统一诊断服务

统一诊断服务（英語：Unified Diagnostic Services，簡稱UDS）是車用電子的通訊協定，是电子控制器（ECU）中設備診斷用的网络传输协议，對應的標準是ISO 14229-1[1]。此標準是衍生自ISO 14230-3（KWP2000）以及目前已不使用的ISO 15765-3 （控制器區域網路上的診斷通訊，DoCAN[2]）。「统一诊断服务」中的「统一」是指此標準是國際性標準，不是特定公司的專用標準。目前所有一階供應商新生產的ECU都已支援此通訊協定，也已整合到其他標準中，例如AUTOSAR。現代汽車中的电子控制器控制了非常多的機能，包括燃料噴射裝置（EFI）、发动机控制器、傳動、防鎖死剎車系統（ABS）、門鎖、剎車、窗戶動作等。

診斷工具可以連接車上所有支援统一诊断服务功能的电子控制器。車上常用的控制器區域網路只用到OSI模型的第一層及第二層，而统一诊断服务整合了OSI模型的第五層及第七層。服務識別碼（Service ID、SID）及服務相關的參數都放在8個位元組的訊息框內。

現今的車輛有配合離線診斷的診斷介面，讓電腦或是診斷工具（作為測試設備）可以連接到汽車上的通訊系統。因此可以傳送统一诊断服务的請求到控制器，控制器必須回覆（可能是正面或是負面的回覆），這樣可以確認個別控制單元中的故障記憶體、更新控制單元的韌體、和硬體進行低階的互動（例如開啟或關閉特定的輸出）、或是進行特定的機能，目的是了瞭解電子控制器的環境或是操作條件，以診斷故障或是不希望出現的行為。

服務

功能群	請求  SID	回覆  SID	服務	說明
診斷及通訊管理	0x10	0x50	診斷會話控制 Diagnostic Session Control	UDS會使用不同的會話（session），可以用診斷會話控制（Diagnostic Session Control）來切換。可用的服務會依照目前有效的會話而不同。在一開始，控制單元預設是在「預設會話」（Default Session），有定義其他的會話，需要實現的會話會依照設備的種類而不同。 「程式會話」（Programming Session）可以用來上傳韌體到設備，並更新設備的韌體。 「擴充診斷會話」（Extended Diagnostic Session）可解鎖特定的診斷功能，例如調整感測器等。 「安全系統診斷會話」（Safety system diagnostic session）用來測試安全相關的診斷機能，例如安全氣囊的測試。 此外，也有一些保留的會話識別符，為了汽車生產者及供應商的特殊需求而設計。
	0x11	0x51	ECU重置 ECU Reset	ECU重置的服務是要重新啟動ECU。依照控制單元硬體以及實現方式的不同，有以下幾種不同的重置： 「硬重置」模擬電源關閉的重置。 「關閉鎖匙重置」模擬用鎖匙將汽車熄火，再開啟汽車的點火開關。 「軟重置」初始化特定程式單元以及儲存結構。 也有一些汽車生產者及供應商定義的特殊數值。
	0x27	0x67	安全性存取 Security Access	可以用安全性檢查（Security check）來啟動大部份的安全關鍵性服務（security-critical services）。此情形下控制單元會傳送「密碼種子（seed）」到客戶端（電腦或是診斷工具）。客戶端再用密碼種子計算金鑰（key）送回控制單元，以此來解安全關鍵性服務
	0x28	0x68	通訊控制 Communication Control	此服務可以關閉控制單元傳送以及接收訊息的功能。
	0x29	0x69	認證 Authentication	標準在2020年的更新版本，提供一種標準化的方式，可以提供一些安全性存取（0x27）服務無法支援的現代認證方式，包括以PKI為基礎的認證交換，以及雙向的驗證機制。
	0x3E	0x7E	測試者存在 Tester Present	若客戶端長時間沒有交換通訊資料，控制單元會自動離開目前的會話，回到「預設會話」，也可能會進入休眠模式。而此一服務的目的就是讓控制單元知道客戶端仍存在。
	0x83	0xC3	存取時序參數 Access Timing Parameters	在控制器及從機的通訊中，需要觀察一定的時間，若時間超過此限制，仍沒有送出訊息，就會假設連接已有問題。可以讀取及修改此時間。
	0x84	0xC4	安全資料傳輸 Secured Data Transmission
	0x85	0xC5	控制DTC設定 Control DTC Settings	啟動或關閉部份（或所有）錯誤的偵測。若診斷工作是在車內進行的，這個機能格外重要，因為診斷工作有可能造成部份零件的異常行為。
	0x86	0xC6	事件回覆 Response On Event
	0x87	0xC7	鏈結控制 Link Control	服務鏈結控制是用來設定診斷存取的位元率。多半只在中間閘道器上實現此一機能。
資料傳輸	0x22	0x62	根據識別碼讀取資料 Read Data By Identifier	透過此服務可以讀取控制單元中一個或多個的資料。這些資料的種類不限，也可以有不同的長度，例如料號或是軟體版本等。也可以讀取像是感測器狀態之類會變動的值。每一個值會對一個資料識別碼（Data Identifier、簡稱DID），數值從0到65535。會用正常的CAN信號來傳送特定ECU使用的資料。DID資料只用在資料請求上，也可以用一些沒有ECU使用的DID來傳送資訊，雖ECU不會使用，但服務工具或軟體測試程式可以使用這類的資訊。
	0x23	0x63	根據位址讀取記憶體 Read Memory By Address	依給定位址讀取實體記憶體中的值。測試工具可以用此機能來讀取軟體內部的行為。
	0x24	0x64	根據識別碼讀取縮放比例資料 Read Scaling Data By Identifier
	0x2A	0x6A	周期性根據識別碼讀取資料 Read Data By Identifier Periodic	透過此服務可以讓控制單元週期性傳送資料。只能傳送透過「動態定義資料識別碼」定義的識別碼
	0x2C	0x6C	動態定義資料識別碼 Dynamically Define Data Identifier	此服務提供一個修正設備資料識別碼（DID）的方式，可以重新調整資料識別碼。這個通常是不同資料識別碼的組合，或者單純是所有DID的串接。 請求資料可以依以下的原則規劃組態： 原始資料識別碼、位置、長度（依位元組表示）、子功能位元組：defineByIdentifier 記憶體位置、長度（依位元組表示）、子功能位元組：defineByMemoryAddress 可以結合上述二種方式
	0x2E	0x6E	根據識別碼寫入資料 Write Data By Identifier	可以更改資料識別碼中的數值，命令中除了資料識別碼外，也要同時提供要修改的數值
	0x3D	0x7D	根據位址寫入到記憶體 Write Memory By Address	「根據位址寫入到記憶體」可以讓外面診斷工具寫資訊到ECU裡的特定位址，或特定的連續位址
儲存資料傳送	0x14	0x54	清除診斷資訊 Clear Diagnostic Information	清除已儲存的診斷問題碼（Diagnostic Trouble Code，簡稱DTC）
	0x19	0x59	讀取DTC資訊 Read DTC Information	DTC是診斷問題碼。每一個DTC對應一個控制單元的故障，會以其編碼儲存在錯誤記憶體中，可以在任意時候讀取。除了錯誤外，也可能會記錄一些相關的資訊，也可以一併讀取。
輸入／輸出控制	0x2F	0x6F	根據識別碼的輸入／輸出控制 Input Output Control By Identifier	此服務可以讓外部系統介面透過診斷介面控制輸入／輸出信號 透過設定選擇位元組，可以設定有關請求的特殊條件，可以設定以下的值： ReturnControlToECU：設備需將信號的控制權送回 ResetToDefault：測試者試圖重置信號，回到系統的預設值 Freeze Current State：設備需凍結目前的信號，不允許變化 ShortTermAdjustment：設備需使用目前提供的信號值
遠端啟動程序	0x31	0x71	遠端控制 Routine Control	此控制服務程序可以進行各種的服務，有三種不同的信息種類： 配合啟始信息，可以開始服務。可以定義此信息來確認要執行各動作，或是提示服務已經完成。 配合停止信息，運行中的服務可以在任何時間下中斷。 第三個選項是查詢服務狀態的信息 可以特別標示啟始及結束的信息參數，因此可以實現每一種專案特定的服務。
上傳／下載	0x34	0x74	請求下載 Request Download	利用「請求下載」服務，可以下載新的軟體或是其他資料到控制單元內。需標示資料的位置以及長度，因此，控制器可以知道資料封包的大小。
	0x35	0x75	請求上傳 Request Upload	「請求上傳」服務和「請求下載」服務是類似的，此服務可以將控制單元的軟體傳送給測試者。也需標示資料的位置以及長度，測試者需指定資料封包的大小。
	0x36	0x76	傳送資料 Transfer Data	在真正傳送資料時，會用到此一服務，不論是上傳或是下載都是使用此一服務。傳送的方向則視之前是「請求上傳」服務或「請求下載」服務而不同。此一服務會用之前指定的最大封包長度傳送資料，若資料長度超過最大封包長度，需要用數個封包來傳送，直到傳送完成為止。
	0x37	0x77	請求結束傳送 Request Transfer Exit	可以用此服務中止資料傳送。此服務用在測試著和控制單元比較時。在執行時，控制單元可以負面回應來中止資料傳送請求。若指定的資料量還沒傳送完，也可以用此服務中止傳送。
	0x38	0x78	請求檔案傳送 Request File Transfer	此服務用來啟始客戶端到伺服器的檔案下載，或是伺服器到客戶端的檔案上傳。也可以提供一些檔案系統的相關資訊。
		0x7F	否定回應 Negative Response	此回應會在服務無法進行時回覆，例如不支援的資料識別符。此時會加上否定的回應碼。

NRC: Negative response codes

來自 ECU 的否定回應(Negative Response)包含 SID 0x7F 和兩個有效負載位元組：請求的 SID 和錯誤代碼。

錯誤代碼(NRC)如下：

NRC	Description
0x10	General reject	一般拒絕
0x11	Service not supported	不支援的服務
0x12	Subfunction not supported	不支援的子功能
0x13	Incorrect message length or invalid format	訊息長度不正確或格式錯誤
0x14	Response too long	反應時間太長
0x21	Busy, repeat request	忙碌/重複請求
0x22	Conditions not correct	條件不正確
0x24	Request sequence error	請求順序錯誤
0x25	No response from subnet component	子網路組件無回應
0x26	Failure prevents execution of requested action	阻止執行請求的操作失敗
0x31	Request out of range	請求超出範圍
0x33	Security access denied	安全存取被拒絕
0x34	Authentication failed	認證失敗
0x35	Invalid key	無效的金鑰
0x36	Exceeded number of attempts	超過嘗試次數
0x37	Required time delay not expired	要求的延遲時間未到
0x38	Secure data transmission required	需要安全的資料傳輸(SID=0x84)
0x39	Secure data transmission not allowed	不允許安全資料傳輸
0x3A	Secure data verification failed	安全資料驗證失敗
0x50	Certificate validation failed, invalid time period	證書驗證失敗，時段無效
0x51	Certificate validation failed, invalid signature	憑證驗證失敗，簽章無效
0x52	Certificate validation failed, invalid chain of trust	憑證驗證失敗，信任鏈無效
0x53	Certificate validation failed, invalid type	證書驗證失敗，類型無效
0x54	Certificate validation failed, invalid format	證書驗證失敗，格式無效
0x55	Certificate validation failed, invalid content	證書驗證失敗，內容無效
0x56	Certificate validation failed, invalid scope	證書驗證失敗，範圍無效
0x57	Certificate validation failed, invalid certificate	證書驗證失敗，證書無效
0x58	Ownership verification failed	所有權驗證失敗
0x59	Challenge calculation failed	挑戰計算失敗
0x5A	Setting access right failed	設定存取權限失敗
0x5B	Session key creation/derivation failed	會話金鑰建立/派生失敗
0x5C	Configuration data usage failed	配置資料使用失敗
0x5D	Deauthentication failed	取消認證失敗
0x70	Upload download not accepted	上傳下載不被接受
0x71	Transfer data suspended	傳輸資料暫停
0x72	General programming failure	一般程式設計失敗
0x73	Wrong block sequence number	錯誤的區塊序號
0x78	Request correctly received, response pending	請求已正確接收，回應待處理
0x7E	Subfunction not supported in active session	當前會話中不支援子功能
0x7F	Service not supported in active session	當前會話中不支援服務
0x81	RPM too high	轉速太高
0x82	RPM too low	轉速太低
0x83	Engine is running	引擎正在運轉
0x84	Engine is not running	引擎未運轉
0x85	Engine run time too low	引擎運轉時間太短
0x86	Temperature too high	溫度過高
0x87	Temperature too low	溫度太低
0x88	Vehicle speed too high	車速太高
0x89	Vehicle speed too low	車速太低
0x8A	Throttle/pedal too high	油門/踏板太高
0x8B	Throttle/pedal too low	油門/踏板太低
0x8C	Transmission range not in neutral	傳輸範圍不在空檔
0x8D	Transmission range not in gear	未掛檔的傳動範圍
0x8F	Brake switch not closed	煞車開關未閉合
0x90	Shifter lever not in park	變速桿不在停車位置
0x91	Torque converter clutch locked	變矩器離合器鎖止
0x92	Voltage too high	電壓過高
0x93	Voltage too low	電壓太低
0x94	Resource temporary unavailable	資源暫時無法使用

相關條目

• 車上診斷系統，廣義的車上診斷服務
• OBD-II PID，類似功能的美國標準

參考資料

1. ISO 14229. [2020-06-12]. （原始内容存档于2020-03-03）. 
2. ISO 15765-3:2004. [2020-06-12]. （原始内容存档于2020-06-12）. 

外部链接

• Unified Diagnostic Services - ISO 14229 （页面存档备份，存于互联网档案馆） (poster by softing.com)