3. 网关路由表解析与测试用例设计

网关路由表是整车网络架构中“谁转发什么、按什么规则转发”的权威描述。它通常由网络架构团队以 DBC/ARXML/Excel 形式发布，包含源总线、目标总线、报文标识、路由类型、触发条件、超时策略等字段。测试工程师拿到路由表后，第一件事不是立刻写用例，而是把表“翻译”成可验证的转发契约：一条路由条目意味着一个确定的输入—输出映射，以及一组必须成立的时序与内容约束。本节围绕直通路由、条件路由、协议转换路由三类典型条目，说明如何解析字段并据此设计信号级与 PDU 级测试用例。

一、路由表关键字段的语义解析

以常见的 CAN-CAN 网关路由表为例，一条条目通常包含以下字段：

解析时需特别注意三点：一是 ID 是否重映射，若 DestID 与 SourceID 不同，目标侧抓包必须按 DestID 过滤；二是信号映射是否带缩放，例如源信号 0.5 rpm/bit、目标 0.25 rpm/bit，则同一物理值在两侧原始值不同；三是超时策略，它决定“源停发后目标报文是停发、保持最后值还是置默认值”。这三类信息直接决定用例的激励方式与判据。

二、三类路由的测试用例设计

直通路由（Direct）是最基础的转发：源报文按周期到达后，网关在固定延迟内原样或按 ID 映射转发到目标总线。信号级用例应选取边界值与典型值，例如 EngineSpeed 取 0、800、3000、6500 rpm，在 CAN1 上构造对应原始值，在 CAN2 上按 DestID 抓取并反算物理值，判据为“物理值一致且误差不超过量化步长的一半”。PDU 级用例则关注整帧：DLC 是否一致、保留位是否被清零、滚动计数器是否连续。若路由表声明“保留位透传”，则需构造保留位非零的帧验证其是否被原样转发。

条件路由（Conditional）在直通基础上增加使能条件。例如“仅当 Ignition==ON 且车速大于 0 时才转发”。设计用例时必须做条件组合覆盖：条件全真、单条件假、全假。以 Ignition 与 VehicleSpeed 两个布尔化条件为例，至少四条用例。判据不仅是“条件真时目标有报文”，还包括“条件假时目标无报文或按超时策略处理”。这里容易遗漏的是条件切换瞬间：Ignition 由 OFF 变 ON 后，目标报文应在多少毫秒内出现？路由表若给出 50 ms 使能延迟，则用例需在切换点后 50 ms 内检查首帧。

协议转换路由（Gateway）涉及跨协议或跨帧结构转换，典型如 CAN 到 CAN FD、CAN 到 LIN、或信号重新打包。此时源与目标的 DLC、信号布局、字节序都可能不同。用例设计要分两层：信号级验证物理值经缩放偏移后一致；PDU 级验证目标帧的 DLC、填充字节、校验和（若目标协议要求）是否正确。例如源 CAN 帧 8 字节，目标 CAN FD 帧 16 字节，则需检查后 8 字节是否为填充值 0x00 或 0xCC，这取决于路由表约定。

三、从路由表到可执行用例的转换方法

把路由表条目转换为 CAPL 或 vTESTstudio 用例时，建议采用“一条路由条目对应一个测试函数”的组织方式。函数内部依次完成：设置源信号物理值、按源 DBC 编码为原始值、调用输出函数发送、等待目标报文、解码目标信号、与期望值比较。对于条件路由，额外增加条件变量设置与清除步骤。对于协议转换路由，需分别加载源与目标 DBC，确保解码器正确。

以下是一个直通路由信号级用例的 CAPL 片段示例，用于验证 EngineSpeed 从 CAN1 到 CAN2 的映射：

testcase DirectRoute_EngineSpeed_Boundary()
{
  float physValues[4] = {0.0, 800.0, 3000.0, 6500.0};
  int i;
  for (i = 0; i < 4; i++)
  {
    // 按源 DBC 编码并发送
    message 0x1A0 msg;
    msg.EngineSpeed = physValues[i];
    output(msg);

    // 等待目标报文
    if (TestWaitForMessage(0x2B0, 200) == 1)
    {
      message 0x2B0 rxMsg;
      TestGetWaitEventMsgData(rxMsg);
      float actual = rxMsg.EngSpd;
      float tolerance = 0.25 / 2.0; // 目标量化步长一半
      if (abs(actual - physValues[i]) <= tolerance)
        TestStepPass("EngineSpeed %f rpm 映射正确", physValues[i]);
      else
        TestStepFail("EngineSpeed %f rpm 映射偏差 %f", physValues[i], actual);
    }
    else
    {
      TestStepFail("未在 200 ms 内收到目标报文 0x2B0");
    }
  }
}

该用例体现了三个关键设计点：一是边界值选取覆盖了信号量程两端；二是容差按目标量化步长的一半设定，避免因量化误差误判；三是等待超时设为 200 ms，大于路由表声明的最大转发延迟，留出余量。对于条件路由，可在循环外增加条件设置与清除，并增加“条件为假时 TestWaitForMessage 应超时”的反向断言。

四、覆盖度检查与常见遗漏

完成用例编写后，需对照路由表做覆盖度检查。建议从三个维度核对：路由条目覆盖（每条 RouteType 至少一条用例）、信号覆盖（每个映射信号至少一个边界值）、异常覆盖（超时、条件切换、DLC 异常）。常见遗漏包括：只测了条件为真的情况，未测条件为假；只测了典型值，未测量程边界；只验证了信号值，未验证目标帧 DLC 与保留位；以及未验证源报文停发后的超时行为。把这些检查项固化为评审清单，可显著降低漏测风险。

综上，路由表解析的核心是把表格字段转化为可观测的输入输出契约，测试用例设计则围绕直通、条件、协议转换三类路由分别展开信号级与 PDU 级验证。只有把 ID 映射、信号缩放、使能条件、超时策略四个要素都纳入用例，才能形成对网关路由功能的完整覆盖。