UDS (Unified Diagnostic Services)

Tester가 ECU 상태와 데이터를 진단하는 상황

UDS는 diagnostic service의 의미를 정의한다. CAN·ISO-TP·DoIP 같은 transport와 session·security 조건을 나누어 이해하면 요청·응답의 책임을 추적할 수 있다.

진단 서비스, 요청·응답, 고장 상태를 서로 연결해 읽기 위한 문서다.

적용 범위

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규격·도구 버전에 따른 동작 차이를 확인한다.

UDS protocol은 무엇인가?

UDS (Unified Diagnostic Services) protocol은 자동차 산업에서 차량 내 전자 제어 시스템(ECU: Electronic Control Unit)의 진단, 테스트, 수리를 위해 사용되는 진단 통신 protocol이다.
차량의 온보드 진단 (OBD: On Board Unit) 시스템과 진단 도구 간의 진단 및 제어 데이터를 교환하는 데 사용되는 표준화된 protocol이다.

UDS protocol의 특징은?

UDS는 ISO 14229 표준에 기반을 두고 있으며, 진단을 위해 사용되는 서비스, 데이터 유형, 통신 규칙을 정의함
이 protocol은 진단기능에 맞춰 표준화된 접근법을 제공함으로써 다양한 유형의 차량을 진단 및 수리과정을 쉽게 만들어줌
UDS protocol은 client-server (Client - Server) 모델을 사용하며, 진단 도구를 client로, 차량 ECU를 server로 구성함
client는 server에 요청을 보내고, server는 요청된 정보를 응답

UDS protocol message 구조

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UDS (Unified Diagnostic Services) message는 ISO 14229 표준을 따르는 특정한 구조를 가짐 (CAN bus의 기본 구조를 따른다)
ISO 14229-1 (Application Layer)
ISO 14229-3 (Application Layer for CAN)
ISO 14229-2 (Session Layer)
ISO 15765-2 (Transport + Network Layer for CAN)
ISO 11898 (Physical + Data Link Layer for CAN)

Frame Type Byte 0 < Byte 1
Service ID (for UDS)		 Byte 2
Data		 … Byte 7
Data
Bit offset Bit 7-4 Bit 3-0 Bit 15-8 Bit 23-16 … Bit 63-56
Single Frame
(SF)		 Type = 0 (0-7) Single frame data length Data A Data B … Data G
First Frame
(FF)		 Type = 1 Data length of multi frame data size (8-4096) Byte < Data A … Data F
Consecutive Frame
(CF)		 Type = 2 Sequence number index (0-15) Data A Data B … Data G
Flow Control Frame
(FC)		 Type = 3 Flow Control Flag (0, 1, 2) Block size Separation Time/ST min NA <

CAN ID

  • CAN protocol에서 각 message는 고유한 식별자(CAN ID)를 가짐
  • 이 ID는 message의 우선순위를 결정하는데 사용되며, ID가 낮을 수록 우선순위가 높음

Protocol Control Info(PCI)

  • UDS message에서 데이터의 길이와 형식을 나타냄
  • PCI는 실제 데이터에 대한 정보를 제공하며, 데이터가 어떤 형식인지(단일 frame, 첫 번째 frame, 연속 frame 등)를 결정하는데 사용

UDS Serivce Identifier(SID)

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해당 자료의 자세한 내용은 여기에 있습니다.

  • 특정 진단 서비스를 식별하는 고유한 ID
  • ECU Reset을 요청하려면 SID 0x11을 사용

Request Data Parameters

💡

2-byte(0~65535)인 Data Identifier (DID)를 포함한다

  • 서비스의 세부 기능을 정의
  • 특정 요청에 대한 추가적인 세부 사항을 제공 (Sub function)

UDS Sub Function Byte

  • 서비스 요청을 수행하기 위해 필요한 추가 정보를 포함
  • 예를 들어 identifiers, memory addresses, values 등을 포

Padding

  • UDS message는 일정한 길이를 유지해야함, 따라서 message가 해당 길이에 도달하지 못하는 경우 나머지 부분은 ‘패딩(Padding)’으로 채움
  • 일반적으로 0또는 A, 특정 값으로 설정됨

Positive Response

  • 요청된 서비스 ID에 0x40을 더한 값을 SID로 보냄 - ex) 0x10에 대한 Positive Response는 0x50
  • Data payload에 요청된 작업에 대한 구체적인 응답 데이터를 보냄

Negative Response

Negative Response SID

  • UDS protocol에서, 응답(Response)이 Negative한 경우. 즉, 요청이 성공적으로 처리되지 못한 경우 Negative Response Service ID가 사용됨
  • 이는 client에게 요청이 실패했음을 알리는데 사용됨

Rejected SID

  • 요청된 SID(Service ID)가 정상적으로 처리되지 못하거나 버전이 지원되지 않는 경우에 사용
  • 이는 client에게 해당 서비스가 현재 처리될 수 없거나 지원되지 않음을 알림

Negative Response Code(NRC)

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해당 자료의 자세한 내용은 여기에 있습니다.

  • 요청이 Negative로 처리된 경우, NRC는 Negative Response의 원인을 알려줌
  • 예를 들어, 요청된 기능이 server에 의해 지원되지 않거나, 요청된 서비스가 현재 실행되지 못하는 상황 등을 나타낼 수 있음

CAN ISO-TP - Transport Protocol (ISO 15765-2)

  • CAN ISO-TP (ISO 15765-2)는 CAN 버스에서 데이터를 전송하기 위한 표준 protocol
  • 데이터를 단일 frame(Single-frame) 또는 다중 frame(Multi-frame)으로 나누어 전송

ISO-TP: Single-frame communication

  • 단일 frame 통신은 데이터가 단일 CAN frame 내에 수용될 때 사용
  • 단일 frame은 데이터 길이와 데이터 필드를 포함

ISO-TP: Multi-frame communication

  • 다중 frame 통신은 데이터가 단일 CAN frame에 수용될 수 없을 때 사용
  • 첫 번째 frame, 연속 frame, 그리고 종료 frame을 사용하여 데이터를 나누어 전송

이해를 확인하는 질문

SID만 맞으면 모든 ECU가 요청을 수행할까?

Service 지원, session, security level, 길이와 차량 상태 조건이 맞아야 한다. Positive response의 의미도 service마다 다르다.

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