1.XCP用來做什么？

在汽車電子軟件開發(fā)中，經(jīng)常會(huì)遇到需要在整車調(diào)試或者臺(tái)架調(diào)試時(shí)才能確定的一些變量，這個(gè)時(shí)候就會(huì)用到XCP，例如電機(jī)控制器的PID參數(shù)，可能根據(jù)汽車的負(fù)載不一樣需要調(diào)整，這個(gè)時(shí)候就可通過XCP來標(biāo)定。

那么XCP主要的用處以下總結(jié)為四點(diǎn)：

a.標(biāo)定

b.測(cè)量（反饋一些變量的值供上位機(jī)或測(cè)試系統(tǒng)查看，如轉(zhuǎn)速等）

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

d.對(duì)ECU功能進(jìn)行旁路，簡(jiǎn)單來說就是模擬ECU的數(shù)據(jù)

其中主要用a,b兩點(diǎn)，其他兩點(diǎn)用的比較少。

XCP協(xié)議數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

主、從設(shè)備之間每次傳輸?shù)臄?shù)據(jù)都采用XCP幀的格式，包含一個(gè)XCP報(bào)頭、XCP數(shù)據(jù)包和XCP報(bào)尾。XCP幀支持的傳輸層可將這三個(gè)幀元素映射到相應(yīng)的傳輸幀格式。

XCP數(shù)據(jù)包包含獨(dú)立于所選傳輸機(jī)制的協(xié)議數(shù)據(jù)，攜帶標(biāo)識(shí)、時(shí)間戳和實(shí)際數(shù)據(jù)。PID是標(biāo)識(shí)字段的一部分，用于標(biāo)記數(shù)據(jù)包及數(shù)據(jù)包內(nèi)部的數(shù)據(jù)值。

?

2.XCP的工具簡(jiǎn)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(jié)構(gòu)，主節(jié)點(diǎn)（Master）即一個(gè)上位機(jī)，我們定義它為測(cè)試系統(tǒng)，當(dāng)然你也可以理解為我們使用的XCP工具，一個(gè)主節(jié)點(diǎn)可以連接多個(gè)從節(jié)點(diǎn)（Slave），以XCPOnCAN為例，可以通過CAN ID的方式來識(shí)別不同的從節(jié)點(diǎn)，一般從節(jié)點(diǎn)需要兩個(gè)CANID，一個(gè)源地址，一個(gè)目標(biāo)地址。那么硬件連接如下所示：

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

a.第一步我們要將Master和Slave連接起來，當(dāng)然是通過發(fā)命令的方式建立連接，具體命令后面進(jìn)行講解。

b.第二步可以通過上位機(jī)工具監(jiān)控之前定義好的一些變量，例如速度，轉(zhuǎn)矩，電壓等參數(shù)；

c.第三步可以進(jìn)行一些在線標(biāo)定功能，比如在臺(tái)架上標(biāo)定PID的一些參數(shù)，標(biāo)定過程一般是先在一個(gè)存儲(chǔ)區(qū)（RAM）定義的變量找出一個(gè)比較好的參數(shù)，然后將這個(gè)比較好的參數(shù)固化下來，擦除原來的數(shù)據(jù)寫入到另外一個(gè)映射好的存儲(chǔ)區(qū)（flash），這個(gè)是標(biāo)定的一般過程；

d.當(dāng)然也可以通過重新擦寫一個(gè)數(shù)據(jù)區(qū)域，使用其編程的功能。

我認(rèn)為映射關(guān)系可能是XCP中較核心的一個(gè)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(yīng)用定義的一塊地址，就像我們給一個(gè)變量定義了一個(gè)名字一樣；

物理地址：它是直接對(duì)應(yīng)存儲(chǔ)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(duì)應(yīng)Flash上的一塊地址，比如邏輯地址0x0000~0x0200對(duì)應(yīng)Flash上一塊0x1000~0x1200這個(gè)地址；那么參考頁的屬性在標(biāo)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(duì)應(yīng)RAM上的一塊地址，比如邏輯地址0x0000~0x0200對(duì)應(yīng)RAM上一塊0x0000~0x0200這個(gè)地址；注意工作頁的屬性是可讀可寫（方便標(biāo)定修改嘛）

激活頁：就是指選擇激活的一個(gè)頁，比如激活工作頁或者激活參考頁等。

這里再進(jìn)一步說一下標(biāo)定過程：首先激活參考頁（僅可讀），讀取當(dāng)前的參數(shù)，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(gè)時(shí)候就可以在線修改參數(shù)，來獲得較好的PID曲線，從而確定優(yōu)化后的參數(shù)P，最后，我們還是需要將原來參考頁上的P參數(shù)，寫入優(yōu)化后的P參數(shù)，這樣就完成了一個(gè)參數(shù)的標(biāo)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(xiàn)在使用的英飛凌TC27X系列，它的工作方式比較簡(jiǎn)單，就是在你切換激活的工作頁時(shí)，操作寄存器，硬件完成地址映射。

舉個(gè)例子 假如Reg1 = 0時(shí)，激活頁是參考頁，邏輯地址0x000~0x200 對(duì)應(yīng)的Flash中的0x100~0x300;

切換激活頁為工作頁時(shí)，Reg1=1，對(duì)應(yīng)邏輯地址0x000~0x200 對(duì)應(yīng)Ram中的0x000~0x200;

是不是超簡(jiǎn)單，但是相應(yīng)芯片價(jià)格會(huì)貴一點(diǎn)。

b.軟件方式

其實(shí)就是加入一個(gè)offset偏移量來實(shí)現(xiàn)。

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(fù)雜，但是會(huì)部分增加軟件的維護(hù)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(jiǎn)介

下面我將進(jìn)行一定的分類方法來進(jìn)行介紹；

Master->Slave （上位機(jī)到下位機(jī)）總共0xFF條

?????名稱 ???????????????????PID范圍

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

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

Slave?->Master（下位機(jī)到上位機(jī)）總共0xFF條

?????名稱 ???????????????????PID范圍

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

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

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

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

?????DAQ ??????????????????0x00~0xFB ?//ODT的序號(hào)

下面大致解釋一下上面名稱：

CMD：指的是上位機(jī)下發(fā)給下位機(jī)的一些命令，比如連接命令FF，解鎖，獲取狀態(tài)等一些和下位機(jī)交互的命令；

STIM：你可以理解為一種上位機(jī)向下位機(jī)大量發(fā)數(shù)據(jù)的一種方式，相當(dāng)于反向的DAQ；

Response：肯定應(yīng)答，指的下位機(jī)答復(fù)上位機(jī)的命令；

Error：否定應(yīng)答上位機(jī)的命令；

Event：事件，指下位機(jī)發(fā)生某事件時(shí)通知上位機(jī)；

Service：指下位機(jī)在某些情況下，需要上位機(jī)執(zhí)行一些動(dòng)作，你可以理解為請(qǐng)求上位機(jī)服務(wù)。

DAQ：很顯然，就是下位機(jī)上傳數(shù)據(jù)給上位機(jī)。

XCP數(shù)據(jù)包有兩種類型CTO和DTO。

命令傳輸對(duì)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(yīng)（RES），錯(cuò)誤包（ERR）事件包（EV）以及服務(wù)請(qǐng)求數(shù)據(jù)包（SERV）。

數(shù)據(jù)傳輸對(duì)象（DTO：Data Transfer Object）被用于傳輸同步數(shù)據(jù)采集數(shù)據(jù)（DAQ）和同步數(shù)據(jù)激勵(lì)數(shù)據(jù)（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(biāo)準(zhǔn)是ASAM組織制定的一套標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了上位機(jī)（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(biāo)準(zhǔn)的表現(xiàn)形式。

符合ASAP2標(biāo)準(zhǔn)的A2L文件主要含有兩部分內(nèi)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(biāo)簽和關(guān)標(biāo)簽來描述信息）書寫的文件，它里邊包含了某個(gè)特定的ECU中的軟件和系統(tǒng)信息，還包含了上位機(jī)和ECU通訊方式的約定，它用來指導(dǎo)上位機(jī)和ECU的通訊交互過程，讓他們對(duì)交互的信息有一致的認(rèn)識(shí)，從而是上位機(jī)工具準(zhǔn)確且友好的將ECU中的信息展現(xiàn)給用戶。

A2L文件是啥呢？它其實(shí)就是一種方便XCP進(jìn)行工作的描述性一個(gè)文件，你可以理解為一個(gè)通訊矩陣，包含了項(xiàng)目信息、ECU信息、標(biāo)定變量信息、測(cè)量變量信息等等如下所示。

/begin PROJECT /*表示一整個(gè)項(xiàng)目，一個(gè)文件一個(gè)項(xiàng)目*//begin HEADER /*描述項(xiàng)目信息，包括項(xiàng)目編號(hào)，項(xiàng)目版本等信息*/ /end HEADER/begin MODULE Device/*描述ECU需要的所有信息，一個(gè)ECU對(duì)應(yīng)一個(gè)MODULE塊*//begin MOD_PAR /*管理ECU的數(shù)據(jù)，CPU 客戶 編號(hào)等等，最重要的是內(nèi)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(shù)據(jù)的對(duì)齊方式*//end MOD_COMMON/begin CHARACTERISTIC/*定義標(biāo)定變量，包含被標(biāo)定的變量的名字，地址，長(zhǎng)度，計(jì)算公式，精度，最大最小值等信息*//end CHARACTERISTIC /*可定義多個(gè)*//begin AXIS_PTS/end AXIS_PTS/begin MEASUREMENT/*定義測(cè)量變量，包含了被測(cè)量的變量的名字，地址，長(zhǎng)度，計(jì)算公式，精度，最大最小值等信息*//end MEASUREMENT/*可定義多個(gè)*//begin COMPU_METHOD/*定義計(jì)算公式，及原始值和物理值之前的轉(zhuǎn)換關(guān)系 如phy = ax+b*//end COMPU_METHOD/begin COMPU_TAB /*定義原始值和物理值的映射關(guān)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(biāo)定變量的物理存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)（一維，二維表，三維表等）*//end RECORD_LAYOUT/end MODULE Device /end PROJECT

A2L文件結(jié)構(gòu)及內(nèi)容

一個(gè)A2L文件只能有一個(gè)Project(項(xiàng)目)，而項(xiàng)目中至少要有一個(gè)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(jié)構(gòu)中，不同的文件塊的意義：

HEADER這個(gè)塊里邊包含了項(xiàng)目信息，包括項(xiàng)目編號(hào)，項(xiàng)目版本等信息

MODULE這個(gè)塊里邊包含了在標(biāo)定測(cè)量層面來描述ECU需要的所有信息，一個(gè)ECU對(duì)應(yīng)一個(gè)MODULE塊，MODULE由許多子塊來組成1MOD_PAR這個(gè)塊里包含了用于管理ECU的數(shù)據(jù)，例如客戶名，編號(hào)，CPU類型，ECU的內(nèi)存分配等，其中最重要的就是ECU的內(nèi)存分配，開發(fā)人員需要根據(jù)ECU內(nèi)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(biāo)定中的概念是一致的，請(qǐng)參考在線標(biāo)定篇章，一個(gè)MODULE里邊只能出現(xiàn)一次。

MOD_COMMON這個(gè)塊用來指定ECU的一些標(biāo)準(zhǔn)的一般性描述信息，比如大小端，數(shù)據(jù)的對(duì)齊方式，FLOAT變量的處理方式等，一個(gè)MODULE里邊只能出現(xiàn)一次。

CHARACTERISTIC這個(gè)塊用來定義標(biāo)定變量，里邊包含了可以被標(biāo)定的變量的名字，地址，長(zhǎng)度，計(jì)算公式，精度，最大最小值等信息，一個(gè)MODULE里邊可以出現(xiàn)很多次這樣的塊，也就是說一個(gè)ECU可以有很多的標(biāo)定變量。

AXIS_PTS這個(gè)塊用來定義數(shù)組或查表變量對(duì)應(yīng)的軸的類型，它將被RECORD_LAYOUT塊來引用，一個(gè)ECU里邊可以有很多種不同的軸類型，用于實(shí)現(xiàn)查表和插值。

MEASUREMENT這個(gè)塊用來定義測(cè)量變量，里邊包含了可以被測(cè)量的變量的名字，地址，長(zhǎng)度，計(jì)算公式，精度，最大最小值等信息，一個(gè)MODULE里邊可以出現(xiàn)很多次這樣的塊，也就是說一個(gè)ECU可以有很多的測(cè)量變量。

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

COMPU_TAB這個(gè)塊用來定義原始值和物理值的映射關(guān)系，是一種特殊的轉(zhuǎn)換關(guān)系，它一般應(yīng)用于枚舉變量，例如我們想采集一個(gè)代表XCP狀態(tài)機(jī)的變量，分別為0對(duì)應(yīng)DISCONNECTED，1對(duì)應(yīng)CONNECTED，2對(duì)應(yīng)RESUME，那么我們就可以把這樣的映射關(guān)系定義層一個(gè)COMPU_TAB，然后關(guān)聯(lián)到對(duì)應(yīng)的變量上，這時(shí)候如果上位機(jī)采集到1這樣的原始值，它就可以將當(dāng)前的狀態(tài)顯示成“CONNECTED”字樣，方便用于閱讀和使用。

FUNCTION這個(gè)塊不是必須。

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

RECORD_LAYOUT這個(gè)塊用來定義標(biāo)定變量的物理存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)（單個(gè)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(shí)施完成以后就確定的，這類信息一經(jīng)確定以后再后續(xù)的使用過程中是不需要修改的，例如大小端，MEMORY SEGMENT內(nèi)存分配等，上述HEADER/MOD_PAR/MOD_COMMON屬于這一類，另外一類是當(dāng)ECU軟件有所調(diào)整的時(shí)候就會(huì)變化的，例如已有的標(biāo)定變量和測(cè)量變量的地址，甚至變量名，或者可能會(huì)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(dòng)最多的尤其是CHARACTERISTIC和MEASUREMENT快中的變量地址信息，因?yàn)槊看诬浖兓匦戮幾g都會(huì)造成這部分信息的更新，地址更新導(dǎo)致的塊信息更新需要手動(dòng)的更改A2L文件才能使得A2L和當(dāng)前的軟件配置起來，只有兩者相匹配才能實(shí)現(xiàn)正確的標(biāo)定和測(cè)量。

?A2L塊示例

測(cè)量變量vechicle_speed可以進(jìn)行如下定義，該變量處于RAM中，對(duì)應(yīng)的地址是0xD0001234，它的范圍是[0-230] ，它在ECU中以一個(gè)UWORD類型來表示，原始值和物理值的轉(zhuǎn)換關(guān)系為：Phy = 0.003 X Raw ，即Ax+B中A=0.003，B=0；

測(cè)量變量xcp_state代表XCP的狀態(tài)，可以進(jìn)行如下定義，它處于RAM中，在ECU中的地址是0xD0005678，它是一個(gè)枚舉量，0對(duì)應(yīng)DISCONNECTED，1對(duì)應(yīng)CONNECTED，2對(duì)應(yīng)RESUME；

標(biāo)定變量Current_threshold可以進(jìn)行如下定義，它處在FLASH標(biāo)定區(qū)域，在ECU中的地址是0x00012345，它的范圍是[-20,20]，是一個(gè)有符號(hào)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(huì)導(dǎo)致這些變量在ECU中的地址有變化，

那么上邊這些變量對(duì)應(yīng)的ECU ADDRESS條目的內(nèi)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(dòng)更新到A2L中。

總結(jié)

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

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