autosar dcm 교육자료

현대오트론

AUTOSAR Dcm 교육 자료

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학습 목차

□ Diagnostic Stack

□ Diagnostic Communication Manager (Dcm) 란?

□ Dcm Behavior

□ Dcm Call Stack

1. Overview

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□ Diagnostic Stack

- AUTOSAR 진단 기능을 담당하는 모듈은 Dcm, Dem, Det로 구성된다.

- Dcm은 AUTOSAR Stack 중 Communication Services Layer에 속하며 진단 서비스 Request 에 대한 서비스

처리 및 Response를 담당한다.

1. Overview

System Services

AUTOSAR Runtime Environment (RTE)

AUTOSARSoftware

Basic Software

Communication Services

Dcm

NVRAMManager

SW-Cproviding data(used for event memory entries)

SW-C

FilterServices

(optional)Monitor

Dlt

ECUState Manager

FiMDem

SW-Ccontrolling indicator

(e.g. lamps, text message, etc.)

PDURouterComM

SW-CCentral

Diagnostic

SW-CActuator

Det

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□ Diagnostic Communication Manager (Dcm) 란?

- Dcm 모듈은 진단 통신의 Data Flow와 State를 관리하며 진단기의 진단 요청 수행한다.

- Reset, Session 등 상태 변경을 BswM 에 요청한다.

- Full-, Silent-, No-Communication 상태 등을 ComM에 요청한다.

- DTC (Diagnostic Trouble Code) 정보를 Dem에 요청한다.

- PduR을 통해 진단 데이터를 전송한다.

1. Overview

진단 통신Dcm

BswM

ComM

Dem

PduR

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□ Dcm Behavior

- Dcm은 다음 세 가지 동작 유형을 가진다.

1) 플랫폼 Services 제공

2) 플랫폼 Services 제공 + Application Callback

3) 플랫폼 + Application Services (User Defined Services)

UDS Tester SWP UDS module

1. 진단 서비스 요청

2. 진단 서비스 응답

UDS Tester ApplicationSWP UDS module

1. 진단 서비스 요청 2. Data read/write 요청

3. Data read/write 수행4. 진단 서비스 응답

UDS Tester ApplicationSWP UDS module

1.진단 서비스 요청 2.진단 서비스 요청 전달

3.진단 서비스 응답4.진단 서비스 응답

1. Overview

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□ Dcm Call Stack

- Diagnostic Message는 CAN Controller 부터 SW-C 까지 아래와 같은 Call Stack을 갖는다.

1. Overview

SW-C

RTE

CanTp

CanIf

CAN Controller

Receive TP Message, Indication/Confirmation Send TP Message

Receive Can Message,Rx/Tx Interrupt

PduRI-PDU,

Indication/ConfirmationI-PDU (Interaction Layer

Protocol Data Unit)

DcmReceive Diagnostic Data,Indication/Confirmation

Send Response Data

Callback

Send Can Message

□ Overview

□ Physical Layer

□ Datalink Layer

□ Network Layer

□ Application Layer

2. Protocol Definitions

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□ Overview

- 진단 통신을 이해하는데 필요한 각 Communication Layer별 Protocol은 아래 표와 같다.

Communication Layer Contents

Physical Layer CAN Protocol

Datalink Layer UDS Protocol

Network Layer

Addressing Mode

Data Stream

CAN Message Structure, Example

Network Layer Timing Parameters

Application Layer

Request Message : SuppressPosRspMsgIndicationBit

Response Message(Physical Addressed Request Message 인 경우)

Response Message(Functional Addressed Request Message 인 경우)

Application Layer Timing Parameters

Session Layer Timing Parameter

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□ Physical Layer

CAN Protocol

- 진단 통신의 Physical Layer는 CAN Physical Layer를 따른다.

- 크게 고속 CAN (500kbps)과 저속 CAN (100kbps)로 나눌 수 있으며 특징은 아래 표와 같다.

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□ Datalink Layer

UDS Protocol (Unified Diagnostic Services)

- ISO 14229-1:2013 기반의 차량 진단 서비스 프로토콜로, 오트론에서 제공하는 진단 서비스는 아래와 같다.


Service Identifier Description

DiagnosticSessionControl SID10 Session 변경을 요청한다.

ECUReset SID11 ECU Reset을 요청한다.

SecurityAccess SID27 Security Level 획득을 요청한다.

CommunicationControl SID28 Normal Message를 허용하거나 억제한다.

EnableNormalMsgTransmission SID29 Normal Message를 허용한다.

TesterPresent SID3E Tester기가 현재의 진단 상태를 유지하기 위해 요청한다.

ControlDTCSetting SID85 고장 코드의 기록 유무를 조절한다.

StopDiagnosticSession SID20 (현재 Session이 Programming Session이 아닐 경우) 진단 상태를 초기화 한다.

ReadDataByIdentifier SID22 Did를 기반으로 Data를 읽어온다.

ReadMemoryByAddress SID23 Address를 기반으로 Memory 영역을 읽어온다.

WriteDataByIdentifier SID2E Did를 기반으로 Data에 값을 쓴다.

WriteMemoryByAddress SID3D Address를 기반으로 Memory 영역에 값을 쓴다.

ReadDTCInformation SID19 고장 코드 정보를 읽어온다.

ClearDiagnosticInformation SID14 고장 코드 정보를 초기화 한다.

InputOutputControlByIdentifier SID2F 내부 로직의 input, output signal을 강제로 변경한다.

RoutineControl SID31 정의된 로직을 수행하고 결과를 얻는다. (SID2F 보다 복잡하고 정형화된 로직 구현)

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□ Network Layer (1/5)

Addressing Mode

- CAN 통신 기반의 진단 통신은 ISO 15765-2 에 정의된 11-bit CAN Identifier format을 따르며, 다음 두 종

류의 Addressing Mode가 있다.

- Functional Addressing (1-to-n Communication) : Single Frame 메시지에만 적용, Dcm은

Functional Rx Address는 7DF로 고정된 값을 갖는다.

- Physical Addressing (1-to-1 Communication) : 모든 타입의 메시지에 적용

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Data Stream

- Single Frame Transmission : 8-byte 이하 데이터 전송 방법

- Multi Frame Transmission : 8-byte 초과 데이터 전송 방법, Sender는 데이터를 First Frame과

Consecutive Frame 으로 나누어 전송하고, Receiver는 Flow Control 을 보낸다.


Single Frame Transmission

Multi Frame Transmission

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CAN Message Structure

- DLC (Data Length Code)는 Data bytes의 개수를 의미하며, 하나의 CAN frame은 8-byte로 이루어진다.

- Data 영역을 제외한 Request CAN frame은 Padding byte (0x55)로 채워진다.

- Data 영역을 제외한 Response CAN frame은 Padding byte (0xAA)로 채워진다.

- CAN frame의 종류에 따라 채워지는 내용은 아래 표와 같다.


• N_PCI : Network Protocol Control Information

• SF_DL : Single Frame Data Length

• FF_DL : First Frame Data Length

• SN : Sequence Number

• FS : Flow Status

• BS : Block Size

• STmin : Separation Time Minimum

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CAN Message Example

- STmin 2ms, BS = 4 기준 Multi Frame Transmission 예제


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Network Layer Timing Parameters

- N_As, N_Ar, N_Bs, N_Br, N_Cs, N_Cr 6개의 Timing Parameter가 존재하며 각각의 의미는 아래 그림과

테이블을 참고한다.


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□ Application Layer (1/4)

Request Message : SuppressPosRspMsgIndicationBit

- Service Parameter에 따라 Subfunction을 지원하는 Service인 경우 다음 Byte는 Subfunction

Parameter로 처리된다.

- Subfunction Parameter Byte는 아래 표와 같이 두 파트로 나누어진다.


Bit Position Description

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suppressPosRspMsgIndicationBit

Subfunction Parameter Byte의 최상위 Bit는 긍정응답일 경우 응답이 금지(suppress)됨을 의미한다.

• '0' = FALSE, 긍정응답일 경우 서버가 긍정응답을 전송한다.• '1' = TRUE, 긍정응답일 경우 서버가 긍정응답을 전송하지 않는다.

6-0

Subfunction Parameter Value

실질적인 Subfunction의 ID 값을 의미한다. 최상위 Bit를 제외하고 00 - 7F hex 범위의Subfunction ID를 지정할 수 있다.

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Response Message (Physical Addressed Request Message 인 경우)

- Subfunction이 지원되는 경우 SuppressPosRspMsgIndicationBit가 TRUE일 경우 No Response이다.


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Response Message (Functional Addressed Request Message 인 경우)

- Subfunction이 지원되는 경우 SuppressPosRspMsgIndicationBit가 TRUE일 경우 No Response이다.

- serviceNotSupported, subfunctionNotSupported, requestOutOfRange 부정응 답에 대해서 No

Response 이다.


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Application Layer Timing Parameters

- P2CAN_SERVER : Request Reception 이후 Response를 처리할 때 까지의 시간

- P2*CAN_SERVER : 0x78 (Response Pending) 처리 이후 다음 Response를 처리할 때 까지의 시간

Session Layer Timing Patameter

- S3SERVER : Diagnostic Session 의 유지 시간


□ 오트론 제공 진단 서비스 목록

□ 진단 세션 변경하기 : DiagnosticSessionControl Service

□ 보안 레벨 획득하기 : SecurityAccess Service

□ 데이터 읽기 : ReadDataByIdentifier Service

□ 데이터 쓰기 : WriteDataByIdentifier Service

□ 고장 코드 읽기 : ReadDTCInformation Service

□ 고장 코드 제거 : ClearDiagnosticInformation Service

3. Diagnostic Services

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□ 오트론 제공 진단 서비스 목록

- 현재 현대오트론에서 제공하는 진단 서비스는 HMC ES95486 사양을 지원하며 총 16개이다 (테이블 참고).

- 구체적인 소개는 사용 빈도가 높으며, 실습자료와 관련있는 6개의 진단 서비스로 한정한다.

(DiagnosticSessionControl, SecurityAccess, Read/WriteDataByIdentifier, ReadDTCInformation, ClearDiagnosticInformation)


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□ 진단 세션 변경하기 : DiagnosticSessionControl Service (1/2)

서비스 설명

- 진단 세션 변경을 요청하는 서비스 (SID10) 이다.

- DefaultSession 이외의 세션에서 S3 time (5s) 만료 이후 다시 DefaultSession으로 복귀한다.

Request Message

- 본 실습에서는 Sub-function 0x03 (ExtendedSession) 만 사용한다. 지원하는 세션은 mobilgene C Studio

의 Dcm 설정에서 DcmDspSessionRow를 참고하도록 한다.


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□ 진단 세션 변경하기 : DiagnosticSessionControl Service (2/2)

Positive Response Message

- 3-6 Data Byte 까지 변경된 세션의 P2ServerMax, P2StarServerMax 값을 Response한다.

Negative Response Code


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□ 보안 레벨 획득하기 : SecurityAccess Service (1/3)

서비스 설명

- 보안, 안전상 이유로 접근이 제한된 데이터나 메모리 영역의 접근을 허가해주는 서비스 (SID27) 이다.

- requestSeed, sendKey 두 가지 절차를 거쳐서 보안 레벨을 획득한다.

Request Message

1) requestSeed : Client가 Server에 Seed를 요청한다. Server는 requestSeed 요청을 받으면 내부 알고리즘

을 거쳐 Client에게 Seed를 전송한다.


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Request Message

2) sendKey : Client는 Server로부터 받은 Seed를 내부 알고리즘을 사용하여 암호화된 Key로 만들어 Server에

전송한다. Server는 해당 Key가 유효한 Key인지 검사하는 내부 알고리즘을 거쳐 Client에 보안 레벨 부여 유무

를 결정한다.


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- requestSeed 요청 (Request Message1)에 대한 Response인 경우 3 Data Byte 이후 Seed 값이 온다.



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□ 데이터 읽기 : ReadDataByIdentifier Service (1/2)

서비스 설명

- Did 기반의 Data Read 서비스 (SID22) 이다.

- 설정된 Did와 함께 ReadDataByIdentifier 서비스를 요청하면 해당 Did에 Reference된 Data를 읽어온다.

Request Message

- DcmDspMaxDidToRead 설정 값 만큼의 다수 Did를 동시에 요청할 수 있다.



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□ 데이터 읽기 : ReadDataByIdentifier Service (2/2)



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□ 데이터 쓰기 : WriteDataByIdentifier Service (1/2)

서비스 설명

- Did 기반의 Data Write 서비스 (SID2E) 이다.

- 설정된 Did, Data와 함께 ReadDataByIdentifier 를 요청하면 해당 Did Data에 값을 쓴다.

Request Message

- Did와 함께 Write할 Data를 요청한다.



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□ 데이터 쓰기 : WriteDataByIdentifier Service (2/2)



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□ 고장 코드 읽기 : ReadDTCInformation Service (1/6)

서비스 설명

- Server의 고장 코드 (Diagnostic Trouble Code, DTC) 정보를 읽어오는 서비스 (SID19) 이다.

- 13개 Subfunction 중에서 다음 2개의 Subfunction에 대한 Request, Response를 다루도록 한다.

1) reportDTCByStatusMask (0x02) : StatusMask 값을 이용하여 DTC 정보를 읽어온다.

- DTC는 8개의 Status를 갖는데 이는 1byte의 DTCStatus로 표현된다.

- StatusMask는 DTCStatus에서 Set 되어 있는 bit를 읽어내서 원하는 상태의 DTC를 판별하는데 쓰인다.

- 8개의 DTCStatusBit 중 3개의 Mandatory Status는 아래 표와 같고, 이 상태에 해당하는 DTC를 읽기 위한

StatusMask는 0x89이다.


Bit Position Description Default Value

0

TestFailed

0'0' : 최근 DTC test 결과 Failure가 감지되지않음'1' : 최근 DTC test 결과 Failure 발생

3

ConfirmedDTC

0'0': DTC가 확인된적 없음'1': DTC가 확인됨

7

WarningIndicatorRequested

0'0': 서버가 WarningIndicator 활성화를요청하지않음'1': 서버가 WarningIndicator 활성화를요청

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서비스 설명 (Cont.)

1) reportDTCExtendedDataRecordByDTCNumber (0x06) : DTC Number 값을 이용하여 DTCExtendedDataRecord를

읽어온다.

- DTCExtendedDataRecord 는 User가 정의한 DTC Number와 DTCExtendedDataRecord Number와 관련된 확장된

고장 코드이다.

- 1Byte의 DTCExtendedDataRecord Number는 User에 의해 정의되지만 일정한 정의가 있으며 아래 표와 같다.

- 저장된 모든 DTCExtendedDataRecord를 읽어오기 위한 DTCExtendedDataRecord Number는 0xFF이다.


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Request Message

1) reportDTCByStatusMask 는 StatusMask와 함께 요청하며, 0x89 (0,3,7 Bit Position)을 요청하면 Mandatory DTC

Status에 해당하는 DTC 정보를 읽어올 수 있다.

2) reportDTCExtendedDataRecordByDTCNumber 는 DTC Number, DTCExtendedDataRecord Number와 함께 요청하며,

0xFF (All DTCExtendedDataRecords)를 요청하면 모든 DTCExtendedDataRecord를 읽어올 수 있다.


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1) reportDTCByStatusMask의 긍정응답은 요청시 보낸 StatusMask 값과 DTC Number, Status 정보를 포함한다.


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2) reportDTCExtendedDataRecordByDTCNumber의 긍정응답은 요청시 보낸 DTC Number, Status 정보와

DTCExtendedDataRecord Number, DTCExtendedDataRecord를 포함한다.


37




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□ 고장 코드 제거 : ClearDiagnosticInformation Service (1/2)

서비스 설명

- 저장된 DTC 정보를 제거하는 서비스 (SID14) 이다.

- DTC Group Number (아래 표 참고) 를 함께 요청하여 해당하는 DTC 정보를 선택적으로 제거할 수 있으며

0xFFFFFF 요청시 저장된 모든 dtc를 제거한다.

Request Message


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□ 고장 코드 제거 : ClearDiagnosticInformation Service (2/2)




□ DcmGeneral

□ DcmDsd

□ DcmDsl

□ DcmDsp

4. Dcm Configurations

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□ DcmGeneral

DcmGeneral 설정

① 진단 메시지의 송수신 결과를 Application 에 알려준다. Fail Safty에 대한 처리를 위해 사용한다.

② 진단 모듈이 동작하는 주기를 설정한다.

③ 진단 Standard를 설정한다. (ex; ES95486, ES96590, ISO14229)

④ User defined Services 사용시 User의 Application Symbol 정보가 담긴 Header File을 추가한다.

⑤ Autron 에서 제공하는 FBL과 포함된 보안 알고리즘 인증서 공개키 사용 여부를 결정한다.


①

②

③

④

⑤

42

□ DcmDsd (1/3)

Diagnostic Service : SRS 확인

① 서비스 명칭, 서비스 ID, 지원하는 Subfunction 등을 확인한다.

② 서비스 지원에 필요한 Session Level을 확인한다.

③ 서비스 지원에 필요한 Security Level을 확인한다.

④ 서비스 사용 여부를 확인한다.


① ② ③ ④

43

□ DcmDsd (2/3)

Service 설정

① Sid Tab Service Id : 서비스 ID를 설정한다.

② Sid Tab Subfunc Avail : Subfunction을 포함하는 경우, SuppressPosRspIndicationBit를 처리한다.

③ Sid Tab Session Level Ref : 서비스가 허용되는 Session Level(DcmDspSessionRow)을 설정한다.

④ Sid Tab Fnc : User Function 사용시 API Symbol을 등록한다.

⑤ Sid TAB Security Level Ref : 서비스가 허용되는 Security Level(DcmDspSecurityRow)을 설정한다.


①

②

③

④

⑤

44

□ DcmDsd (3/3)

SubService 설정

① Id : Subfunction ID를 설정한다.

② Fnc : User Function 사용시 API Symbol을 등록한다.

③ Security Level Ref : Subfunction이 허용되는 Security Level(DcmDspSecurityRow)을 설정한다.

④ Session Level Ref : Subfunction이 허용되는 Session Level(DcmDspSessionRow)을 설정한다.


①

②

③

④

45

□ DcmDsl (1/3)

Buffer 설정

- Tx/Rx 버퍼 사이즈를 설정한다.

- CSAC 보안 알고리즘 사용시 인증서 사이즈 (600Bytes)를 고려하여 Rx 버퍼 사이즈를 620으로 설정한다.

CallbackDCMRequestService/ServiceRequestSupplierNotification 설정

- 진단 메시지 송수신 결과를 Application에 알려주기 위한 R-Port의 이름을 설정한다.

- Port Interface 설정을 통하여 Callback Function과 연결한다.


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□ DcmDsl (2/3)

DiagResp 설정

① Response Pending (NRC 0x78) 처리 회수를 설정한다.

② 진단 메시지를 처리 중에 다른 Client B에 의한 Request가 왔을 때,

- true : NRC 0x21 (Busy Repeat Request) 발생시킨다.

- false : Second Request (Client B)를 처리하지 않는다.


①

②

47

□ DcmDsl (3/3)

ProtocolRow 설정

① Boot Mode로 천이하기 전 Pending Message 발생 유무를 결정한다.

② Tim Str P2 Server, Tim Str P2 Star Server 조정값,

- Real P2 Server = Max P2 Server (50ms) - Tim Str P2 Server Adjust

- Real P2 Star Server = Max P2 Star Server (5s) - Tim Str P2 Star Server Adjuct

③ 각각 DcmDslRxBuffer, DcmDsdServiceTable, DcmDspSession, DcmDslTxBuffer에 Mapping한다.


①

②

③

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□ DcmDsp (1/3)

SessionRow 설정

① For Boot :

- Dcm_No_Boot : Boot Mode 로 진입하지 않는다.

- Dcm_OEM/SYS_Boot : Boot Mode 로 진입한다.

② Session Level을 설정한다.

③ 해당 Session 내 P2 Server Max를 설정한다.

④ 해당 Session 내 P2 Star Server Max를 설정한다.


①②③④

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□ DcmDsp (2/3)

SecurityRow 설정

① Invalid Access Count가 임계치에 이른 경우 해당 시간 동안 SecurityAccess를 금지한다. (seconds)

② SecurityAccess 서비스의 Key Size를 설정한다.

③ Security Level을 설정한다.

④ Invalid Access Count의 임계치를 설정한다.

⑤ SecurityAccess 서비스의 Seed Size를 설정한다.

⑥ Port Interface 사용 유무를 선택한다.


①

②③④⑤⑥

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□ DcmDsp (3/3)

Did 설정 구조

① DcmDspDid : ID 설정 및 DidInfo를 레퍼런스한다.

② DcmDspDidInfo : Read/Write/InputOutputControl 중 해당 Did 로 수행할 동작을 설정한다.

③ DcmDspDidSignal : 한 개의 Did에 다수의 Signal 할당시 Position 설정 및 Data를 레퍼런스한다.

④ DcmDspData : Data의 Size(bit 단위) 와 Type을 설정하고, DataInfo를 레퍼런스한다.

⑤ DcmDspDataInfo : Data를 fixed length (true) 로 사용할지 variable (false) 로 사용할지 설정한다.

false라면 Data에서 설정한 Size가 최대값이 된다.


DcmDspDid

DcmDspDidIdentifier

DcmDspDidInfoRef

DcmDspDidSignal

DcmDspDidDataPos

DcmDspDataRef DcmDspData

DcmDspDataSize

DcmDspDataType

DcmDspDataInfoRefDcmDspDataInfo

DcmDspDataFixedLength

DcmDspDidInfo

DcmDspDidRead

DcmDspDidControl

DcmDspDidWrite

Ref Ref

Ref

SubContainer

①

②

③

④

⑤

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