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介绍

本软件包在 RT-Thread 上实现 ISO 14229（UDS）协议栈及典型服务端示例，并配套 SocketCAN 客户端，覆盖会话控制、安全访问、参数读写、通信控制、IO 控制、远程控制台、文件传输等核心诊断能力，面向汽车电子与工业控制场景的远程诊断、运维和固件分发需求。

• 链接: iso14229 rtt software

历史与背景

• 诞生动机：典型整机通常只有一个 CAN 接口对外，而内部往往存在多个 MCU 子节点。惯用的串口 Debug 控制台在售后排查阶段接线和调试成本高。通过在 CAN 上提供标准 UDS 诊断与控制台能力，可复用现有 CAN 口完成日志、调试与控制权接管，降低现场维护难度。
• 重要里程碑：覆盖 ISO 14229 主流服务（0x10/0x11/0x22/0x27/0x28/0x2E/0x2F/0x31/0x34/0x36/0x37/0x38/0x3E），提供 RT-Thread 服务端示例、服务注册框架与 SocketCAN 客户端目录结构，形成可直接验证的端到端链路。
• 社区与应用：面向 RT-Thread 生态，适配汽车 ECU 与工业控制设备的诊断、运维、升级需求；示例展示了在实际板卡上集成 CAN、GPIO、定时器和线程的路径。

核心原理与设计

• 分层架构：底层为 RT-Thread CAN 驱动与 ISO-TP 传输；协议核心 iso14229_rtt.c/iso14229.c；服务层提供各类 UDS 服务；应用/示例层负责业务绑定与控制权切换。
• 服务注册与裁剪：通过 rtt_uds_env_t 挂载/卸载服务节点，启动集中注册，停止集中卸载，便于按需裁剪与资源回收。
• 硬件抽象与控制权管理：LED IO 示例实现应用值与 UDS 接管状态的切换，确保诊断控制与应用控制互斥且可恢复。
• 线程与队列配置：示例线程栈 4096B、优先级 2，队列深度 32，平衡实时性与内存占用，适合 STM32H750 等中等资源 MCU。
• CAN 收发路径：启动时绑定自定义 RX 回调，诊断帧直达 UDS 栈，其余帧按通信控制状态决定是否交由应用；停止时恢复原回调，保证与其他协议栈共存。
• 客户端设计：SocketCAN 客户端包含核心模块、服务客户端和交互式 Shell，覆盖所有配套命令，便于端到端调试与自动化验证。
• DTC 服务缺失说明：当前未提供 0x19 诊断故障码（DTC）服务。原因是本包聚焦通用诊断控制、传输与远程运维场景，不绑定特定 OEM/行业的 DTC 数据模型，避免引入专用存储格式与校准流程；如需 DTC，建议在现有框架上按项目策略扩展专用节点。

使用场景

• 汽车 ECU 诊断与刷写：会话控制、安全解锁、下载与传输组合形成刷写链路。
• 工业控制远程维护：通过 0x2F/0x28/0x31 实现 IO 接管、通信屏蔽和远程命令执行，缩短排障时间。
• 固件/文件分发：0x34/0x36/0x37/0x38 适配 FOTA 或参数包下发，结合安全访问保护敏感操作。
• 不推荐场景：极小资源且无 CAN 控制器的裸机场景，或缺乏 RT-Thread 多任务/定时器支撑的环境应选择轻量通道；需要标准化 DTC 流程的项目需自行扩展 0x19 服务。

对比分析

• 与私有 CAN 诊断协议对比：UDS 提供标准化服务集合，降低自定义协议维护成本；实现复杂度与栈内存占用略高，可通过服务裁剪与线程/队列参数调整平衡资源。
• 与仅刷写工具链对比：除刷写外，UDS 还提供通信控制、IO 控制和远程控制台，支持更丰富的运维；需在启动/停止时绑定与恢复回调以保障与其他协议栈隔离。
• 性能与资源：ISO-TP 引入轻量流控开销；示例 4096B 栈、32 深度队列适合中等资源 MCU，若需更高吞吐可增大消息池并优化过滤器。
• 启动速度与隔离级别：MSH 命令即时启动/停止 UDS 栈，恢复原回调确保与既有协议共存；客户端命令行直接运行，启动开销低。

基于RT-Thread操作系统的ISO 14229 (Unified Diagnostic Services, UDS) 诊断工具实现，包含服务端(server)和客户端(client)两部分。服务端运行在嵌入式设备上，通过CAN总线与客户端通信，实现了多种UDS诊断服务，方便对嵌入式设备进行远程诊断和控制。

本项目旨在为RT-Thread用户提供一套完整的UDS诊断解决方案，不仅可以直接使用，也可以作为学习UDS协议和开发自定义诊断功能的参考。

主要特点

• 基于RT-Thread操作系统，充分利用其多任务和设备驱动框架
• 实现了常用的UDS诊断服务，满足大部分诊断需求
• 提供跨平台的Linux客户端，方便与服务端进行交互
• 模块化设计，易于扩展新的UDS服务
• 包含丰富的示例代码，帮助用户快速上手

应用场景

• 汽车电子ECU诊断
• 工业控制器远程维护
• 嵌入式设备固件升级
• 设备状态监控和故障排查

2. 功能特性 (Features)

服务端特性 (Server Features)

• 基于RT-Thread的多任务架构，保证系统稳定性和实时性
• 完整的ISO 14229 UDS协议栈实现
• 支持多种UDS诊断服务，包括会话控制、安全访问、参数读写等
• 灵活的服务注册机制，便于扩展新功能
• 与RT-Thread CAN设备驱动无缝集成
• 支持CAN总线通信控制，可动态启用/禁用消息收发

客户端特性 (Client Features)

• 基于Linux平台，使用SocketCAN进行CAN通信
• 提供命令行交互界面，支持命令历史和自动补全
• 实现了与服务端配套的UDS服务客户端功能
• 支持文件上传下载功能
• 支持远程控制台命令执行
• 具备完善的错误处理和日志显示功能

通信特性 (Communication Features)

• 基于ISO TP (ISO 15765-2)的CAN总线数据传输协议
• 支持大数据块传输，适用于文件传输等场景
• 具备流量控制机制，保证通信稳定性
• 支持功能寻址和物理寻址两种通信方式

3. 支持的UDS服务 (Supported UDS Services)

本项目实现了以下ISO 14229标准定义的UDS服务：

这些服务涵盖了UDS协议的核心功能，能够满足大多数诊断应用场景的需求。

4. 系统架构 (System Architecture)

整体架构图

+------------------+ CAN Bus +------------------+ | | <=================> | | | Linux Client | | RT-Thread Server | | | | | +------------------+ +------------------+ | | | SocketCAN | RT-Thread CAN Driver | | v v +------------------+ +------------------+ | UDS Client Stack | | UDS Server Stack | | (iso14229.c) | | (iso14229_rtt.c) | +------------------+ +------------------+ | | | Application Layer | Application Layer v v +------------------+ +------------------+ | Client Services | | Server Services | | (services/) | | (service/) | +------------------+ +------------------+

服务端架构

服务端基于RT-Thread操作系统，采用分层架构设计：

1. 硬件抽象层：RT-Thread CAN设备驱动
2. 传输层：ISO TP协议实现
3. 协议层：ISO 14229核心协议栈 (iso14229_rtt.c)
4. 服务层：各种UDS服务的具体实现 (service/)
5. 应用层：用户自定义的应用逻辑 (rtt_uds_example.c)

客户端架构

客户端基于Linux平台，同样采用分层架构设计：

1. 硬件抽象层：SocketCAN接口
2. 传输层：ISO TP协议实现
3. 协议层：ISO 14229核心协议栈 (iso14229.c)
4. 服务层：各种UDS服务的客户端实现 (services/)
5. 应用层：命令行交互界面和用户命令处理 (core/, main.c)

5. 代码结构 (Code Structure)

服务端代码结构

server_demo/ ├── examples/ # 示例应用 │ └── rtt_uds_example.c # RT-Thread UDS服务端示例 ├── service/ # UDS服务实现 │ ├── rtt_uds_service.h # 服务定义宏和API │ ├── service_0x10_session.c # 0x10会话控制服务 │ ├── service_0x11_reset.c # 0x11 ECU复位服务 │ ├── service_0x22_0x2E_param.c # 0x22/0x2E参数读写服务 │ ├── service_0x27_security.c # 0x27安全访问服务 │ ├── service_0x28_comm.c # 0x28通信控制服务 │ ├── service_0x2F_io.c # 0x2F输入输出控制服务 │ ├── service_0x31_console.c # 0x31远程控制台服务 │ └── service_0x36_0x37_0x38_file.c # 0x36/0x37/0x38文件传输服务 ├── iso14229_rtt.c # UDS协议核心实现(RT-Thread版) ├── iso14229_rtt.h # UDS协议核心头文件 └── rtt_uds_config.h # RT-Thread平台配置文件

客户端代码结构

client_demo/ ├── core/ # 核心模块 │ ├── client.h # 客户端公共头文件 │ ├── client_config.c/h # 客户端配置管理 │ ├── client_shell.c/h # 命令行交互界面 │ ├── cmd_registry.c/h # 命令注册管理 │ ├── response_registry.c/h # 响应注册管理 │ └── uds_context.c/h # UDS上下文管理 ├── services/ # UDS服务客户端实现 │ ├── client_0x10_session.c # 0x10会话控制客户端 │ ├── client_0x11_reset.c # 0x11 ECU复位客户端 │ ├── client_0x22_0x2E_param.c # 0x22/0x2E参数读写客户端 │ ├── client_0x27_security.c # 0x27安全访问客户端 │ ├── client_0x28_comm.c # 0x28通信控制客户端 │ ├── client_0x2F_io.c # 0x2F输入输出控制客户端 │ ├── client_0x31_console.c # 0x31远程控制台客户端 │ └── client_0x36_0x37_0x38_file.c # 0x36/0x37/0x38文件传输客户端 ├── utils/ # 工具模块 │ ├── linenoise.c/h # 命令行编辑库 │ └── utils.c/h # 通用工具函数 ├── main.c # 主程序入口 └── Makefile # 构建脚本

6. 硬件要求 (Hardware Requirements)

服务端 (Server Side)

• 运行RT-Thread操作系统的嵌入式开发板
• 至少具备一个CAN控制器的硬件接口
• 连接CAN收发器（如TJA1050、SN65HVD230等）
• 用于LED控制示例的GPIO引脚（可选）

客户端 (Client Side)

• 运行Linux操作系统的主机（物理机或虚拟机）
• 支持SocketCAN的CAN接口适配器
  • USB转CAN适配器（如USBCAN-I、USBCAN-II）
  • PCIe CAN接口卡
  • 具备CAN控制器的开发板（如树莓派配合MCP2515）
• CAN总线连接线缆和终端电阻

7. 快速开始 (Getting Started)

服务端设置 (Server Setup)

1. 配置

   • 在 RT-Thread 的menuconfig中启用该软件包：

   RT-Thread online packages ---> peripherals packages ---> [*] Enable iso14229 (UDS) library ---> (32) Event Dispatch Table Size [*] Enable UDS server example application

2. 集成库文件

   • 将server_demo目录下的源文件添加到您的RT-Thread项目中
   • 确保项目配置中启用了CAN设备驱动支持

3. 编译和烧录

   • 使用RT-Thread支持的工具链编译项目
   • 将生成的固件烧录到目标硬件

4. 运行示例

   • 通过串口终端连接到设备控制台
   • 启动UDS服务端示例：

     msh />uds_example start can1

客户端设置 (Client Setup)

1. 配置SocketCAN

   • 在Linux主机上启用并配置CAN接口：

     # 加载CAN模块（如果需要）sudomodprobe cansudomodprobe can_rawsudomodprobe vcan# 用于虚拟CAN测试# 配置物理CAN接口（以1Mbps为例）sudoiplinksetcan0 uptypecan bitrate1000000# 或创建虚拟CAN接口用于测试sudoiplinkadddev vcan0typevcansudoiplinksetup vcan0

2. 编译客户端

   • 进入client_demo目录
   • 修改Makefile中的交叉编译工具链路径（如果需要）
   • 执行编译命令：

     make# 交叉编译（默认）makeNATIVE=1# 本地编译用于测试

3. 运行客户端

   • 执行生成的客户端程序：

     ./client -i can0 -s 7E8 -t 7E0# 使用can0接口./client -i vcan0# 使用虚拟CAN接口

8. 使用方法 (Usage)

服务端使用 (Server Usage)

通过RT-Thread的MSH命令行界面控制UDS服务端：

# 启动UDS服务端msh />uds_example start can1# 停止UDS服务端msh />uds_example stop can1# 查看已注册的服务msh />uds_list

服务端启动后将在指定的CAN接口上监听诊断请求，并根据配置提供相应的服务功能。

客户端使用 (Client Usage)

客户端提供交互式命令行界面，支持多种诊断命令：

# 启动客户端（默认使用can1接口）$ ./client# 启动客户端并指定接口和地址$ ./client -i vcan0 -s 7E8 -t 7E0# 进入交互界面后的常用命令：UDS>help# 显示帮助信息UDS>session 03# 切换到扩展会话UDS>security 01# 执行安全访问（级别01）UDS>wdbi 0001 01# 写入DID 0001值为01UDS>io 0100 03 01 00 00# 控制IO（强制红色LED）UDS>sy local_file.bin# 上传文件到服务端UDS>ry remote_file.bin# 从服务端下载文件UDS>rexecps# 在服务端执行命令UDS>cd/# 切换服务端目录UDS>lls# 列出本地文件UDS>exit# 退出客户端

9. 服务详解 (Service Details)

0x10 会话控制 (Diagnostic Session Control)

控制ECU的诊断会话模式，不同会话模式具有不同的安全级别和功能访问权限：

• 默认会话 (0x01)：基本诊断功能
• 编程会话 (0x02)：用于程序刷写
• 扩展会话 (0x03)：访问更多诊断功能

0x27 安全访问 (Security Access)

通过种子-密钥机制保护敏感诊断功能：

1. 客户端请求特定安全级别的种子
2. 服务端返回随机种子值
3. 客户端根据算法计算密钥
4. 客户端发送密钥进行验证
5. 验证通过后解锁对应的安全级别

0x2F 输入输出控制 (Input/Output Control)

控制ECU的数字量输入输出信号：

• 强制控制 (Short Term Adjustment)：临时改变IO状态
• 返回控制 (Return Control)：恢复IO控制权给应用程序
• 冻结状态 (Freeze Current State)：锁定当前IO状态
• 复位默认 (Reset To Default)：恢复IO到默认状态

0x31 远程控制台 (Remote Console)

通过UDS服务在服务端执行命令行指令，实现远程控制功能：

• 执行任意MSH命令
• 获取命令执行结果
• 支持目录切换和文件浏览

0x36/0x37/0x38 文件传输 (File Transfer)

完整的文件传输功能，支持上传和下载：

1. 0x38 Request File Transfer：协商文件传输参数
2. 0x36 Transfer Data：传输文件数据块
3. 0x37 Request Transfer Exit：结束传输并校验完整性

10. 示例和日志 (Examples and Logs)

典型交互日志

# 客户端启动 $ ./client -i vcan0 [Config] IF: vcan0 | SA: 0x7E8 | TA: 0x7E0 | FUNC: 0x7DF [Shell] Interactive Mode Started. Type 'help' or 'exit'. UDS> # 切换到扩展会话 UDS> session 03 [I] (940) Session: Requesting Session Control: 0x03 [+] Switching Session Done. [I] (950) Session: Session Switched Successfully (0x03) # 执行安全访问 UDS> security 01 [I] (1020) Sec: Starting Security Access (Level 0x01)... [+] Requesting Seed Done. [I] (1030) Sec: Seed: 0x12345678 -> Key: 0xB791F3D5 [+] Verifying Key Done. [I] (1040) Sec: Security Access Granted! # 控制LED UDS> io 0100 03 01 00 00 [I] (1120) IO Ctrl: Sending IO Control: DID=0x0100 Param=0x03 [+] Requesting Done. # 上传文件 UDS> sy test.txt [*] Uploading 'test.txt' (1024 bytes)... [+] Requesting Done. [=>] 1024/1024 bytes [+] Finishing Done. [+] Upload Complete. # 执行远程命令 UDS> rexec ps [I] (1250) Console: Remote Exec: 'ps' msh />ps thread pri status sp stack size max used left tick error ------ ---- ------- ---------- ---------- ------ ---------- --- tidle 31 ready 0x00000048 0x00000100 28% 0x0000000b 000 timer 4 suspend 0x00000068 0x00000200 16% 0x00000009 000 main 10 running 0x00000070 0x00000800 11% 0x0000000b 000 uds_sr 2 suspend 0x00000070 0x00001000 13% 0x00000014 000

11. 开发指南 (Development Guide)

添加新的UDS服务

1. 在服务端：

   • 在service/目录创建新的服务实现文件
   • 实现服务处理函数
   • 注册服务节点到UDS环境

2. 在客户端：

   • 在services/目录创建客户端实现文件
   • 实现命令处理函数
   • 注册命令到命令管理系统

配置说明

客户端Makefile中的关键配置：

# ISO-TP流控参数优化，提高传输效率 CFLAGS += -DISOTP_FC_BS=0 # 块大小设为0（无流控） CFLAGS += -DISOTP_FC_STMIN=0 # 最小间隔时间为0

为什么 CAN 总线需要 UDS/控制台能力

• 单口多节点的现场可维护性：整机仅有单个 CAN 外接口但内部多 MCU。提供 UDS 诊断和 CAN 控制台可避免拆机接串口，直接复用现有 CAN 口完成日志、调试与控制权接管，降低售后排障成本。
• 标准化诊断语义：UDS 服务统一会话、安全、参数、文件与 IO 控制语义，减少自定义协议带来的互通与维护成本。
• 可靠的分段传输：ISO-TP 在 8 字节帧限制下提供分段与流控，支撑文件与固件分发。
• 安全与隔离：0x27 安全访问与 0x28 通信控制限制未授权操作，减少对主业务的干扰。
• 控制台优势：0x31 远程控制台允许远程执行命令、收集日志和调试脚本，无需物理接入，显著降低停机与运维成本。

总结

• 关键特性：RT-Thread 原生适配的 UDS 协议栈、完整服务列表（不含 DTC，原因见上）、可裁剪注册框架、示例级硬件抽象与控制权管理、SocketCAN 客户端控制台、文件/固件分发链路与远程运维能力。
• 学习建议：阅读 README 了解服务与架构，编译运行示例，观察启动/停止、CAN 回调与服务挂载流程；用客户端控制台覆盖会话、安全、IO、文件、远程控制台全链路测试；根据目标 MCU 资源调整线程栈、队列深度和服务裁剪，优化 CAN 过滤与优先级配置，并按项目需求自定义 0x19 DTC 扩展。

12. 相关链接

• iso14229 code
• iso14229 client demo
• iso14229 rtt software