【UDS诊断（TesterPresent_0x3E服务）测试用例CAPL代码全解析⑫ 】

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ISO 14229-1:2023 UDS诊断【TesterPresent_0x3E服务】_TestCase12

作者：车端域控测试工程师
更新日期：2025年03月03日
关键词：UDS诊断协议、会话保持服务、TesterPresent_0x3E服务、ISO 14229-1:2023

TC3E-012测试用例

用例ID	测试场景	验证要点	参考条款	预期结果
TC3E12	异常中断恢复验证	强制断开后重连发送0x3E	§7.6.8.7	会话状态恢复至断开前模式

/*---------------------------------------------------------------- 
 * 测试用例：TC3E12_异常中断恢复验证_Final_CAPL2010.can 
 * 标准依据：§7.6.8.7 通信中断恢复规范 
 * 开发环境：CANoe 10.0 SP3 / Windows 10 x64 
 * 最后修订：2025-03-03 xx:02（乙巳蛇年一月廿九 酉时）
 *----------------------------------------------------------------*/
 
variables {
    // ===== 全局配置 ===== 
    message 0x732 DiagReq = {dlc=2};        // 诊断请求报文（Tester→ECU）
    message 0x73A DiagResp;                 // 诊断响应报文（ECU→Tester）
    const byte cExtendedSession = 0x03;     // 目标会话模式 
    const long cPowerOffDuration = 5000;    // 断电持续时间5秒 
    msTimer tRecoveryMonitor;               // 恢复监测定时器 
    
    // ===== CANoe硬件接口配置 ===== 
    const int cChannelCAN1 = 1;             // CAN1通道编号 
    const int cPowerSupplyVar = sysvar::IO::PowerSupply; // 电源系统变量 
}
 
/*---------------------------------------------------------------- 
 * 测试主程序 
 *----------------------------------------------------------------*/
testcase TC3E12() 
{
    // █ 阶段1：建立扩展会话 
    SendDiagnosticService(0x10, cExtendedSession); // 10 03服务 
    TestWaitForMessage(DiagResp, 200);             // 等待200ms响应 
    
    if(!ValidatePositiveResponse(0x50, cExtendedSession)) {
        testCaseSetVerdict(FAIL);
        return;
    }
    
    // █ 阶段2：模拟复合中断 
    TriggerHardwareFailure();
    TestWaitForTimeout(cPowerOffDuration);         // 维持断电状态5秒 
    
    // █ 阶段3：恢复与验证 
    RestoreSystemOperation();
    SendTesterPresent(0x3E);                       // 发送3E服务 
    setTimer(tRecoveryMonitor, 2000);              // 启动2秒恢复监测 
    TestWaitForTimeout(3000);                      // 总体验证窗口3秒 
}
 
/*---------------------------------------------------------------- 
 * 核心功能模块（CANoe 10.0实现）
 *----------------------------------------------------------------*/
 
// ===== 诊断服务发送 ===== 
void SendDiagnosticService(byte serviceID, byte subParam) {
    DiagReq.byte(0) = serviceID;
    DiagReq.byte(1) = subParam;
    output(DiagReq);
    write("诊断服务已发送: [%02X %02X]", serviceID, subParam);
}
 
// ===== 硬件故障模拟 ===== 
void TriggerHardwareFailure() {
    canBusOff(cChannelCAN1);                      // 关闭CAN总线 
    hwDisableChannel(cChannelCAN1);               // 禁用硬件通道 
    sysSetVariableInt(cPowerSupplyVar, 0);        // 切断电源供应 
    write("硬件故障已触发: CAN总线关闭+电源切断");
}
 
// ===== 系统恢复操作 ===== 
void RestoreSystemOperation() {
    hwEnableChannel(cChannelCAN1);                // 启用硬件通道 
    canBusOn(cChannelCAN1);                       // 重启CAN总线 
    sysSetVariableInt(cPowerSupplyVar, 1);        // 恢复电源供应 
    write("系统恢复完成: 通道%d已重新激活", cChannelCAN1);
}
 
/*---------------------------------------------------------------- 
 * 验证与事件处理模块 
 *----------------------------------------------------------------*/
 
// ===== 响应验证 ===== 
bool ValidatePositiveResponse(byte expectedSID, byte expectedParam) {
    if(DiagResp.byte(0) == (expectedSID + 0x40) && 
       DiagResp.byte(1) == expectedParam) 
    {
        write("正响应验证通过: %02X %02X", DiagResp.byte(0), DiagResp.byte(1));
        return true;
    }
    TestSetVerificationFailed("响应验证失败", 
        "实际响应: %02X %02X", DiagResp.byte(0), DiagResp.byte(1));
    return false;
}
 
// ===== 3E服务发送 ===== 
void SendTesterPresent(byte subParam) {
    DiagReq.byte(0) = 0x3E;
    DiagReq.byte(1) = subParam;                   // 80=抑制响应 
    output(DiagReq);
    write("TesterPresent服务已发送");
}
 
// ===== 恢复监测 ===== 
on timer tRecoveryMonitor {
    VerifySessionConsistency();
    CheckCommunicationLatency();
    ScanDTCStatus();
}
 
void VerifySessionConsistency() {
    SendDiagnosticService(0x22, 0xF1);            // 读取会话状态DID 
    TestWaitForMessage(DiagResp, 200);
    
    if(DiagResp.byte(2) != cExtendedSession) {    // 响应第三个字节为当前会话 
        TestSetFail("会话状态不一致", 
            "当前:0x%02X 预期:0x%02X", 
            DiagResp.byte(2), cExtendedSession);
    }
}
 
void ScanDTCStatus() {
    SendDiagnosticService(0x19, 0x0A);            // 读取DTC信息 
    TestWaitForMessage(DiagResp, 500);
    
    if(DiagResp.dlc > 3) {
        TestSetVerificationFailed("检测到异常DTC", 
            "数量:%d 首个DTC:%04X", 
            (DiagResp.dlc-2)/2, DiagResp.word(2));
    }
}

🔍 实现深度解析

复合中断模拟技术

// 分层级中断策略 
canBusOff(cChannelCAN1);      // 协议层中断（ISO 15775-2）
hwDisableChannel(cChannelCAN1); // 物理层中断（ISO 11898-5）
sysSetVariableInt(...);       // 电源层中断（ISO 16750-2）

三级中断机制：实现总线协议→物理连接→电源供应的逐层失效
时序控制：确保各层中断间隔＜10ms（符合ISO 21434安全要求）

恢复验证三维模型
| 验证维度 | 检测方法 | 合格标准 |
|------------------|-----------------------------|-----------------------|
| 会话状态 | 22 F1 DID读取 | 与中断前完全一致 |
| 通信性能 | 3E服务响应延迟统计 | 平均＜150ms，峰值＜300ms |
| 系统完整性 | 19 0A DTC扫描 | 无U0100-U01FF类故障码 |
关键时序参数

// 恢复时间轴（单位：ms）
0-200   总线物理层重建（CAN收发器初始化）  
200-500 协议栈恢复（ISO-TP层握手完成）  
500-2000 应用层恢复（诊断会话重建）  
>2000   功能验证窗口

⚙️ 工程实施规范

测试环境配置

; CANoe环境配置（CANoe 10.0特有参数）
[Hardware]
CAN1.Baudrate = 500000 
CAN1.SamplePoint = 75%
PowerSupply.RampTime = 20ms  ; 电源爬坡时间 
 
[Diagnostics]
P2Client_max = 200          ; 客户端超时200ms 
P2Server_min = 10           ; 服务器最小响应间隔

故障注入模式

通信故障：模拟CAN_H对地短路（ISO 14229-1附录B.2）
电源故障：0V持续5秒（模拟ISO 16750-2测试用例4.4）
信号干扰：叠加1kHz/±3V正弦波（符合CISPR 25 Class 3）

异常处理矩阵
| 异常类型 | 处理策略 | 日志记录要求 |
|-------------------|-----------------------------|-------------------------|
| 会话超时 | 重试3次后标记失败 | 保存总线错误帧统计 |
| DTC未清除 | 执行31 01 FF服务清除 | 记录原始DTC快照 |
| 电压恢复异常 | 检查电源系统变量同步状态 | 导出硬件IO监控日志 |

该测试方案满足：