XCP协议和A2L文件 – XCP概述

背景:

在当今的汽车系统中,电子控制单元(ECU)作为汽车系统中的中枢系统,主要的工作过程是采集输入信息包括驾驶员意图、工况等,并采用合理的算法计算输出,用公式OUT = f(IN) 来表示,为了达到理想的控制效果,算法f中会有很多很多的参数根据不同的驾驶意图以及工况来进行适时的调整,ECU中的程序由软件工程师进行设计,而软件工程师没有能力把这些参数设置成合理的值,这些值是需要在实验中根据汽车数学模型进行设置,这部分工作是由应用工程师/标定工程师在软件开发结束以后利用改变参数分析性能反复迭代最终测定的,因此应用/标定工程师需要能够在ECU程序运行过程中读取(测量Measure)ECU参数,改变(标定Calibrate)ECU参数的手段。XCP通讯协议就提供了这样一种手段和可能。

什么是XCP:

在介绍XCP之前,我们先介绍一下它的哥哥CCP,CCP的全称是CAN Calibration Protocol,CCP在20世纪90年代中期被标准化。在那个年代,CAN通讯作为汽车通信的绝对主流,而随着汽车工业的发展,LIN/FlexRay/MOST/Enthernet等协议的推出和应用,使得有必要在多种传输媒介上实现测量和标定的通讯协议,这也就是XCP被提出来的原因,在2003年,XCP在CCP的基础上被ASAM组织 以“ASAM MCD-1 XCP”的名字标准化。XCP的全称是Universal Measurement and Calibration Protocol,这里“X”代表的意思就是这个协议可以运行在多种传输层上(CAN,Ethernet,FlexRay,SCI,SPI,USB)。目前的XCP标准的版本是2003.04.08日的版本1。

xcp_logo

XCP的特点和优势:

XCP相比CCP主要有4个方面的提升:

  1. 跟网络物理层无关,可以应用到多种传输层上。
  2. 性能提升
  3. 资源消耗减少
  4. 定义的更加清晰,应用更加灵活

XCP现在应用的场景主要有:

  1. 上传ECU数据,对ECU内部变量进行测量
  2. 下载ECU数据,对ECU内部变量进行标定
  3. 刷新ECU内部的程序和数据
  4. 仿真模拟ECU数据,对ECU的功能进行旁路

其中第一个第二条应用场景为最主要和最常用的场景。

XCP标准

XCP标准主要分为5个部分。

  1. Part 1 – Overview。这部分提供了对于协议的一个概况介绍,包括XCP的功能和基础性内容。
  2. Part 2 – Protocol Layer Specification。这部分内容对协议层进行了详细的规范和说明。
  3. Part 3 – Transport Layer Specification。这部分内容目前有分为5个子文档,分别对应5个不同的传输层(CAN,Ethernet/TCP_IP&UDP_IP,FlexRay,SxI/SCI&SPI,USB),规定了怎么利用不同的传输层实现XCP协议。
  4. Part 4 – Interface Specification。这部分内容定义了Master端(Host PC)如何使用ASAM MCD 2MC描述性文件和使用XCP协议的ECU进行接口。
  5. Part 5 – Example Communication Sequences。这部分内容包含了协议示例命令来演示如何使用XCP协议的命令同ECU进行通讯。

目前在汽车应用中,XCP协议使用到的大部分情况其实还是集中在CAN传输层上,因此学习和使用XCP将继续集中在CAN上,而且CAN协议本身是比较简单的,使用CAN理解XCP可以帮助我们更简单的认识协议。因此推荐大家着重要看的标准是Part2/Part3的CAN部分/Part4,Part5可以作为参考。

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