UDS之19服務(wù)中04子服務(wù)：讀取快照數(shù)據(jù)

作者 | 小懶小編 | 吃不飽

在車載診斷中常用的診斷協(xié)議有ISO 14229等，在協(xié)議中主要定義了診斷請求、診斷響應(yīng)的報文格式及ECU該如何處理診斷請求的應(yīng)用。其中ISO 14229系列標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議定義了用于行業(yè)內(nèi)診斷通信的需求規(guī)范，也就是UDS。UDS主要應(yīng)用于OSI七層模型的第七層——應(yīng)用層，它支持的汽車總線包括：CAN、LIN、FlexRay、Ethernet及K-LINK。UDS中的服務(wù)根據(jù)其功能分為6大類，共26種。其中包含的0x19服務(wù)（ReadDTCInformation）則是UDS中的重中之重。那么我們今天就一起進入到19服務(wù)中，感受其中的奧秘。


01服務(wù)介紹
19服務(wù)（ReadDTCInformation）用于讀取ECU的DTC故障信息，此服務(wù)允許客戶端從服務(wù)器讀取診斷故障代碼（DTC）的相關(guān)信息。此服務(wù)包含28個子服務(wù)(Subfunction)，常用的5種子服務(wù)如下：

0x01

reportNumberOfDTCByStatusMask（讀取客戶端定義狀態(tài)掩碼匹配的DTC數(shù)量）

0x02

reportDTCByStatusMask（讀取客戶端定義狀態(tài)掩碼匹配的DTC）

0x04

reportDTCSnapshotRecordByDTCNumber（檢索客戶端定義DTC掩碼的快照數(shù)據(jù)）

0x06

reportDTCExtDataRecordByDTCNumber（讀取某個DTC及其相關(guān)的擴展數(shù)據(jù)，擴展數(shù)據(jù)包括DTC狀態(tài)、優(yōu)先級、發(fā)生次數(shù)、時間戳、里程等。）

0x0A

reportSupportedDTC（讀取ECU支持的所有DTC的狀態(tài)，包含支持的各個DTC編號以及相關(guān)狀態(tài)）

今天主要解析19服務(wù)中的04子服務(wù)，也就是檢索客戶端定義DTC的快照號對應(yīng)的快照記錄數(shù)據(jù)，在AUTOSAR中也叫凍結(jié)幀。

0204子服務(wù)介紹

快照數(shù)據(jù)概念介紹

前面講19服務(wù)常用子服務(wù)的時候，提到了Subfunction為04的子服務(wù)，使用04子服務(wù)對服務(wù)端進行請求，可以獲取DTC發(fā)生時記錄的快照數(shù)據(jù)。那04子服務(wù)是如何獲取快照數(shù)據(jù)的呢？首先我們需要理解什么是快照數(shù)據(jù)。從ISO 14229-1協(xié)議可知，快照數(shù)據(jù)為發(fā)生某一故障時記錄的DTC的電壓、發(fā)動機轉(zhuǎn)速、時間戳等，從而使工程師在ECU出現(xiàn)故障時能及時了解車輛的歷史和實時故障信息。

報文格式介紹

接下來通過介紹19 04子服務(wù)請求和響應(yīng)的報文格式，分析報文中各個字節(jié)的相關(guān)定義。
圖1 請求格式
從圖1中可知，19 04的請求報文包括四個部分，其中服務(wù)ID和Subfunction就不用過多解釋了。DTCMaskRecord表示某個故障的DTC，當(dāng)系統(tǒng)檢測到一個故障發(fā)生時，則會存儲其對應(yīng)的故障數(shù)值，這個故障數(shù)值就是DTC。通過讀取DTC可知一個故障發(fā)生時的具體位置以及原因和類型。
通常UDS中DTC占3個字節(jié)，OBD Ⅱ占2個字節(jié)，在ISO 15031-6中定義的DTC由兩個字節(jié)根基和一個字節(jié)的故障類型組成。我們通常用到的DTC格式都是由ISO 15031-6中定義的。圖2是ISO 15031-6中定義的DTC的兩個字節(jié)根基，圖中很詳細(xì)地解釋了每一個Bit的含義。

圖2
SnapshotRecordNumber需要提前定義，可以有多個。如SnapshotRecordNumber設(shè)置為FF，則表示讀取所有的快照數(shù)據(jù)組。
圖3 響應(yīng)格式
圖3為響應(yīng)報文格式，當(dāng)使用19 04對ECU進行請求時，ECU給出的肯定響應(yīng)的報文格式由七部分組成。此時的DTCAndStatusRecord由三個字節(jié)的DTC和一個字節(jié)的StatusOfDTC組成，StatusOfDTC表示DTC的狀態(tài)。假設(shè)現(xiàn)在的DTC狀態(tài)為0x09，則Bit0和Bit3置1。如某個DTC一直存在并且確認(rèn)，則在ECU響應(yīng)的報文中的StatusOfDTC為0x09，如圖4。
圖4
SnapshotRecordNumber這個字節(jié)表示DTC快照記錄的組號；
DTCSnapshotRecordNumberOfldentifiers表示快照DID的個數(shù)，占一個字節(jié)；Dataldentifier這部分由兩個字節(jié)組成，表示快照數(shù)據(jù)對應(yīng)的DID，DTCSnapshotRecord表示快照DID對應(yīng)的具體數(shù)據(jù)。

實例分析

前面介紹了19 04子服務(wù)請求和響應(yīng)的報文格式。掌握了理論知識，那么現(xiàn)在我們就到實例中去具體分析，從而加深對19 04子服務(wù)如何讀取快照數(shù)據(jù)的過程的理解。

客戶端對服務(wù)端發(fā)起一個讀取DTC快照的請求。當(dāng)前DTC為0x123456，可以假設(shè)這是一個轉(zhuǎn)向燈的故障碼，0x02為快照記錄組號。請求報文如圖5所示。

圖5

服務(wù)端對客戶端回復(fù)了一個肯定響應(yīng)。從圖6中可知，當(dāng)前的DTC狀態(tài)掩碼為0x24，0x01表示只有一個快照DID，當(dāng)然也可以包含多個快照DID，可以分別表示車速、電壓等。如果有兩個快照DID，此時DTCSnapshotRecordNumberOfldentifiers這個字節(jié)為0x02。

快照DID為0x4711，如果此時記錄的是轉(zhuǎn)向燈故障時當(dāng)前車速的數(shù)據(jù)，那么這個0x4711則表示此時快照數(shù)據(jù)的名稱——車速。DTCSnapshotRecord為具體的快照數(shù)據(jù)0xA666075020，以16進制數(shù)值表示，通過數(shù)據(jù)類型解析后就可以得到具體的車速等信息。
圖6

在CANdelaStudio中如何設(shè)置

接下來我們看看在CANdelaStudio中如何設(shè)置19 04服務(wù)的請求及響應(yīng)參數(shù)，步驟如下：

①配置DTC信息

在這個界面如圖7，可以進行“DTC Code”的新增與刪減，點擊現(xiàn)有的信息可進行編輯改動；

圖7

②設(shè)置服務(wù)

在左側(cè)目錄切換到“Base Variant”下的“Supported Diagnostic Classes”，點擊“Fault Memory”；

圖8
點擊圖9上面標(biāo)簽頁中的“DTCs”，然后會跳轉(zhuǎn)到圖9所示界面，將我們前面配置的DTC信息更新到這里來，如圖9所示，當(dāng)前DTC為0x123456。
圖9
點擊圖10上面標(biāo)簽頁中的“Snapshot Records”，然后會跳轉(zhuǎn)到圖10所示界面，在這里設(shè)置快照記錄組號。圖10

③設(shè)置肯定響應(yīng)參數(shù)

首先根據(jù)客戶的需求設(shè)置ECU支持的DTC狀態(tài)位DTCStatus，如圖11；

圖11
然后在“DTCs”頁面選中名為0x123456的DTC，在“Individual for DTC P123456”下設(shè)置快照數(shù)據(jù)。例如圖12中現(xiàn)在定義的快照DID為4711，具體的快照數(shù)據(jù)是當(dāng)前車輛的Wheel Speed FR等。快照DID可以在“DIDs”中提前定義。到這里，在CANdelaStudio中關(guān)于19 04服務(wù)的請求及響應(yīng)參數(shù)就設(shè)置完成了。（軟件界面截圖來源于CANdelaStudio 16.0版本）
圖12

03總結(jié)
19 04服務(wù)的目的是讀取對應(yīng)DTC的快照數(shù)據(jù)，從而使工程師在進行診斷時更加快速了解故障發(fā)生時的車輛狀況信息。除此之外，19服務(wù)還有其他4個常用的Subfunction，大家可以根據(jù)ISO 14229-1中的相關(guān)解釋和實例進行知識擴展。北匯信息專注于汽車電子網(wǎng)絡(luò)通信、診斷刷寫、邏輯功能測試開發(fā)服務(wù)，期待進一步溝通交流、共享合作的機會。參考文檔：ISO 14229-1（2020）注：文中部分圖片來源于Vector.