本文框架

• 0. 前言
• 1. XCP是什么？
• 2. XCP用來做什么？
• 3. XCP一般工作過程
• 4. XCP命令簡介
• • 4.1 數據包簡介
  • 4.2 數據包報文格式
  • 4.3 數據傳輸方式
• 5. XCP測量
• • 5.1 異步測量(Poling)
  • • 5.1.1 SHORT_UPLOAD命令
    • 5.1.2 SHORT_UPLOAD應答
    • 5.1.3 Poling模式特點
  • 5.2 DAQ測量
  • 5.3 DAQ基本原理
  • • 5.3.1DAQ基本原理
    • 5.3.2 動態DAQ
• 6 XCP標定
• • 6.1 地址映射
  • • 6.1.1 硬件方式（Overlay）
    • 6.1.2 軟件方式(Offset偏移)
  • 6.2 TC3xx系列Overlay
• 7 A2L文件格式
• 8 XCP的實際應用
• • 8.1 XCP工具簡介
• 9. XCP系列文章匯總

0. 前言

本文將對XCP是什么？做什么？一般工作過程，測量及標定等基本內容用最直白的語言掰開揉碎詳細介紹，滿足大家對XCP初步的認識，耐心看完本文你就會對XCP有基本掌握，收藏反復看效果更好。

另外，如果你對XCP實戰有更高需求，可移步到XCP實戰專欄，滿足更高進階需求。
實戰系列導讀快速鏈接：XCP實戰系列導讀

1. XCP是什么？

XCP表示“通用測量和校準協議”。“X”代表任意的傳輸層（如CAN、CANFD、FlexRay、Ethernet…）。由ASAM工作委員會（自動化和測量系統標準化協會）標準化。ASAM是汽車OEM，供應商和工具生產商的組織。

XCP是繼CCP（CAN校準協議）之后的協議升級版，基于CAN的部分基本沒有改變。XCP的開發旨在通過不同的傳輸媒介來實現此功能。

2. XCP用來做什么？

XCP的主要應用是內部ECU參數的測量和標定。在汽車軟件開發中，常會遇到需要在實車或者臺架調試時才能確定的變量，例如發動機控制器的點火角等參數，可能根據汽車的負載不一樣需要調整，這個時候就可通過XCP來標定。

XCP主要的用處以下總結為四點：測量、標定、刷新及對ECU進行旁路仿真。

其中主要用測量、標定及刷新功能，旁路功能用的相對較少。

3. XCP一般工作過程

首先XCP是主從的工作結構，主節點（Master）即一個上位機，我們定義它為測試系統，當然也可以理解為我們使用的XCP工具，一個主節點可以連接多個從節點（Slave），整個測試系統的連接如下所示：

Master（帶上位機的筆記本）<–>CAN工具(CANape/INCA等)<–>Slave（ECU-可多個）

1）.將Master和Slave通過設備連接起來，通過發命令的方式建立連接；
2）.通過上位機工具觀測之前定義好的一些變量，例如速度，轉矩，電壓等參數；
3）可進行在線標定，一般是先在一個存儲區（RAM）定義的變量找出一個比較好的參數，然后將這個比較好的參數固化下來，擦除原來的數據寫入到另外一個映射好的存儲區（flash）；
4）.通過將標定完成的軟件燒錄到ECU中，使用其編程的功能。

4. XCP命令簡介

4.1 數據包簡介

XCP的數據包分為兩類：CTO(Command Transfer Object)與DTO(Data Transfer Object)

如將命令按傳遞方向，可劃分如下：

CMD：指的是上位機下發給下位機的一些命令，比如連接命令FF，解鎖，獲取狀態等一些和下位機交互的命令；
STIM：你可以理解為一種上位機向下位機大量發數據的一種方式，相當于反向的DAQ；用于數據標定時，上位機向下位機修改參數。
Response：肯定應答，指的下位機答復上位機的命令；
Error：否定應答上位機的命令；
Event：事件，指下位機發生某事件時通知上位機；
Service：指下位機在某些情況下，需要上位機執行一些動作，可理解為請求上位機服務。
DAQ：下位機上傳數據給上位機。

4.2 數據包報文格式

主、從設備之間每次傳輸的數據都采用XCP幀的格式，包含一個XCP報頭、XCP數據包和XCP報尾。XCP幀支持的傳輸層可將這三個幀元素映射到相應的傳輸幀格式。

PID是標識字段的一部分，用于標記數據包及數據包內部的數據值。

CTO與DTO報文XCP Packet包格式如下:

主結點對從結點進行XCP控制時使用“命令（CMD）”，此時的PID在“0xC0”到“0xFF”的范圍內。從結點對這個命令返回肯定應答的情況下，使用“應答（RES）”，此時PID變為“0xFF”。

4.3 數據傳輸方式

標準傳輸模式：
在標準通信模型中，對從機的每個請求都有一個響應。除了 XCP 在 CAN 上，不允許多個從機對主機的命令做出響應。因此，每條 XCP 消息總是可以追溯到一個唯一的從機。這種模式是通信中的標準情況。

塊傳輸模式：
塊傳輸模式是可選的，可以節省大量數據傳輸(例如上傳或下載操作)的時間。盡管如此，在這種模式下，性能問題必須朝著從機的方向考慮。因此，必須保持兩個命令之間的最小時間，命令總數必須限制在最大值的上限。

交錯傳輸模式：
交錯模式也是出于性能原因而提供的，在典型通訊模式中，主機在收到上一條指令的回復前不會發送下一條指令，為提高通訊的效率，交錯通訊模型可以不等待回復直接再發送下一條指令。但是這種方法也是可選的，并且與塊傳輸模式相反，它在實踐中沒有相關性。

5. XCP測量

參數測量本質上是作為主設備對從設備的請求而實現的：“讀取存儲位置0x1234的值”。按測量方式可分為異步測量與同步測量。

5.1 異步測量(Poling)

即Poling模式，Poling是最簡單的測量方法，它不是基于DTO，而是基于CTO。對需要采集的變量進行挨個輪詢。

主站可以使用SHORT_UPLOAD命令從從站請求測量參數的值。這稱為輪詢。這是最簡單的測量情況：在已接收并執行SHORT_UPLOAD命令時發送測量參數的測量值。

異步測量是使用主結點發送的命令，通過指定的XCP地址來提取從結點的ECU內部的數據，并通過從結點的應答將該數據傳送給主結點，如此循環往復來實現的。為了取出數據，使用PID為“0xF4”的命令“SHORT_UPLOAD”。這個命令和應答的格式如下所述。

5.1.1 SHORT_UPLOAD命令

0字節 指定為PID“0xF4”
1字節 指定為取出字節數。最大為MAX_CTO -1字節
2字節 保留字段
3字節 指定為要讀出的8位擴展地址
4-7字節 指定為要讀出的32位地址

5.1.2 SHORT_UPLOAD應答

CTO 0字節位置，指定為PID“0xFF” CTO 1~MAX_CTO字節位置，指定為取出的數據
Poling模式下的特性：

5.1.3 Poling模式特點

1）Poling模式下的時間戳機制不能使用；
2）不同測量值時間上沒有一致性。
3）包含2條報文（上位機請求和Slave響應），影響總線負載率

5.2 DAQ測量

為了使測量與ECU的控制相匹配，有必要由ECU確定測量時機，并在數據取出來后由從結點發送到主結點。這種數據通信是通過DTO來完成的。

主結點在進行同步測量之前，通過命令指定要取出的數據的XCP地址，從結點在等到同步測量開始命令后，使用DTO發送到主結點。因此，在同步測量的情況下，不是通過命令和應答的組合，而是通過測量周期或事件，由從結點發送DTO報文到主結點。

ODT：同步數據傳輸對象與從機內存之間的映射關系（Object Descriptor Table）
DAQ: 位于從機的數據元素通過數據傳輸對象（Data AcQuisition），傳輸到主機，決定了在一個同步測量的周期或者事件觸發時要測量的內存數量。
每個事件周期（Event）可對應多個DAQ，一個DAQ包括多個ODT List，一個ODT包括多個變量。

5.3 DAQ基本原理

5.3.1DAQ基本原理

主機一次性配置好所有要讀取的變量，并關聯ECU端的不同事件channel，一旦ECU對應的事件發生（例如每隔100ms），主動上傳數據給主機。

5.3.2 動態DAQ

通過增加管理測量目標的DAQ列表中的ODT及其條目的數量，可以增加測量的測量點的數量。而且通過維持與要測量的事件通道數量一樣多的DAQ列表，可以對ECU的所有測量時機進行測量。但是這些數量的增加會增大ECU中的管理緩沖區，因此會消耗ECU的內存。

而且如果ECU具有10ms和20ms的控制周期，有場景下10ms的控制周期中測量的測量點的數量很大，有場景下20ms的控制周期中測量的測量點的數量也很大，即根據測量的場景不同，測量點的數量需求會有不同。對于這樣的應用程序，有一種稱為“動態DAQ”的功能，可以允許從結點動態更改每次測量的DAQ列表、ODT和ODT條目的數量。相反的，如果在集成XCP驅動程序時，這些數量是預先確定的，則稱為“靜態DAQ”。一個從結點將具有靜態或動態DAQ功能。

即同樣ECU內存情況下，可以通過減少10ms的DAQ來增加20ms的數量，在總的內存范圍中動態調整。

動態DAQ分配過程
動態DAQ列表配置使用FREE_DAQ、ALLOC_DAQ、ALLOC_ODT和ALLOC_ODT_ENTRY命令完成。這些命令允許在上述限制范圍內動態分配多個DAQ列表、多個ODT到DAQ列表以及多個ODT list到ODT。如果沒有足夠的內存來分配請求的對象，這些命令會得到一個ERR_MEMORY_溢出作為負響應。如果發生錯誤內存溢出，則完整的DAQ列表配置無效。

在動態DAQ列表配置序列開始時，主機始終首先必須發送一個FREE_DAQ。其次，對于ALLOC_DAQ，主機必須分配可配置DAQ列表的數量。然后，主機必須使用ALLOC_ODT命令將所有ODT分配給所有DAQ列表。最后，主機必須使用ALLOC_ODT_ENTRY命令將所有ODT條目分配給所有DAQ列表的所有ODT。

6 XCP標定

對從站的參數（寫訪問）的標定簡單可理解為：“將地址0x1234的值設置為5”。

在理解標定之前需要對參考頁、工作頁與激活頁有所了解:
參考頁（Reference Page）：可以理解為定義的邏輯地址對應Flash上的一塊地址，參考頁的屬性在標定過程是可讀不可寫；
工作頁（Working Page）：可以理解為定義的邏輯地址對應RAM上的一塊地址，工作頁的屬性是可讀可寫。
激活頁（Activiting Page）：就是指選擇激活的一個頁，比如激活工作頁或者激活參考頁等。

標定過程：激活參考頁（僅可讀），讀取當前的參數，比如PID中的比例因子 P，然后切換激活頁，激活工作頁（可讀可寫），可以在工作頁在線修改參數，來獲得較好標定值，最后，需要將優化后的P參數寫入到原來參考頁上，這樣就完成了一個參數的標定。

6.1 地址映射

下面我們講講兩種地址映射方式：硬件方式與軟件方式

6.1.1 硬件方式（Overlay）

有些芯片是支持硬件地址映射的，比如英飛凌TC系列，其工作方式比較簡單，就是在切換激活的工作頁時，通過操作寄存器完成地址映射。
如當寄存器Reg1 = 0時，激活頁是參考頁，邏輯地址0x000~0x200 對應的Flash中的0x100~0x300;
切換激活頁為工作頁時，寄存器Reg1=1，對應邏輯地址0x000~0x200
對應Ram中的0x000~0x200;

6.1.2 軟件方式(Offset偏移)

通過加入一個offset偏移量來實現，還是以上面的例子為例：
激活頁->參考頁
邏輯地址 0x000~0x200 -> Offset=0x100 Flash地址0x100~0x300
=(邏輯地址+Offset)
激活頁->工作頁
邏輯地址 0x000~0x200 -> Offset=0x000 Flash地址0x000~0x200
=(邏輯地址+Offset)

6.2 TC3xx系列Overlay

將數據訪問從原始目標內存（“目標Flash地址”）重定向到Overlay內存（“重定向地址”）的原理如下所示：
數據訪問Overlay使用Overlay范圍（“Overlay Blocks”）定義。每個Overlay Block定義一個地址空間的連續范圍，訪問被重定向到該范圍。每個Overlay Block都配置有以下內容參數：
Overlay Block目標Base地址-要重定向的目標地址范圍的起始地址；
Overlay Block大小-要重定向的地址范圍的大小；
Overlay Block重定向Base地址-重定向的起始地址。

在AURIX TM中，每個TriCore實例最多可使用32個Overlay范圍。Overlay內存Block的大小可以是2nx32字節，n=0到12。這使Block大小的范圍從32字節到128 KB。

每個Overlay Block有3個相關寄存器，用于獨立配置這些參數。Overlay參數的配置如下所示：
目標Base地址在OTARx寄存器中進行配置，
OverlayBlock大小用OMAKX寄存器進行配置，
重定向Base地址使用RABRx寄存器進行配置。

7 A2L文件格式

相對A2L文件格式有詳細了解可以去博主另一篇專門介紹A2L文件的文章（博文名稱：XCP-A2L文件解析）中查看，下面部分僅做簡單概述。

A2L文件是采用ASAP2指定的一套類XML語言的描述性語言（采用開標簽和關標簽來描述信息）書寫的文件，是一種方便XCP進行工作的描述性文件，可以將其理解為一個通訊矩陣，包含了通訊接口（CAN，USB等，項目信息、ECU信息、標定變量信息、測量變量信息等。

一般A2l框架如下：

/begin PROJECT /*表示一整個項目，一個文件一個項目*/ /begin HEADER /*描述項目信息，包括項目編號，項目版本等信息*/ /end HEADER/begin MODULE Device/*描述ECU需要的所有信息，一個ECU對應一個MODULE塊*//begin MOD_PAR /*管理ECU的數據，CPU 客戶 編號等等，最重要的是內存的分段分頁管理，類似DSP中的CMD文件*//end MOD_PAR /begin MOD_COMMON/*一般性描述信息，比如大小端，數據的對齊方式*//end MOD_COMMON/begin CHARACTERISTIC/*定義標定變量，包含被標定的變量的名字，地址，長度，計算公式，精度，最大最小值等信息*//end CHARACTERISTIC /*可定義多個*//begin AXIS_PTS/end AXIS_PTS/begin MEASUREMENT/*定義測量變量，包含了被測量的變量的名字，地址，長度，計算公式，精度，最大最小值等信息*//end MEASUREMENT/*可定義多個*//begin COMPU_METHOD/*定義計算公式，及原始值和物理值之前的轉換關系 如phy = ax+b*//end COMPU_METHOD/begin COMPU_TAB /*定義原始值和物理值的映射關系 一般是枚舉變量*//end COMPU_TAB/begin FUNCTION/end FUNCTION/begin GROUP/end GROUP/begin RECORD_LAYOUT/*定義標定變量的物理存儲結構（一維，二維表，三維表等）*//end RECORD_LAYOUT/end MODULE Device /end PROJECT

以上信息塊可分為兩類：

8 XCP的實際應用

8.1 XCP工具簡介

CANape、INCA、SPY等。

9. XCP系列文章匯總

XCP實戰系列介紹01-測量與標定底層邏輯介紹

XCP實戰系列介紹02-A2L文件詳盡解析

XCP實戰系列介紹03-英飛凌TC3xx芯片Overlay概述及開發過程介紹

XCP實戰系列介紹04-CANape工程配置超詳細介紹

XCP實戰系列介紹05-CANape觀測功能手把手教學

XCP實戰系列介紹06-CANape標定及標定后hex生成操作指導

XCP實戰系列介紹07-使用ASAP2 Editor生成A2l文件詳解

XCP實戰系列介紹08-基于Vehicle Spy進行XCP測量的工程配置詳解

XCP實戰系列介紹09-基于Vehicle Spy進行XCP測量步驟詳解

XCP實戰系列介紹10-基于CANoe實現XCP測量功能詳細介紹

XCP實戰系列介紹11-幾個常用的XCP命令解析

XCP實戰系列介紹12-基于Vector_Davinci工具的XCP配置介紹（一）

XCP實戰系列介紹13-基于Vector_Davinci工具的XCP配置介紹（二）

XCP實戰系列介紹14-基于Vector_Davinci工具的XCP配置介紹（三）

XCP實戰系列介紹15-XCP故障排查指導

總結

以上是生活随笔為你收集整理的XCP协议系列介绍01-看了就会的XCP协议的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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