Emisyon mevzuatından doğan bir soket
OBD-II bir veri arayüzü olarak doğmadı; bir mevzuat aracı olarak doğdu. Amaç, her aracın emisyonla ilgili sistemlerini kendisinin izlemesini, bir arıza olduğunda arıza gösterge lambasını (MIL) yakmasını, standart arıza kodları saklamasını ve tüm bunları tek bir standart soket üzerinden sunmasını sağlamaktı. Böylece muayene istasyonları ve bağımsız servisler her aracı aynı ekipmanla okuyabilecekti. Gerekliliği Kaliforniya Hava Kaynakları Kurulu (CARB) başlattı; ABD bunu 1996 model yılından itibaren binek otomobiller ve hafif kamyonlar için zorunlu kıldı. Avrupa da 98/69/EC sayılı Direktif kapsamındaki EOBD ile izledi.
Güvenli gateway'lerden UDS üzerinden OBD'ye kadar sonraki her gelişme, bu ilk yasal taahhütle bir arada var olmak zorundadır: mevzuatla tanımlanmış, emisyonla ilgili diyagnostik bilgiler özel bir izin gerekmeden standart soket üzerinden okunabilir kalmalıdır.
Pin pin SAE J1962 soketi
Soket, SAE J1962 ve ISO 15031-3'te tanımlanır: iki sıra halinde on altı pin, yolcu bölmesinde ve sürücü koltuğundan erişilebilecek bir konumda. Tip A 12 V'luk araçlarda kullanılır; ortadaki kılavuz kanalı kesintili olan Tip B ise 24 V'luk araçlarda kullanılır, böylece yalnızca 12 V için tasarlanmış ekipman yanlışlıkla takılamaz. Dokuz pin standartla tanımlanmıştır; geri kalan yedisi üreticiye bırakılmıştır.
Pek çok üretici, kendi servis ekipmanı için üreticiye özgü ek CAN çiftlerini ya da tek telli hatları serbest pinlere bağlar. Bunların hiçbiri mevzuatla tanımlı arayüzün parçası değildir; var olup olmadıkları, bit hızları ve davranışları markadan markaya ve model yılından model yılına değişir.
Sokette multimetre kontrolleri
Soket, diyagnostik CAN segmentinin sağlığını yalnızca bir multimetreyle kontrol etmek için de en pratik noktadır. Direnç, akü bağlantısı ayrılmışken ölçülür; böylece hiçbir alıcı-verici beslenmez ve multimetre 6 ile 14 numaralı pinler arasında yalnızca sonlandırma devresini görür.
İki sonlandırma direnci de yerinde: veri yolu sağlıklı.
Ölçümü akü bağlantısı ayrılmışken CAN-H ile CAN-L arasında yapın.
Gerilimler, araç uyanıkken 5 numaralı pine göre ölçülür. Boşta, yani resesif durumdaki yüksek hızlı bir CAN hattında her iki hat da yaklaşık 2,5 V'tadır. Trafik varken multimetrenin ortalama alması nedeniyle CAN-H 2,5 V'un biraz üzerinde, CAN-L ise biraz altında görünür. Uyuyan bir segmentte her iki hat da 0 V'a yakın okunur ve bu normaldir: düşük güç modundaki ISO 11898-2 alıcı-vericileri hattı öngerilimlemeyi bırakır. Bir gateway'in arkasındaki diyagnostik segmentin uyanık olduğu halde tamamen sessiz kalabileceğini de unutmayın; diyagnostik trafik yalnızca bir test cihazı konuşurken görünür. Osiloskop görüntülerini saha diyagnostiği yazısında ayrıntılı olarak ele alıyoruz.
ISO 15765-4: Mevzuatla tanımlı CAN katmanı
ISO 15765-4, emisyonla ilgili diyagnostiğin CAN üzerinde nasıl çalışacağını tanımlar. Dört kombinasyona izin verir: 11 bit ya da 29 bit tanımlayıcıyla 500 veya 250 kbit/s; binek otomobillerin ezici çoğunluğu 500 kbit/s kullanır. Aracın geri kalan CAN trafiğinden farklı olarak OBD haberleşmesi tamamen istek ve yanıt esasına dayanır: test cihazı sorar, ECU'lar yanıtlar. Biri istemedikçe diyagnostik kanalda hiçbir şey yayınlanmaz. Tanımlayıcılar standartla sabitlenmiştir:
ISO-TP: Sekiz bayttan uzun mesajlar
Klasik bir CAN çerçevesi sekiz bayt taşır; oysa yalnızca araç kimlik numarası (VIN) bile on yedi karakterdir. Genellikle ISO-TP olarak anılan ISO 15765-2, uzun mesajları parçalara böler. İlk veri baytının ilk yarım baytı, yani protokol kontrol bilgisi (PCI), alıcıya hangi tür çerçeveye baktığını söyler.
Klasik adreslemede ilk çerçevedeki 12 bitlik uzunluk alanı, bir mesajı 4.095 baytla sınırlar; ISO 15765-2'nin 2016 baskısı, yazılım yükleme için önemli olan 4 GiB'a kadar uzunluklar için bir kaçış dizisi ekledi. ISO-TP'yi ortak bir hatta nazik kılan şey akış kontrolüdür: kaç çerçevenin arka arkaya gelebileceğini ve aralarında ne kadar süre olacağını alıcı belirler.
Mevzuatla tanımlı servisler
Bu katalog yerini yenisine bırakıyor. UDS üzerinden OBD olarak da bilinen SAE J1979-2, mevzuatla tanımlı içeriği $01–$0A modları yerine UDS servisleriyle taşır. Kaliforniya buna 2023 model yılından itibaren izin veriyor ve 2027 model yılından itibaren zorunlu tutuyor. Ağır ticari araçlarda ise ISO 27145 (WWH-OBD) aynı UDS tabanlı yaklaşımı benimser. Soket aynı kalır; içinden konuşulan dil değişir.
UDS: Servis diyagnostiğinin dili
Mevzuatla tanımlı emisyon verilerinin ötesindeki her şey, bir gövde kontrolcüsünün arıza hafızasını okumaktan yeni takılan bir parçayı kodlamaya kadar, ISO 14229-1'de tanımlanan UDS (Unified Diagnostic Services) ile yapılır. UDS taşıma katmanından bağımsızdır: ISO 14229-3 onu ISO-TP aracılığıyla CAN'e, ISO 14229-5 ise DoIP (ISO 13400) aracılığıyla Ethernet'e taşır. Olumlu bir yanıt, servis tanımlayıcısına 0x40 eklenmiş haliyle başlar; olumsuz bir yanıt ise 0x7F ile başlar, ardından servis tanımlayıcısı ve bir olumsuz yanıt kodu (NRC) gelir.
Soket neden gateway'in arkasına taşındı
İlk CAN'li araçların çoğunda 6 ve 14 numaralı pinler doğrudan bir güç aktarma hattına bağlanırdı. Diyagnostik soketi, canlı bir kontrol ağı üzerindeki bir saplamadan ibaretti. Bu hem pratik hem de kırılgandı. Sokete takılan her şey güvenlik açısından kritik bir hatta mesaj gönderebiliyor, uzun ya da kalitesiz bir adaptör kablosu sinyal kalitesini bozabiliyor, hatalı davranan bir cihaz hattı yükleyebiliyor ya da baskın seviyede kilitleyebiliyordu. Araçlar hücresel ve kablosuz bağlantı kazandıkça soket saldırı yüzeyinin açık bir parçası haline geldi; 2015'te seri üretim bir SUV'ye yapılan ve geniş yankı uyandıran uzaktan saldırı 1,4 milyon aracın geri çağrılmasına yol açtı ve sektörün bölümlemeye geçişini hızlandırdı.
Güncel mimarilerde diyagnostik soketi, merkezi gateway'e ait ayrı bir segmente bağlanır. Gateway diyagnostik isteklerini kabul eder, adreslenen ECU hangi iç hatta bulunuyorsa isteği oraya yönlendirir ve yanıtları geri taşır. Güç aktarma, şasi ve gövde alanlarının yayın trafiği ise bulunduğu yerde kalır. Soketten bakıldığında modern bir araç, bir test cihazı konuşana kadar sessizdir.
Güvenli gateway'ler ve kimliği doğrulanmış erişim
Güvenli gateway bu yönlendirmeye kimlik doğrulama ekler. Mevzuatla tanımlı verileri ve emisyonla ilgili arıza kodlarını okumak, yasanın gerektirdiği gibi serbest kalır. Kodları silmek, aktüatör testleri çalıştırmak, kodlama ve programlama yapmak ise kimliğini doğrulamış bir test cihazı gerektirir; bu doğrulama genellikle üreticide ya da yetkili bir aracı kuruluşta açılmış çevrim içi bir hesap üzerinden veya UDS Authentication servisinin denetlediği sertifikalarla yapılır. Stellantis (o dönemki adıyla FCA) bazı modellerde 2018'den itibaren güvenli gateway modülleri kullanmaya başladı; Volkswagen Grubu 2020'de SFD diyagnostik korumasıyla onu izledi; Mercedes-Benz, Renault ve Nissan da diyagnostik erişimi benzer biçimde kısıtlayan üreticiler arasında.
Gateway'i mevzuat biçimlendiriyor
Mevzuatta birbirine ters yönlere çeken iki güç vardır; güvenli gateway de bu ikisinin buluştuğu yerdir. UNECE R155, üreticilerin siber güvenlik risklerini aracın tüm yaşam döngüsü boyunca yönetmesini şart koşar; bu da güvenlik açısından kritik ECU'lara giden gereksiz her yolun kapatılmasını güçlü biçimde teşvik eder. AB tip onayı mevzuatı (Regulation (EU) 2018/858) ise üreticilerin bağımsız işletmelere diyagnostik dahil onarım ve bakım bilgilerine ayrım gözetmeksizin erişim vermesini zorunlu tutar. Anahtar ve immobilizer gibi güvenlikle ilgili fonksiyonlar için Ağustos 2023'ten bu yana işleyen SERMI şeması, denetimden geçmiş bağımsız profesyonellere bir erişim yolu sunar. Sonuç; okumaya açık, yazmaya kapılı ve her ikisi için de denetlenebilir bir sokettir.
Sonradan takılan cihazlar için sonuçlar
Sigorta cihazları, filo takip üniteleri ve diğer tak-çalıştır cihazlar OBD soketini popüler bir montaj noktası haline getirdi. Yukarıda anlatılan mimari, araçta kalıcı olarak kalması amaçlanan herhangi bir cihaz için bu tercihin neden savunulması giderek zorlaştığını açıklıyor:
- Sınırlı görüş. Gateway'in arkasında soket, aracın iç yayın trafiğini değil, diyagnostik diyaloğu taşır.
- Her yanıtın bedeli bir istektir. İstek-yanıt esaslı diyagnostik hat yükünü artırır, ECU'ları uyanık tutabilir ve aynı kanalı kullanan bir servis test cihazıyla ya da muayene ekipmanıyla çakışabilir.
- Kapılı fonksiyonlar. Güvenli gateway'li araçlarda, mevzuatla tanımlı okumanın ötesindeki her şey, kalıcı olarak takılmış bir cihazın sahip olmadığı bir kimlik doğrulama gerektirir.
- Kesintisiz besleme. 16. pin her zaman enerjilidir; dolayısıyla cihazın kendi tüketimi ve ağ uykusuna etkisi araç sahibinin sorunu haline gelir.
- Mekanik zorlanma. Soket, bir oturum boyunca takılı kalan bir test cihazı için tasarlanmıştır; yıllarca torpido altında sallanan, dizlere, titreşime ve temizliğe maruz kalan bir cihaz için değil.
- Başkalarının erişimi. Servisler, yol kenarı denetimleri ve periyodik muayeneler soketin boş ve çalışır durumda olmasına ihtiyaç duyar.
- Güvenlik duruşu. Telsiz bağlantısı olan tak-çalıştır bir cihaz, aracın saldırı yüzeyinin parçası olur; R155 sonrası araçlar diyagnostik segmentteki bilinmeyen katılımcıları kayda geçirebilir ya da işaretleyebilir.
Güvenli gateway arıza kodlarını okumamı engeller mi?
Hayır. Mevzuatla tanımlı OBD verileri ve emisyonla ilgili arıza kodları özel bir izin olmadan okunabilir kalmak zorundadır. Güvenli gateway'ler; kod silmeyi, aktüatör testlerini, kodlamayı ve programlamayı kimliği doğrulanmış test cihazlarıyla sınırlar.
Sokette hiç trafik yokken 6 ve 14 numaralı pinler neden 60 Ω ölçülüyor?
Çünkü diyagnostik segment, her yüksek hızlı CAN segmenti gibi iki ucundan sonlandırılmıştır; ancak bir gateway'in arkasında yalnızca bir test cihazı haberleşirken trafik taşır. Doğru 60 Ω değerine sahip sessiz bir soket normaldir.
Aynı tak-çalıştır cihaz neden bir araçta çalışıp diğerinde çalışmıyor?
Mevzuat katmanı dört CAN varyantına izin verir, üreticiler soketin önüne farklı gateway politikaları koyar, güvenli gateway'ler erişimi kısıtlar ve yeni araçlar servis fonksiyonlarını DoIP'ye ya da UDS üzerinden OBD'ye taşır. Bunların her biri bir cihazın sokette gördüğünü değiştirir.
DoIP diyagnostik soketinde CAN'in yerini mi alıyor?
Bugün hafif araçlarda mevzuatla tanımlı OBD için hayır. DoIP aynı soketin üreticiye bırakılmış pinlerini kullanır ve ağırlıklı olarak yazılım yükleme gibi hızlı servis erişimi için tercih edilir; 6 ve 14 numaralı pinler diyagnostik CAN taşımaya devam eder.
UDS üzerinden OBD ile ne değişiyor?
Mevzuatla tanımlı içerik, klasik $01–$0A servislerinden servislerin üretici diyagnostiği için de kullandığı UDS servislerine taşınıyor. Kaliforniya bunu 2027 model yılından itibaren zorunlu tutuyor. Test cihazlarının uzun yıllar boyunca her ikisini de desteklemesi gerekecek.
