BMS UDS 진단통신 Tool

Windows Forms 기반의 BMS CAN/UDS 진단통신 모니터링 툴입니다. PCAN-USB 장비를 통해 Main/Sub BMS와 CAN 메시지를 송수신하고, ISO-TP(CAN-TP) 위에서 UDS 서비스를 수행하여 배터리 상태, DTC, 세션, WriteDataByIdentifier 기능을 확인합니다.

현재 구현 기준: Windows C# WinForms, net10.0-windows, PEAK PCANBasic.NET, Classic CAN Standard ID, DLC 8, PCAN_USBBUS1, 125 Kbps

📖 추가 문서

• BMS UDS 진단통신 Layer 구조

📌 핵심 기능

기능	설명	주요 파일
PCAN 연결	PCAN-USB 채널 초기화, CAN 송수신, 연결 상태 UI 표시	Form1.cs, CanTpClient.cs
UDS DID 조회	단일 DID 및 Snapshot DID(0xF310) 조회, BMS 데이터 매핑	UdsClient.cs, BmsDid.cs, BmsDataMapper.cs
CAN-TP 처리	Single/First/Consecutive/Flow Control 프레임 송수신 및 조립	CanTpFrame.cs, CanTpClient.cs, CanTpReceiver.cs
Main/Sub BMS 판별	응답 CAN ID 기준으로 Main(0x701) / Sub(0x711) 응답 구분	Form1.cs, CanTpFrame.cs
DTC 조회/삭제	ReadDTCInformation(0x19) 및 ClearDiagnosticInformation(0x14) 처리	UdsClient.cs, UdsResponseParser.cs
Session 제어	Default/Extended Session 전환, Extended Session 유지용 Tester Present 자동 송신	Form1.cs, UdsClient.cs
Write Parameter	충방전 허용, Fan/Heater, 임계값 등을 WriteDataByIdentifier(0x2E)로 설정	BmsWriteDataForm.cs, BmsWriteCatalog.cs

📁 프로젝트 구성

UDS_Tool/
├─ FirstUI.slnx
├─ README.md
├─ docs/
│  └─ BMS UDS 진단통신 Layer 구조.md
└─ FirstUI/
   ├─ FirstUI.csproj
   ├─ Program.cs
   ├─ Form1.cs / Form1.Designer.cs
   ├─ CanTpClient.cs / CanTpReceiver.cs / CanTpFrame.cs
   ├─ UdsClient.cs / UdsResponseParser.cs / UdsMultiDidParser.cs
   ├─ BmsData.cs / BmsDataMapper.cs
   ├─ BmsDid.cs / BmsWriteDid.cs
   ├─ BmsWriteData.cs / BmsWriteCatalog.cs / BmsWriteDataForm.cs
   └─ UdsService.cs

영역	역할
Form1	UI 이벤트, PCAN 연결, UDS 요청/응답 흐름, 상태 표시, 로그 출력
CanTp*	CAN 8 byte 프레임 위의 ISO-TP 송수신, 멀티프레임 재조립
Uds*	UDS Request 생성, Positive/Negative Response 파싱
Bms*	BMS DID 정의, raw value 변환, 화면 데이터 모델, Write 파라미터 카탈로그
docs/	Layer 구조와 파일별 책임 설명 문서

🔄 시스템 아키텍처

[Windows WinForms UDS Tool]
        |
        | UDS Request / Response
        v
[UDS Client / Parser Layer]
        |
        | ISO-TP(SF/FF/CF/FC)
        v
[PCAN-USB / CAN Bus]
        |
        +--> [Main BMS / TC375]  Response ID: 0x701
        |
        +--> [Sub BMS / TC375]   Backup Response ID: 0x711

현재 툴은 요청 ID 하나(0x700)를 사용하고, 응답 ID로 Main/Sub BMS를 구분합니다. 산출물의 범용 UDS 예시에는 0x7E0/0x7E8, 0x7E1/0x7E9 구조도 포함되어 있으나, 이 저장소의 C# 구현 기준은 0x700/0x701/0x711입니다.

📡 CAN/UDS 통신 사양

CAN 기본값

항목	현재 구현값	위치
CAN Channel	PCAN_USBBUS1	Form1.cs
Bitrate	PCAN_BAUD_125K	Form1.cs
Frame Type	Classic CAN, Standard ID	산출물/코드 기준
DLC	8 byte	CanTpFrame.cs
Request ID	0x700	CanTpFrame.cs
Main Response ID	0x701	CanTpFrame.cs
Sub Response ID	0x711	CanTpFrame.cs
DID Read Timeout	1500 ms	Form1.cs

CAN-TP 프레임

프레임	PCI	구조	비고
Single Frame	0x0L	[Length] + UDS Payload + Padding	UDS payload 최대 7 byte
First Frame	0x1L	10 LL + Payload 첫 6 byte	전체 payload 길이 포함
Consecutive Frame	0x2N	SN + Payload 7 byte	Sequence Number 검증
Flow Control	0x30	30 00 00 00 00 00 00 00	First Frame 수신 후 Tool이 송신

지원 UDS 서비스

기능	Request SID	Positive SID	요청 예	사용 조건
Diagnostic Session Control	0x10	0x50	10 01, 10 03	CAN 연결 후
ECU Reset	0x11	0x51	11 01	Extended Session
ReadDataByIdentifier	0x22	0x62	22 F1 40	CAN 연결 후
WriteDataByIdentifier	0x2E	0x6E	2E F4 10 01	Extended Session
ReadDTCInformation	0x19	0x59	19 02 FF	CAN 연결 후
ClearDiagnosticInformation	0x14	0x54	14 FF FF FF	CAN 연결 후
TesterPresent	0x3E	0x7E	3E 80	Extended Session 유지
Negative Response	-	0x7F	7F RequestSID NRC	모든 서비스 오류

TesterPresent는 suppress positive response bit(0x80)를 사용하므로 ECU 구현에 따라 Positive Response가 생략될 수 있습니다.

🧾 주요 DID Map

화면 표시 DID

영역	항목	DID	Raw/Scale	표시 변환
Cell & Pack	Cell 1~4 SOC	0xF101~0xF104	%	raw %
Cell & Pack	Cell 1~4 SOH	0xF111~0xF114	%	raw %
Cell & Pack	Cell 1~4 Voltage	0xF121~0xF124	V * 100	raw / 100.0 V
Cell & Pack	Cell 1~4 Temp	0xF131~0xF134	℃	raw ℃
Cell & Pack	Pack SOC	0xF140	%	raw %
Cell & Pack	Pack Current	0xF205	A * 10, signed int16	signed(raw) / 10.0 A
Cell & Pack	Charge Enable	0xF20B	0/1	0=OFF, 1=ON
Cell & Pack	Discharge Enable	0xF207	0/1	0=OFF, 1=ON
Cell & Pack	Max Charge Current	0xF208	A * 10	raw / 10.0 A
Cell & Pack	Max Discharge Current	0xF209	A * 10	raw / 10.0 A
Vehicle Status	BMS Mode	0xF200	enum	0=STOP, 1=RUN
Vehicle Status	Charging	0xF201	enum	0=DISCHARGING, 1=CHARGING, 2=IDLE
Vehicle Status	Contactor	0xF202	enum	0=OPEN, 1=CLOSED, 2=PRECHARGE
Vehicle Status	Balancing	0xF203	enum	0=STABLE, 1=BALANCING, 2=UNSTABLE
Vehicle Status	Thermal	0xF204	enum	0=STABLE, 1=COOLING, 2=HEATING
Vehicle Status	Operation	0xF206	enum	0=NORMAL, 1=CHARGE, 2=DISCHARGE, 3=FAULT, 4=SLEEP
Vehicle Status	Fault Summary	0xF300	enum	0=NORMAL, 1=WARNING, 2=FAULT
Snapshot	BMS Snapshot	0xF310	Multi DID payload	[DID 2 byte + VALUE 2 byte] 반복

Sub BMS 응답에서는 산출물 기준으로 Operation Mode, Pack SOH, Heater, Cell Balancing 일부 항목이 미지원일 수 있으므로 UI에서 N/A 처리 정책을 둡니다.

WriteDataByIdentifier DID

카테고리	항목	DID	길이	값/스케일	비고
Cell Balancing	Balancing Enabled	0xF401	1 byte	0=OFF, 1=ON	Sub BMS 정책에 따라 제한 가능
Charge / Discharge	Charge Enable	0xF410	1 byte	0=OFF, 1=ON	Extended Session
Charge / Discharge	Discharge Enable	0xF411	1 byte	0=OFF, 1=ON	Extended Session
Thermal Management	Fan Command	0xF430	1 byte	0=OFF, 1=ON	Extended Session
Thermal Management	Heater Command	0xF431	1 byte	0=OFF, 1=ON	Sub BMS 미지원 가능
Threshold / Calibration	Over Voltage Threshold	0xF450	2 byte	raw = V * 100	3.0~5.0 V
Threshold / Calibration	Under Voltage Threshold	0xF451	2 byte	raw = V * 100	2.0~4.0 V
Threshold / Calibration	Over Temperature Threshold	0xF452	2 byte	raw = ℃	-40~125 ℃
Threshold / Calibration	Over Current Threshold	0xF453	2 byte	raw = A * 10	0~500 A
Monitoring	Pack Current	0xF205	2 byte	raw = A * 10, signed	Write 팝업에서 읽기 전용

Write 기능은 BmsWriteData의 타입, 범위, 스케일, 길이 검증을 거친 뒤 2E DID_H DID_L DATA... 형식으로 송신합니다.

🧪 주요 동작 흐름

1. PCAN 연결

CONNECT 클릭
  -> PCANBasic.Initialize(PCAN_USBBUS1, PCAN_BAUD_125K)
  -> 성공 시 CAN Connected 상태 표시
  -> Read/Session/DTC 버튼 활성화

2. DID 조회

Read 버튼 클릭
  -> UdsClient.CreateReadDidRequest(did)
  -> CanTpClient.Send(payload)
  -> ECU Response 수신
  -> CanTpReceiver.ProcessFrame()
  -> UdsResponseParser.TryParseReadDidResponse()
  -> BmsDataMapper.Apply()
  -> UI 값 갱신

Snapshot(0xF310)은 여러 DID 값을 하나의 응답에 담을 수 있어 Multi Frame으로 수신될 수 있습니다. 응답 payload는 62 F3 10 + [DID + VALUE] 반복 형태로 파싱합니다.

3. DTC 조회/삭제

READ DTC
  -> TX: 19 02 FF
  -> RX: 59 02 FF + [DTC 3 byte + Status 1 byte] 반복
  -> DTC List 갱신

CLEAR DTC
  -> TX: 14 FF FF FF
  -> RX: 54
  -> DTC List Clear

산출물 기준 DTC 예시는 0x010001 Over Voltage, 0x010002 Under Voltage, 0x010003 Over Temperature, 0x010004 Over Current, 0x010005 Communication Error, 0x010006 Main BMS Fault, 0x010007 Sub BMS Fault입니다.

4. Session 및 Tester Present

CHANGE SESSION
  -> Default: 10 01
  -> Extended: 10 03
  -> Positive Response: 50 session

Extended Session 진입 후
  -> Tester Present: 3E 80
  -> 주기적으로 송신하여 세션 유지

Write Parameter는 현재 UI에서 Extended Session일 때만 활성화됩니다.

5. Write Parameter

WRITE DATA 클릭
  -> Write 팝업 표시
  -> 현재 값 Read
  -> 입력값 타입/범위/스케일 검증
  -> TX Preview 생성
  -> WriteDataByIdentifier 송신
  -> Positive Response 6E DID 확인

🖥️ UI 구성

영역	표시/제어 항목
Connection	CAN 연결 상태, 채널, Bitrate, BMS Source(Main/Sub/Waiting)
UDS Control	Session 선택/전환, Tester Present 상태, ECU Reset
Cell Data	4개 Cell SOC/SOH/Voltage/Temperature
Pack Summary	Pack SOC, Pack Voltage, Avg Temp, Pack Current
Vehicle Status	BMS Mode, Charging, Contactor, Balancing, Thermal, Operation, Fault
DTC List	DTC Code, Status, 설명
Log	CAN TX/RX, UDS 응답, 오류/Timeout 로그
Write Parameter	제어/임계값 Write, TX Preview, 현재값 조회

🚀 설치 및 실행 가이드

필요 환경

항목	설명
OS	Windows
.NET SDK	프로젝트 Target Framework와 호환되는 .NET SDK (net10.0-windows)
IDE	Visual Studio 또는 dotnet CLI
CAN 장비	PEAK PCAN-USB
Driver/Library	PEAK PCAN Driver, Peak.PCANBasic.NET NuGet package
대상 ECU	Main/Sub BMS 또는 TC375 기반 데모 ECU

실행

git clone https://github.com/EVThunder/UDS_Tool.git
cd UDS_Tool

dotnet restore .\FirstUI\FirstUI.csproj
dotnet build .\FirstUI\FirstUI.csproj
dotnet run --project .\FirstUI\FirstUI.csproj

Visual Studio에서는 FirstUI.slnx를 열고 FirstUI 프로젝트를 시작 프로젝트로 지정한 뒤 실행하면 됩니다.

⚙️ 기본 설정 위치

설정	파일	현재값
PCAN Channel	Form1.cs	PCAN_USBBUS1
Bitrate	Form1.cs	PCAN_BAUD_125K
UDS Request ID	CanTpFrame.cs	0x700
Main Response ID	CanTpFrame.cs	0x701
Sub Response ID	CanTpFrame.cs	0x711
CAN Data Length	CanTpFrame.cs	8
Multi Frame Buffer	CanTpReceiver.cs	4096 byte
DID Timeout	Form1.cs	1500 ms
Write Catalog	BmsWriteCatalog.cs	Write 가능 항목/범위/스케일

🔧 개발 및 테스트

빌드 확인

dotnet build .\FirstUI\FirstUI.csproj

수동 통신 체크리스트

No	시험 항목	사전 조건	송신/조작	기대 결과
1	PCAN 연결	PCAN-USB 연결, USBBUS1, 125K	CONNECT	Status Connected
2	Main Snapshot	Main BMS 정상	22 F3 10	RX 0x701 Multi Frame, Main 값 갱신
3	Sub Snapshot	Main Fault, Sub Backup	22 F3 10	RX 0x711, Sub 값 갱신
4	Extended Session	CAN Connected	10 03	50 03, Tester Present ACTIVE
5	Tester Present	Extended Session	3E 80	응답 생략 또는 7E 80
6	DTC Read	Fault 발생 상태	19 02 FF	DTC List 갱신
7	DTC Clear	DTC 존재	14 FF FF FF	DTC List Clear
8	Write Charge Enable	Extended Session	2E F4 10 01	6E F4 10, Write OK
9	Baudrate mismatch	ECU와 툴 Baudrate 불일치	Read DID	Timeout 로그