UDS 诊断（ISO 14229）

关键概念

UDS 常用服务（SID）一览

seed-key 安全访问握手

要写数据或刷固件，必须先切到扩展/编程会话，再通过 seed-key 解锁。整个握手如下：

ISO-TP 多帧传输时序

当 UDS 响应超过 7 字节，ECU 先发首帧（含总长度），诊断仪回流控帧许可，ECU 再连续发连续帧。序号 SN 从 1 循环到 15 再回 0。

用 python-can + isotp 发起 UDS 请求

can-isotp 库自动处理 FF/CF/FC 分包与重组，上层只需读写整段 UDS 报文。

# uds_read_vin.py —— 用 isotp 传输层读取 VIN(DID 0xF190)
import isotp
import can

bus = can.Bus(channel="can0", interface="socketcan")

# 物理寻址：发 0x7E0，收 0x7E8
addr = isotp.Address(isotp.AddressingMode.Normal_11bits,
                     txid=0x7E0, rxid=0x7E8)
stack = isotp.CanStack(bus, address=addr,
                        params={"stmin": 10, "blocksize": 0})

def uds_request(payload: bytes) -> bytes:
    stack.send(payload)          # 自动分帧
    while stack.transmitting():
        stack.process()
    import time
    time.sleep(0.05)
    stack.process()
    return stack.recv()             # 自动重组

# ① 切扩展会话
uds_request(bytes([0x10, 0x03]))

# ② 读 VIN：22 F1 90
resp = uds_request(bytes([0x22, 0xF1, 0x90]))
if resp and resp[0] == 0x62:        # 0x22+0x40 正响应
    vin = resp[3:].decode("ascii", errors="ignore")
    print("VIN:", vin)
elif resp and resp[0] == 0x7F:
    print(f"否定响应 NRC=0x{resp[2]:02X}")

手动构造 ISO-TP 分包（理解底层）

不依赖库时，理解 PCI 字节如何切分报文很重要。下面演示手写首帧/连续帧的字节布局。

/* isotp_tx.c —— 把长报文拆成 ISO-TP 帧发送 */
#include <stdint.h>
#include <string.h>

void can_send(uint32_t id, uint8_t *d, uint8_t dlc); /* 平台相关 */

void isotp_send(uint32_t txid, const uint8_t *data, uint16_t len) {
  uint8_t f[8];

  if (len <= 7) {                 /* 单帧 SF：PCI 高半字节=0 */
    f[0] = len;              /* 0x0L，L=长度 */
    memcpy(&f[1], data, len);
    can_send(txid, f, 8);
    return;
  }

  /* 首帧 FF：PCI = 0x1 | 长度高4位, 次字节=长度低8位 */
  f[0] = 0x10 | ((len >> 8) & 0x0F);
  f[1] = len & 0xFF;
  memcpy(&f[2], data, 6);      /* 首帧带 6 字节数据 */
  can_send(txid, f, 8);

  /* 等待接收方流控帧 FC(0x30) —— 此处省略等待逻辑 */

  uint16_t pos = 6;
  uint8_t sn = 1;
  while (pos < len) {             /* 连续帧 CF：PCI = 0x2 | 序号 */
    f[0] = 0x20 | (sn & 0x0F);
    uint8_t n = (len - pos > 7) ? 7 : (len - pos);
    memcpy(&f[1], &data[pos], n);
    can_send(txid, f, 8);
    pos += n;
    sn = (sn + 1) & 0x0F;      /* 序号 1..15 循环回 0 */
  }
}

会话保活 TesterPresent

非默认会话下若一段时间（S3 定时器，通常 5 s）无诊断报文，ECU 会自动回落到默认会话并重新上锁。诊断仪需周期发 0x3E 0x80（子功能 0x80 = 不需响应）保活。

# 后台线程每 2 秒发一次 TesterPresent 保活
import threading, time

def keep_alive():
    while keep_running:
        # 3E 80：子功能 0x80 = suppressPositiveResponse
        uds_request(bytes([0x3E, 0x80]))
        time.sleep(2)

keep_running = True
threading.Thread(target=keep_alive, daemon=True).start()