诊断模式或权限，即在不同的模式下，对不同的诊断服务的使用做了限制。
5． Diagnostic Routine （诊断例程）
驻留在被诊断ECU中的子程序，它可以被诊断设备启动和停止。比如格式化EEPROM的子程序。
6. Tester， 就理解为诊断设备或诊断仪吧。
3.2 诊断服务相关术语
1 Addressing Type （寻址方式）
寻址方式指的是诊断消息的传递方式，有两种寻址方式：
-Physical ，物理寻址，即1对1通信，用于知道确切的被诊断ECU的地址
-Functional，功能寻址，即1对n通信，或者说广播发送，用于不知道确切的被诊断的ECU的地址，向一组或者全体ECU发送请求
2 Result
Result指的是tester请求诊断服务执行后，从ECU的返回结果。可以有两种结果：
-Positive Response，正响应，即诊断请求执行成功
-Negative Response，负响应，即诊断请求执行失败
3 Service Identifier
Service Identifier可以简称为SID，它是一个一字节的无符号整数，用以指代某个诊断服务。诊断协议为每一个诊断服务都分配了唯一一个SID，因此更方便协议的软件实现。同时，在日常工作中工程师们用SID来指代某个诊断服务比说出某个服务的名字更方便简洁。比如ReadDataByIdentifier这个服务是去按照ID去读某个诊断数据，直接说22服务会更加方便。
4 Data Identifier
简称DID，是2个字节无符号整数的ID，用来标识ECU中贮存的某个诊断数据单元。它的好处是当要读取某个单元的诊断数据时，只要读对应的DID就可以，不必知道数据的具体地址。即使当ECU中的数据地址发生变化时，只要DID和某个地址单元的映射地址改变即可，对于使用者来说DID屏蔽了具体实现细节，而将重点放在了数据本身。
5 Negative Response Code
可以简称为NRC，或者叫错误响应码，是一个字节的无符号整数。它是诊断协议为每一种执行失败的诊断服务分配的失败原因代号。
6 Sub-function
有些诊断服务可以支持不同的诊断子服务，sub-function就是用来定义这种子服务的，它将某一个服务细分为更为具体的服务，它是一个字节的无符号整数。比如ECUReset这个服务就有0x01，0x02，0x03等几种sub-function指代具体的reset方式。
