AUTOSAR中是如何实现UDS的

UDS作为汽车电子领域必备技能，之前文章《UDS基础知识介绍》已经介绍过UDS基础知识，AUTOSAR发展至今已经20多年，是行业内各大厂商智慧的结晶，其架构设计的内容依然是如今行业学习的标杆和榜样。本文将介绍UDS是在AUTOSAR软件中如何实现的。

01 如何快速理解AUTOSAR中是如何实现UDS的

本文将从三个方面介绍，UDS功能如何在AUTOSAR中实现的

1)从交互关系理解Dcm

2)从配置参数理解Dcm

3)从软件代码理解Dcm

1.1 AUTOSAR中哪些模块与UDS相关？

AUTOSAR诊断相关模块（图片来源：QSAR）

在AUTOSAR中用于实现诊断协议栈功能的模块是DCM和DEM

DCM模块主要负责车辆电子系统与外部诊断工具之间的通信，实现诊断信息的传输和处理。
DEM模块主要负责处理和存储诊断事件（即故障和错误）及相关数据，如故障码（DTC）、故障状态字节、故障发生计数器、冻结帧数据等。

其余关联性较大的模块有CanTp，PduR，CanIf，Can等。

1.2 什么是Dcm

Figure 7.1: Possible interaction between the submodules in the DCM

Dcm是一个比较复杂的模块，AUTOSAR将其内部分成三个子模块，DSL，DSD和DSP

1.2.1 DSL

DSL（Diagnostic Session Layer）子模块确保与诊断请求和响应相关的数据流，监督并保证诊断协议定时，并管理诊断状态（诊断会话和安全）。

DSL子模块提供了以下功能，它确保了诊断会话的安全性、可靠性和高效性：

会话处理：负责处理诊断会话的开启、维持和关闭；
应用层定时处理：管理超时时间、请求间隔以及响应等待时间等，以确保诊断过程的顺利进行；
特定响应行为；
每个诊断连接的身份验证状态处理；

1.2.2 DSD

DSD（Diagnostic Service Dispatcher）是DCM的一个重要子模块。DSD的主要职责是处理报文的统一校验及将报文分发到内外部处理模块，它是DSL与DSP之间的桥梁，具有承上启下的作用。

DSD功能描述：

支持诊断服务标识符检查和诊断消息适配：检查其诊断服务标识符（SID）的有效性。这确保只有受支持的服务请求被进一步处理；
处理“suppressPosRspMsgIndicationBit”；
验证功能：对诊断请求的初步验证，包括检查请求的格式、长度、数据范围等是否符合协议要求；
检查格式和子功能支持；
将诊断消息分发到DSP子模块；
组装正面或负面响应；
启动传输。

1.2.3 DSP

DSP（Diagnostic Service Processing）子模块负责处理实际的诊断服务（或子服务）请求，是处理实际诊断服务请求的核心部分。

DSP子模块功能描述：

检查格式和子功能支持；
组装响应；
负面响应代码处理；
诊断模式声明组：处理与诊断模式相关的请求，这些模式可能包括默认会话模式、扩展会话模式等。
环境条件依赖的执行：某些诊断服务的执行可能受到车辆当前环境条件（如发动机运行状态、车速、温度等）的限制
发送/接收通信；
传递SwDataDefProps属性从DEXT文件到Dcm Service SW-C；
异步调用。

02 从交互关系理解Dcm

职场信息交换（来源于网络）

软件的本质即交换，即模块与模块之间的信息交换；

诊断的本质在于信息交换

如何找到模块交互的信息？搞明白一个模块的内涵，最简单入手的就是先了解这个模块的接口，提供了参数？

2.1 如何简单的理解PDU？

PDU是在通信网络中传输的数据单元，PDU负责封装和传递应用层数据，使得不同的模块和设备能够互相交换信息。

依据通讯OSI分层模型，AUTOSAR分别定义了I-PDU，N-PDU，L-PDU用于不同的数据层；

PDU(交互层PDU)：应用层信号的通讯数据单元，对于诊断I-PDU为n个N-PDU经过TP层打包封装组成；
N-PDU(网络层PDU)：指单帧，首帧，连续帧，流控帧；
L-PDU(数据链路层PDU)：包含CAN ID、Data Length和Data等信息；

AUTOSAR模块间PDU传输

2.2 诊断发送

Figure 9.9: Dcm to CanTp PDU transmission

关联PDU发送的主要函数有：

PduR_Transmit()
Dcm_CopyTxData()
Dcm_TpTxConfirmation()
PduR_CanTpCopyTxData()
CanTp_Transmit()

例子：

Dcm -> PduR：
I-PDU: 62 F1 90 31 32 33 34 35 36 37 38 20 20 20 20 20 20 20 20 20
PduR -> CanTp：
I-PDU: 62 F1 90 31 32 33 34 35 36 37 38 20 20 20 20 20 20 20 20 20
CanTp -> CanIf：
N-PDU[FF]: [10 14] 62 F1 90 31 32 33
N-PDU[CF]: [21] 34 35 36 37 38 20 20
N-PDU[CF]: [22] 20 20 20 20 20 20 20

2.3 诊断接收

关联PDU接收的主要函数有：

Dcm_StartOfReception()
PduR_CanTpStartOfReception
Dcm_CopyRxData()
PduR_CanTpCopyRxData
Dcm_TpRxIndication
PduR_CanTpRxIndication

例子：

CanTp <- CanIf：
N-PDU[FF]: [10 14] 2E F1 90 31 32 33
N-PDU[CF]: [21] 34 35 36 37 38 20 20
N-PDU[CF]: [22] 20 20 20 20 20 20 20
PduR <- CanTp：
I-PDU: 2E F1 90 31 32 33 34 35 36 37 38 20 20 20 20 20 20 20 20 20
Dcm <- PduR：
I-PDU: 2E F1 90 31 32 33 34 35 36 37 38 20 20 20 20 20 20 20 20 20

03 从配置参数理解Dcm

AUTOSAR中的配置扮演着至关重要的角色，它对于确保汽车电子系统的灵活性、可重用性、可扩展性和互操作性具有重要意义。如下展示对Dcm学习比较有益的几个配置框图，并仅对其中部分做解释说明，详细的配置参数说明请参阅AUTOSAR标准规范。

3.1 DcmDsl

AUTOSAR DCM: DcmDslBuffer configuration overview

DcmDslBuffer：上节所说的Dsl具有传输诊断消息的功能，来自PduR模块的数据，将会存储于这个DcmDslBuffer。

DcmDslBufferSize：诊断请求或响应最大长度，ISO15765-2网络层协议中定义诊断最大请求和响应长度为4095Byte；软件中为节省RAM资源，请求和响应的内容共用一个Buffer，从下图关联关系中则可以看出DcmDslProtocolRxBufferRef 与 DcmDslProtocolTxBufferRef都指向DcmDslBuffer。

AUTOSAR DCM: DcmDslProtocol configuration overview