2.UDS协议基本原理

1）UDS协议栈

UDS协议栈主要由网络层和应用层两大部分组成。

网络层：它的主要作用是解决ISO 11898协议中经典CAN数据链路层与UDS应用层ISO 14229协议之间的数据长度不匹配问题。经典CAN数据链路层最大支持8字节的数据传输，而ISO 14229作为应用层协议，其设计不仅限于CAN总线，最大容量可达4095字节。当UDS应用需要发送超过8字节的数据时，比如20字节的数据信息，CAN总线无法在一帧报文内完成传输，这时就需要多帧传输。因此，ISO 15765-2标准应运而生，它定义了如何将多字节数据有效地、有序地通过CAN总线进行传输。

网络层分为单帧和多帧传输机制。单帧（SF）适用于那些可以在8字节内处理完毕的UDS数据。而多帧传输则用于处理超过8字节的数据，它分为首帧（FF）、流控帧（FC）和连续帧（CF）来处理。此外，网络层还涉及一系列时间参数，如N_Ar、N_As、N_Br、N_Bs、N_Cr、N_Cs，这些参数用于控制和管理多帧传输的过程。

应用层：应用层协议的主要功能是作为确认消息的传输机制。这意味着从客户端发送的每一个UDS请求，都将由服务器端产生相应的响应。这种请求-响应模式确保了通信的可靠性和数据的完整性，使得外部诊断设备能够与ECU进行高效的交互，读取故障和参数信息，并进行相应的解析和分析。

综上所述，UDS协议栈通过其网络层和应用层的协同工作，实现了汽车故障诊断的高效、准确和可靠。

2）功能寻址与物理寻址

在汽车故障诊断中，客户端诊断设备（通常称为诊断仪Tester）会发出诊断请求，而服务端（ECU）则负责响应这些请求。客户端在发送请求时，可以采用两种寻址方式：功能寻址和物理寻址。

功能寻址是一种一对多的通信模式。在这种模式下，客户端发送的诊断请求报文ID通常为0x7DF，这条报文会广播到整个网络中，所有的ECU（服务端）都需要对这条指令做出响应。这种模式适用于需要同时获取多个ECU状态或故障信息的场景。

物理寻址则是一种点对点的通信模式。在这种模式下，客户端发送的诊断请求报文是专门针对某一个特定的ECU（服务端）的。每个ECU在整车上都有一个唯一的物理寻址CAN_ID，因此客户端可以通过指定这个CAN_ID来与特定的ECU进行通信。这种模式适用于需要对单个ECU进行精确控制或获取详细信息的场景。

无论是功能寻址还是物理寻址，都是每个具备UDS诊断功能的ECU所拥有的两个CAN_ID的一部分。整车上对ECU的功能寻址CAN_ID有统一的规定，一般设置为0x7DF，以确保所有ECU都能正确识别并响应功能寻址的请求。而物理寻址CAN_ID则是每个ECU独有的，用于实现精确的点对点通信。