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UDS 协议中 0x31 服务（Routine Control）详解及应用

一、0x31 服务概述

作用：0x31 服务（Routine Control，例程控制）用于在 ECU 上执行特定的诊断例程，包括但不限于内存擦除、传感器校准、系统测试等操作，是实现 ECU 深度诊断和维护功能的重要手段。

使用场景：通常在 ECU 处于编程会话（0x02）或扩展诊断会话（0x03），且已通过安全访问（0x27）解锁对应权限后执行。例如，在固件升级前需用此服务擦除目标内存区域，或在维修时对传感器进行校准操作。

二、请求报文格式（Tester → ECU）

参数	字节长度	含义	示例值
SID	1 Byte	服务标识符，固定为 0x31	0x31
Sub-Function	1 Byte	子功能代码，定义具体执行的例程类型，如 0x01（启动例程）、0x02（停止例程）、0x03（请求例程结果）	0x01
RoutineIdentifier	2 Bytes	例程序号，唯一标识需执行的例程（不同 ECU 对例程编号定义不同，需参考具体车型文档）	0x0010
ParameterRecord	可变长度	传递给例程的参数（如擦除地址范围、校准系数等），长度由例程需求决定	0x08000000 0x00010000（擦除地址 0x08000000，长度 64KB）

示例报文：

31 01 00 10 08 00 00 00 00 01 00 00

含义：在编程会话中，请求启动编号为 0x0010 的例程，目标是擦除从地址 0x08000000 开始、长度为 64KB 的内存区域。

三、响应报文格式（ECU → Tester）

1. 肯定响应（0x71）

参数	字节长度	含义	示例值
SID+0x40	1 Byte	响应标识符，固定为 0x71（0x31 + 0x40）	0x71
Sub-Function	1 Byte	确认执行的子功能代码，与请求报文中的子功能一致	0x01
RoutineIdentifier	2 Bytes	确认执行的例程序号	0x0010
RoutineResult	可变长度	例程执行结果数据（如校准后参数、擦除状态标志），长度由例程定义	0x00（擦除成功）

示例响应：

71 01 00 10 00

含义：ECU 确认已成功启动编号为 0x0010 的例程，内存擦除操作执行成功。

2. 否定响应（0x7F）

常见否定响应码（NRC）：

• 0x12：子功能不支持（如请求的子功能或例程在当前 ECU 中不存在）；

• 0x22：条件不满足（如未处于正确的诊断会话，或未通过安全访问）；

• 0x31：参数无效（传入的参数超出例程允许范围，如错误的内存地址）；

• 0x33：安全访问未解锁（执行敏感例程前未完成权限验证）；

• 0x72：故障处于活动状态（执行例程时检测到其他故障，导致操作中断）。

四、通信流程与关键机制

例程执行流程

1. 启动例程（Sub-Function 0x01）：诊断设备发送包含例程序号和参数的请求，ECU 验证权限和参数后执行例程，并返回肯定响应；

2. 停止例程（Sub-Function 0x02）：在例程运行过程中，诊断设备可随时发送停止请求，强制中断例程；

3. 请求结果（Sub-Function 0x03）：例程执行完成或停止后，诊断设备通过此子功能获取执行结果数据（如校验值、状态标志）。

安全与权限控制

• 敏感例程（如内存擦除、ECU 复位）必须在高安全等级（如 Level 3）解锁后执行；

• ECU 通过 NRC 返回错误码，拒绝未授权或参数错误的请求。

超时与重试机制

• 诊断设备需设置合理的超时时间（如 P2Timeout），避免因网络延迟导致例程执行失败；

• 若请求超时或收到否定响应，可根据 NRC 判断原因后重新发起请求。

五、实际应用案例

场景：ECU 固件升级前的内存擦除

1. 请求启动擦除例程：
   报文：

   报文：31 01 00 01 08 00 00 00 00 01 00 00

   含义：启动编号为 0x0001 的擦除例程，擦除地址 0x08000000 开始的 64KB 区域；

2. ECU 响应：
   肯定响应：

   肯定响应：71 01 00 01 00（擦除成功）；

3. 确认结果：
   发送子功能 0x03 请求：

   发送子功能 0x03 请求：31 03 00 01，ECU 返回详细擦除状态数据，验证内存是否已清空。

场景：传感器校准

1. 请求启动校准例程：
   报文：

   报文：31 01 00 05 01 02（假设 0x0005 为例程号，0x01 02 为校准参数）；

2. ECU 执行校准：
   完成后返回肯定响应，并包含校准后参数；

   完成后返回肯定响应，并包含校准后参数；

3. 保存校准结果：
   诊断设备通过其他服务（如 2E 服务）将新参数写入 ECU 非易失性存储。

   诊断设备通过其他服务（如 2E 服务）将新参数写入 ECU 非易失性存储。

六、配置注意事项

例程定义与兼容性

• 不同车型或 ECU 对例程序号（RoutineIdentifier）和参数格式的定义差异大，需严格参照 OEM 文档；

• 确保诊断设备支持目标 ECU 的所有例程子功能。

安全与权限管理

• 执行敏感例程前，必须通过 0x27 服务完成对应安全等级的解锁；

• 建议在执行例程前后检查 ECU 故障状态，避免因潜在故障导致操作失败。

数据一致性校验

• 部分例程（如擦除、写入）需配合其他服务（如 34、36、37 服务）使用，确保数据完整性；

• 对例程执行结果进行校验（如对比预期值与返回结果），防止错误操作。

这份内容全面解析了 0x31 服务。若你还想补充服务对比、增加更多案例，或是调整表述风格，欢迎随时告诉我。