适用于Kvaser CAN硬件的开源UDS诊断软件——EcuBus-Pro

EcuBus-Pro是一款免费的开源诊断软件，可以解决汽车ECU固件更新和诊断通信问题。

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2781人浏览 · 2025-06-12 22:34:19

weixin_51171075 · 2025-06-12 22:34:19 发布

EcuBus-Pro是一款免费的开源诊断软件，可以解决汽车ECU固件更新和诊断通信问题。本教程旨在演示如何使用EcuBus-Pro软件实现完整的UDS（统一诊断服务）Bootloader。适用于以下应用场景：

汽车电子控制单元（ECU）的固件在线升级
汽车诊断系统的开发和测试
基于CAN总线的车载网络诊断
基于UDS，CAN-TP的bootloader升级流程
符合ISO 14229标准的诊断服务开发

测试环境准备工作

下载并安装软件：Install | EcuBus-Pro
CAN/CAN FD设备：软件兼容所有Kvaser CAN设备，本示例使用Leaf V3

EcuBus-Pro对Kvaser硬件具有很好的兼容性，其中Kvaser Leaf v3是Kvaser主推的高性价比单通道CAN FD通讯仪，是Kvaser leaf light v2的升级版。支持每秒20000条报文，50μs时间戳。

开发板：具备UDS功能的开发板即可，本示例使用的DUT为S32K144EVB-Q100

工程配置

2.1 基础配置

在Hardware>Device界面配置如下，选择Leaf V3，其他CAN卡配置类似，只要保证波特率在500K。

可以根据实际情况来选择对应的采样点。

设定寻址方式，S32K144官方的CAN UDS Bootloader例程采用Normal fixed addressing，配置如下。

2.2诊断Services配置

诊断服务配置是UDS Bootloader实现的核心环节，每个诊断服务都有其特定的功能和作用，用户需要先把bootloader升级所用到的所有服务配置出来。

2.2.1 DiagnosticSessionControl(诊断会话控制)($10)服务

进入扩展会话的配置如下：

进入编程会话的配置如下：

2.2.2 ECUReset(ECU 复位)($11)服务

硬件复位的配置如下，这里使用硬件复位。

null

2.2.3 SecurityAccess(安全访问)($27)服务

请求种子的配置如下，需要进入Response界面，将securitySeed的长度改为128bit，不然无法收全MCU回复的种子数据。

回复秘钥的配置如下，data段会在脚本中将大小改为128bit，并填充计算得到的密钥。

2.2.4 CommunicationControl(通信控制)($28)服务

关闭网络管理报文和正常报文的收发器，配置如下。

2.2.5 WriteDataByIdentifier(通过标识符写数据)($2E)服务

写入指定的DID，S32K144官方的CAN UDS Bootloader例程使用是的0xF15A，配置如下。

2.2.6 RoutineControl(例程控制)($31)服务

routineID为0x0202的例程用于通知MCU进行CRC校验，配置如下。

routineID为0xFF00的例程用于通知MCU进行Flash擦除，配置如下。

routineID为0xFF01的例程用于通知MCU进行固件检查，配置如下。

2.2.7 RequestDownload(请求下载)($34)服务

请求下载的配置如下，存储地址和存储空间在实际使用时，会在脚本中进行赋值。

2.2.8 TransferData(传输数据)($36)服务

传输数据的配置如下，实际使用时会在脚本中重复调用并赋值。

2.2.9 RequestTransferExit(请求传输终止)($37)服务

停止传输的配置如下。

2.2.10 JobFunction

什么是Job，Job是EcuBus-Pro一种抽象的服务，当使用Job的时候，必须有对应的脚本，通过脚本，来实现Job的返回，Job的返回要求是一个数组，可以是0-N个正常的UDS服务或者Job。Job通常用于固件的下载，上传等需要多个未知数量的0x36服务的时候，当然也可以用于其他任何你想用的情况。

增加空的JobFunction0和JobFunction1，方便通过脚本将下载相关的服务进行组合。

2.3 Sequence配置

序列配置定义了整个UDS固件更新过程的执行顺序和逻辑流程，确保各个诊断服务按照正确的时序执行，会用到之前配置过的UDS服务。

整个UDS升级的流程配置如下图：

主要分三个阶段：

预编程阶段：

通过$10服务进入扩展会话（DiagnosticSessionControl160）；
通过$28服务关闭网络管理报文和正常报文的收发（CommunicationControl400）；

编程阶段：

通过$10服务进入编程会话（DiagnosticSessionControl161）；
通过$27服务请求种子并返回计算出的秘钥，成功通过验证（SecurityAccess390，SecurityAccess391）；
通过$2E服务写入指定的DID(0xF15A) （WriteDataByIdentifier460）；
通过$34服务发起flash driver的下载请求（JobFunction0）；
通过$36服务传输flash driver （JobFunction1）；
通过$37服务结束传输（JobFunction1）；
通过$31服务通知MCU进行CRC校验，和Flash擦除（RoutineControl490）
通过$34服务发起APP的下载请求；（JobFunction0）
通过$36服务传输APP；（JobFunction1）
通过$37服务结束传输；（JobFunction1）
通过$31服务通知进行CRC校验，和固件检查（RoutineControl491）

后编程阶段：

通过$11服务进行硬件复位（ECUReset170）

3.实现JobFunction

下面是具体操作的详细步骤

3.1 准备工作

在工程所在目录新建一个ts文件；

将升级需要用到的文件放到工程所在目录；

在UDS Tester加载该脚本文件，并打开vs code进行脚本编写；

3.2 脚本编写

3.2.1 导入必要的模块

// 导入必要的模块
import crypto from 'crypto'
import { CRC, DiagRequest, DiagResponse } from 'ECB'
import path from 'path'
import fs from 'fs/promises'

3.2.2 准备需要的CRC算法，以及相关变量

// 创建 CRC 实例，配置参数：类型为 'self'，位数 16，多项式 0x3d65，初始值 0，异或值 0xffff，输入输出反转
const crc = new CRC('self', 16, 0x3d65, 0, 0xffff, true, true)
// 初始化最大块大小，初始值为 undefined
let maxChunkSize: number | undefined = undefined
// 初始化文件内容缓冲区，初始值为 undefined
let content: undefined | Buffer = undefined

3.2.3 固件文件的配置

// 定义文件列表，包含每个文件的起始地址和文件路径
const fileList: {
  addr: number
  file: string
}[] = [
  {
    // 第一个文件的起始地址
    addr:0x1FFF8010,
    // 第一个文件的路径，拼接自项目根目录、bin 文件夹和文件名
    file: path.join(process.env.PROJECT_ROOT, 'bin', 'flash_api.bin')
  },
  {
    // 第二个文件的起始地址
    addr:0x00014200,
    // 第二个文件的路径，拼接自项目根目录、bin 文件夹和文件名
    file: path.join(process.env.PROJECT_ROOT, 'bin', 'S32k144_UDS_Bootloader_App_Test.bin')
  }
]

3.2.4 安全访问的相关处理

/**
 * 监听安全访问响应事件，对收到的安全种子进行加密并发送响应请求
 * @param v - 安全访问响应对象
 */
Util.On('S32K144_CAN_UDS_Bootloader.SecurityAccess390.recv', async (v) => { 
  // 从响应中获取安全种子数据
  const data = v.diagGetParameterRaw('securitySeed')
  // 创建 AES-128-CBC 加密器，使用固定密钥和全零初始化向量
  const cipher = crypto.createCipheriv(
    'aes-128-cbc',
    Buffer.from([0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15]),
    Buffer.alloc(16, 0)
  )
  // 对安全种子数据进行加密
  const encrypted = cipher.update(data)
  // 完成加密操作
  cipher.final()
  // 创建安全访问响应请求对象
  const req = DiagRequest.from('S32K144_CAN_UDS_Bootloader.SecurityAccess391')
  // 设置请求参数 'data' 的原始值为加密后的数据
  req.diagSetParameterRaw('data', encrypted)
  // 发起服务变更请求
  await req.changeService()
})

3.2.5 实现JobFunction0，包含获取固件、请求下载、CRC校验的功能

/**
 * 注册作业函数 0，处理文件下载请求和 CRC 校验请求
 */
Util.Register('S32K144_CAN_UDS_Bootloader.JobFunction0', async () => {
  // 从文件列表中取出第一个文件项
  const item = fileList.shift()
  if (item) {
    // 创建请求下载的诊断请求对象
    const r34 = DiagRequest.from('S32K144_CAN_UDS_Bootloader.RequestDownload520')
    // 创建 4 字节的缓冲区用于存储内存地址
    const memoryAddress = Buffer.alloc(4)
    // 将文件的起始地址以大端字节序写入缓冲区
    memoryAddress.writeUInt32BE(item.addr)
    // 设置请求参数 'memoryAddress' 的原始值为内存地址缓冲区
    r34.diagSetParameterRaw('memoryAddress', memoryAddress)
    // 异步读取文件内容到缓冲区
    content = await fs.readFile(item.file)
    // 计算文件内容的 CRC 值
    const crcResult = crc.compute(content)
    // 创建例行控制的诊断请求对象，用于 CRC 校验
    const crcReq = DiagRequest.from('S32K144_CAN_UDS_Bootloader.RoutineControl490')
    // 创建 4 字节的缓冲区用于存储 CRC 结果
    const crcBuffer = Buffer.alloc(4)
    // 将 CRC 结果以大端字节序写入缓冲区的后 2 字节
    crcBuffer.writeUInt16BE(crcResult, 2)
    // 设置例行控制选项记录参数的大小为 4 字节（32 位）
    crcReq.diagSetParameterSize('routineControlOptionRecord', 4 * 8)
    // 设置例行控制选项记录参数的原始值为存储 CRC 结果的缓冲区
    crcReq.diagSetParameterRaw('routineControlOptionRecord', crcBuffer)
    // 发起例行控制服务请求
    await crcReq.changeService()

    // 设置请求下载诊断请求对象的 'memorySize' 参数为文件内容的长度
    r34.diagSetParameter('memorySize', content.length)
    // 监听请求下载诊断请求的响应事件
    r34.On('recv', (resp) => {
      // 从响应中获取最大块长度参数，并读取其第一个字节作为最大块大小
      maxChunkSize = resp.diagGetParameterRaw('maxNumberOfBlockLength').readUint8(0)
    })
    // 返回包含请求下载诊断请求对象的数组
    return [r34]
  } else {
    // 若文件列表为空，返回空数组
    return []
  }
})

3.2.6 实现JobFunction1，包含传输固件、退出传输、固件验证的功能

/**
 * 注册作业函数 1，处理文件分块传输请求和传输退出请求
 */
Util.Register('S32K144_CAN_UDS_Bootloader.JobFunction1', () => {
  // 检查最大块大小是否未定义或过小
  if (maxChunkSize == undefined || maxChunkSize <= 2) {
    // 若不满足条件，抛出错误
    throw new Error('maxNumberOfBlockLength is undefined or too small')
  }
  if (content) {
    // 最大块大小减去 2
    maxChunkSize -= 2
    // 确保最大块大小是 8 的倍数
    if (maxChunkSize & 0x07) {
      maxChunkSize -= maxChunkSize & 0x07
    }
    // 计算文件内容需要分块的数量
    const numChunks = Math.ceil(content.length / maxChunkSize)
    // 初始化存储传输请求对象的数组
    const list = []
    // 循环生成每个分块的传输请求
    for (let i = 0; i < numChunks; i++) {
      // 计算当前分块的起始位置
      const start = i * maxChunkSize
      // 计算当前分块的结束位置，不超过文件内容的长度
      const end = Math.min(start + maxChunkSize, content.length)
      // 从文件内容中截取当前分块
      const chunk = content.subarray(start, end)

      // 创建传输数据的诊断请求对象
      const transferRequest = DiagRequest.from('S32K144_CAN_UDS_Bootloader.TransferData540')
      // 设置传输请求参数记录的大小为当前分块的字节数
      transferRequest.diagSetParameterSize('transferRequestParameterRecord', chunk.length * 8)
      // 设置传输请求参数记录的原始值为当前分块
      transferRequest.diagSetParameterRaw('transferRequestParameterRecord', chunk)

      // 计算块序号 (从 1 开始)
      const blockSequenceCounter = Buffer.alloc(1)
      // 使用循环计数 1 - 255，将块序号写入缓冲区
      blockSequenceCounter.writeUInt8((i + 1) & 0xff) 
      // 设置块序号参数的原始值为存储块序号的缓冲区
      transferRequest.diagSetParameterRaw('blockSequenceCounter', blockSequenceCounter)

      // 将传输请求对象添加到数组中
      list.push(transferRequest)
    }
    // 创建请求传输退出的诊断请求对象
    const r37 = DiagRequest.from('S32K144_CAN_UDS_Bootloader.RequestTransferExit550')
    // 设置传输请求参数记录的大小为 0
    r37.diagSetParameterSize('transferRequestParameterRecord', 0)
    // 将请求传输退出的诊断请求对象添加到数组中
    list.push(r37)
    // 清空文件内容缓冲区
    content = undefined
    // 重置最大块大小为 undefined
    maxChunkSize = undefined
    // 返回包含所有传输请求和传输退出请求的数组
    return list
  } else {
    // 若文件内容缓冲区为空，返回空数组
    return []
  }
})

4 启动Bootloader及完成刷写

4.1 启动Bootloader

点击左上角绿色按钮启动刷写。