1.XCP用來做什么？

在汽車電子軟件開發中，經常會遇到需要在整車調試或者臺架調試時才能確定的一些變量，這個時候就會用到XCP，例如電機控制器的PID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。

那么XCP主要的用處以下總結為四點：

a.標定

b.測量（反饋一些變量的值供上位機或測試系統查看，如轉速等）

c.編程和刷新（例如更新一部分地址的數據值，甚至重編程等，這部分用的較少一般用UDS）

d.對ECU功能進行旁路，簡單來說就是模擬ECU的數據

其中主要用a,b兩點，其他兩點用的比較少。

XCP協議數據結構

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。

XCP數據包包含獨立于所選傳輸機制的協議數據，攜帶標識、時間戳和實際數據。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。

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2.XCP的工具簡介

目前XCP主要使用的工具有Vector公司的CANape ?ITAS的INCA，Value CAN等工具。

3.XCP的一般工作流程

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，當然你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），以XCPOnCAN為例，可以通過CAN ID的方式來識別不同的從節點，一般從節點需要兩個CANID，一個源地址，一個目標地址。那么硬件連接如下所示：

Master（帶上位機的筆記本）<-->CAN工具<-->Slave（ECU 可多個）

a.第一步我們要將Master和Slave連接起來，當然是通過發命令的方式建立連接，具體命令后面進行講解。

b.第二步可以通過上位機工具監控之前定義好的一些變量，例如速度，轉矩，電壓等參數；

c.第三步可以進行一些在線標定功能，比如在臺架上標定PID的一些參數，標定過程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），這個是標定的一般過程；

d.當然也可以通過重新擦寫一個數據區域，使用其編程的功能。

我認為映射關系可能是XCP中較核心的一個部分，下面我們講一講c步驟中的地址映射。

4.XCP地址映射

首先我們講一講 參考頁/工作頁/激活頁/邏輯地址/物理地址的一些概念

邏輯地址：為了XCP的邏輯應用定義的一塊地址，就像我們給一個變量定義了一個名字一樣；

物理地址：它是直接對應存儲器上的一塊地址比如RAM上的0x0000~0x0200一塊地址；Flash 0x1000~0x1200一塊地址；

參考頁： 你可以理解為定義的邏輯地址對應Flash上的一塊地址，比如邏輯地址0x0000~0x0200對應Flash上一塊0x1000~0x1200這個地址；那么參考頁的屬性在標定過程是可讀不可寫；

工作頁：你可以理解為定義的邏輯地址對應RAM上的一塊地址，比如邏輯地址0x0000~0x0200對應RAM上一塊0x0000~0x0200這個地址；注意工作頁的屬性是可讀可寫（方便標定修改嘛）

激活頁：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。

這里再進一步說一下標定過程：首先激活參考頁（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），這個時候就可以在線修改參數，來獲得較好的PID曲線，從而確定優化后的參數P，最后，我們還是需要將原來參考頁上的P參數，寫入優化后的P參數，這樣就完成了一個參數的標定。

下面我們講講兩種地址映射方式：

a.硬件方式

有些芯片是支持硬件地址映射的，比如我們現在使用的英飛凌TC27X系列，它的工作方式比較簡單，就是在你切換激活的工作頁時，操作寄存器，硬件完成地址映射。

舉個例子 假如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，Reg1=1，對應邏輯地址0x000~0x200 對應Ram中的0x000~0x200;

是不是超簡單，但是相應芯片價格會貴一點。

b.軟件方式

其實就是加入一個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)

同樣也不不復雜，但是會部分增加軟件的維護工作。

激活頁->參考頁 ??邏輯地址 0x000~0x200 ?->?Offset=0x100 ?Flash地址0x100~0x300 =(邏輯地址+Offset)

5.XCP的命令簡介

下面我將進行一定的分類方法來進行介紹；

Master->Slave （上位機到下位機）總共0xFF條

?????名稱 ???????????????????PID范圍

?????CMD ?????????????????0xC0~0xFF

?????STIM ?????????????????0x00~0xBF

Slave?->Master（下位機到上位機）總共0xFF條

?????名稱 ???????????????????PID范圍

?????Response ????????????0xFF

?????Error ????????????????????0xFE

? ? ?Event ???????????????????0xFD

?????Service ????????????????0xFC

?????DAQ ??????????????????0x00~0xFB ?//ODT的序號

下面大致解釋一下上面名稱：

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；

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，你可以理解為請求上位機服務。

DAQ：很顯然，就是下位機上傳數據給上位機。

XCP數據包有兩種類型CTO和DTO。

命令傳輸對象（CTO：Command Transfer Object）被用來傳輸一般的控制命令：控制命令（CMD），命令響應（RES），錯誤包（ERR）事件包（EV）以及服務請求數據包（SERV）。

數據傳輸對象（DTO：Data Transfer Object）被用于傳輸同步數據采集數據（DAQ）和同步數據激勵數據（STIM）。

CMD: Command

RES: Response

ERR: Error

EV: Event

SERV: Service Request Processor

DAQ: Data Acquisition

STIM: Stimulation

6.XCP的A2L文件

ASAP2標準是ASAM組織制定的一套標準，該標準規定了上位機（Master）和ECU（Slave）之間的通訊所需要的所有信息（可以是XCPonCAN，XCPonUSB等，也可以是CCP，還可以是UDS），而A2L文件就是ASAP2標準的表現形式。

符合ASAP2標準的A2L文件主要含有兩部分內容：ECU的描述信息和通訊方式的描述信息。

首先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，它里邊包含了某個特定的ECU中的軟件和系統信息，還包含了上位機和ECU通訊方式的約定，它用來指導上位機和ECU的通訊交互過程，讓他們對交互的信息有一致的認識，從而是上位機工具準確且友好的將ECU中的信息展現給用戶。

A2L文件是啥呢？它其實就是一種方便XCP進行工作的描述性一個文件，你可以理解為一個通訊矩陣，包含了項目信息、ECU信息、標定變量信息、測量變量信息等等如下所示。

/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

A2L文件結構及內容

一個A2L文件只能有一個Project(項目)，而項目中至少要有一個Module，A2L文件的注釋和C語言的注釋方式是一樣的，支持/**/和//兩種方式。
上邊文件結構中，不同的文件塊的意義：

HEADER這個塊里邊包含了項目信息，包括項目編號，項目版本等信息

MODULE這個塊里邊包含了在標定測量層面來描述ECU需要的所有信息，一個ECU對應一個MODULE塊，MODULE由許多子塊來組成1MOD_PAR這個塊里包含了用于管理ECU的數據，例如客戶名，編號，CPU類型，ECU的內存分配等，其中最重要的就是ECU的內存分配，開發人員需要根據ECU內存分段情況定義MEMORY SEGMENT和SEGMENT里邊的PAGE，這里的SEGMENT/PAGE的概念和在線標定中的概念是一致的，請參考在線標定篇章，一個MODULE里邊只能出現一次。

MOD_COMMON這個塊用來指定ECU的一些標準的一般性描述信息，比如大小端，數據的對齊方式，FLOAT變量的處理方式等，一個MODULE里邊只能出現一次。

CHARACTERISTIC這個塊用來定義標定變量，里邊包含了可以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，一個MODULE里邊可以出現很多次這樣的塊，也就是說一個ECU可以有很多的標定變量。

AXIS_PTS這個塊用來定義數組或查表變量對應的軸的類型，它將被RECORD_LAYOUT塊來引用，一個ECU里邊可以有很多種不同的軸類型，用于實現查表和插值。

MEASUREMENT這個塊用來定義測量變量，里邊包含了可以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，一個MODULE里邊可以出現很多次這樣的塊，也就是說一個ECU可以有很多的測量變量。

COMPU_METHOD用于定義計算公式，及原始值和物理值之前的轉換關系，這些公司可以被標定變量和測量變量來引用，從而將原始值轉換成便于用戶閱讀和使用的物理值。

COMPU_TAB這個塊用來定義原始值和物理值的映射關系，是一種特殊的轉換關系，它一般應用于枚舉變量，例如我們想采集一個代表XCP狀態機的變量，分別為0對應DISCONNECTED，1對應CONNECTED，2對應RESUME，那么我們就可以把這樣的映射關系定義層一個COMPU_TAB，然后關聯到對應的變量上，這時候如果上位機采集到1這樣的原始值，它就可以將當前的狀態顯示成“CONNECTED”字樣，方便用于閱讀和使用。

FUNCTION這個塊不是必須。

GROUPS這個塊這個把標定變量和測量變量按照一定的邏輯（比如功能模塊）組織起來，在上位機工具中形成一個下拉菜單，使得用于可以從中選擇變量，這個塊不是必須的。

RECORD_LAYOUT這個塊用來定義標定變量的物理存儲結構（單個變量，二維表，三維表等）。

上述的這些信息塊可以分為兩類：

• 一類是隨著ECU和XCP實施完成以后就確定的，這類信息一經確定以后再后續的使用過程中是不需要修改的，例如大小端，MEMORY SEGMENT內存分配等，上述HEADER/MOD_PAR/MOD_COMMON屬于這一類，另外一類是當ECU軟件有所調整的時候就會變化的，例如已有的標定變量和測量變量的地址，甚至變量名，或者可能會新增變量，上述CHARACTERISTIC/AXIS_PTS/MEASUREMENT/COMPU_METHOD/COMPU_TAB/FUNCTION
  /GROUPS/RECORD_LAYOUT屬于這一類。
• 在第二類中改動最多的尤其是CHARACTERISTIC和MEASUREMENT快中的變量地址信息，因為每次軟件變化重新編譯都會造成這部分信息的更新，地址更新導致的塊信息更新需要手動的更改A2L文件才能使得A2L和當前的軟件配置起來，只有兩者相匹配才能實現正確的標定和測量。

?A2L塊示例

測量變量vechicle_speed可以進行如下定義，該變量處于RAM中，對應的地址是0xD0001234，它的范圍是[0-230] ，它在ECU中以一個UWORD類型來表示，原始值和物理值的轉換關系為：Phy = 0.003 X Raw ，即Ax+B中A=0.003，B=0；

測量變量xcp_state代表XCP的狀態，可以進行如下定義，它處于RAM中，在ECU中的地址是0xD0005678，它是一個枚舉量，0對應DISCONNECTED，1對應CONNECTED，2對應RESUME；

標定變量Current_threshold可以進行如下定義，它處在FLASH標定區域，在ECU中的地址是0x00012345，它的范圍是[-20,20]，是一個有符號量，精度為0.125，即Phy = 0.125 X Raw我們前邊提到的，在每次軟件有更新重新編譯以后，會導致這些變量在ECU中的地址有變化，

那么上邊這些變量對應的ECU ADDRESS條目的內容就需要隨著改變，變量的地址信息可以從編譯生成的MAP文件中獲得，然后手動更新到A2L中。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的XCP协议学习笔记的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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