CAPL在仿真中的应用-09 验证诊断协议_capl定义诊断消息-优快云博客

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在汽车电子开发中，诊断协议（如UDS, KWP2000）是用于ECU（电子控制单元）故障诊断、参数配置和软件更新的关键通信协议。通过CAPL（CAN Access Programming Language），可以模拟诊断仪（Tester）与ECU之间的通信，验证ECU的诊断功能是否符合规范。以下是详细的步骤和CAPL脚本示例。

1. 诊断协议验证场景

诊断服务：验证ECU支持的诊断服务（如0x10 - 会话控制、0x22 - 读取数据、0x2E - 写入数据等）。
正响应：验证ECU对合法诊断请求的正确响应。
负响应：验证ECU对非法诊断请求的负响应（如NRC - Negative Response Code）。
会话切换：验证ECU在不同诊断会话（如默认会话、扩展会话）下的行为。
安全性：验证ECU在安全访问（Security Access）机制下的行为。

2. 测试目标

验证ECU的诊断功能是否符合UDS或其他诊断协议规范。
监控ECU对诊断请求的响应（正响应、负响应）。
确保ECU在不同诊断会话和安全状态下的行为符合预期。

3. CAPL脚本实现

以下是一个CAPL脚本示例，用于验证ECU的诊断协议：

variables {
  // 定义变量
  message diagReqMsg;  // 诊断请求消息
  message diagResMsg;  // 诊断响应消息
  byte sessionType = 0x01;  // 诊断会话类型（0x01: 默认会话）
  byte securityLevel = 0x00;  // 安全访问级别（0x00: 未解锁）
}

on start {
  // 初始化
  diagReqMsg.id = 0x7DF;  // 诊断请求ID（功能寻址）
  diagResMsg.id = 0x7E8;  // 诊断响应ID（ECU响应）
  sessionType = 0x01;  // 初始会话类型为默认会话
  securityLevel = 0x00;  // 初始安全访问级别为未解锁

  // 启动诊断测试
  write("Starting Diagnostic Protocol Test...");
  setTimer(diagTestTimer, 1000);  // 1秒后开始测试
}

on timer diagTestTimer {
  // 发送诊断请求
  if (sessionType == 0x01) {
    // 默认会话
    diagReqMsg.dlc = 8;  // 数据长度
    diagReqMsg.byte(0) = 0x02;  // 数据长度
    diagReqMsg.byte(1) = 0x10;  // 服务ID（0x10: 会话控制）
    diagReqMsg.byte(2) = 0x01;  // 子功能（0x01: 默认会话）
    output(diagReqMsg);  // 发送诊断请求
    write("Sending Diagnostic Request: 0x10 0x01 (Default Session)");
  } else if (sessionType == 0x03) {
    // 扩展会话
    diagReqMsg.dlc = 8;
    diagReqMsg.byte(0) = 0x02;
    diagReqMsg.byte(1) = 0x10;
    diagReqMsg.byte(2) = 0x03;  // 子功能（0x03: 扩展会话）
    output(diagReqMsg);
    write("Sending Diagnostic Request: 0x10 0x03 (Extended Session)");
  }
}

on message diagResMsg {
  // 监控诊断响应
  if (this.id == diagResMsg.id) {
    if (this.byte(1) == 0x50 && this.byte(2) == sessionType) {
      // 正响应（0x50: 会话控制响应）
      write("Positive Response Received: 0x50 0x%02X", sessionType);
      if (sessionType == 0x01) {
        // 切换到扩展会话
        sessionType = 0x03;
        setTimer(diagTestTimer, 1000);  // 1秒后发送下一个请求
      } else if (sessionType == 0x03) {
        // 测试安全访问
        securityLevel = 0x01;
        setTimer(securityAccessTimer, 1000);  // 1秒后测试安全访问
      }
    } else if (this.byte(1) == 0x7F && this.byte(2) == 0x10) {
      // 负响应（0x7F: 负响应, 0x10: 会话控制服务）
      write("Negative Response Received: NRC=0x%02X", this.byte(3));
    }
  }
}

on timer securityAccessTimer {
  // 测试安全访问
  if (securityLevel == 0x01) {
    // 发送安全访问请求（种子请求）
    diagReqMsg.dlc = 8;
    diagReqMsg.byte(0) = 0x02;
    diagReqMsg.byte(1) = 0x27;  // 服务ID（0x27: 安全访问）
    diagReqMsg.byte(2) = 0x01;  // 子功能（0x01: 请求种子）
    output(diagReqMsg);
    write("Sending Security Access Request: 0x27 0x01 (Seed Request)");
  }
}

on message diagResMsg {
  // 监控安全访问响应
  if (this.id == diagResMsg.id && this.byte(1) == 0x67 && this.byte(2) == 0x01) {
    // 正响应（0x67: 安全访问响应, 0x01: 种子）
    byte seed = this.byte(3);  // 获取种子
    write("Seed Received: 0x%02X", seed);
    // 计算密钥（示例：密钥 = 种子 + 1）
    byte key = seed + 1;
    // 发送密钥
    diagReqMsg.dlc = 8;
    diagReqMsg.byte(0) = 0x04;
    diagReqMsg.byte(1) = 0x27;
    diagReqMsg.byte(2) = 0x02;  // 子功能（0x02: 发送密钥）
    diagReqMsg.byte(3) = key;   // 密钥
    output(diagReqMsg);
    write("Sending Security Access Key: 0x27 0x02 0x%02X", key);
  }
}

on stop {
  // 测试结束，输出结果
  write("Diagnostic Protocol Test Completed.");
}