CCP/XCP标定协议解析

这两周在验证移植到ECU的XCP模块是否正常运转，所以干脆开个专题，说说这个汽车业内常用的标定协议。

背景概述

众所周知，一辆汽车内部会有许许多多的ECU(Electronic Control Unit)，通过CAN， LIN, Gateway 等互相连接通讯，分别或者一起协作控制不同的部件。因而标定工程师需要对不同ECU的参数进行测量获取和标定。尤其是在当下，汽车功能日益复杂，已经很少OEM选择完全独立完成车内的所有ECU软件设计开发，而是选择与多个Tier1进行协同开发。所以统一的量测和标定协议显得尤为重要。

上世纪九十年代，由Audi、BMW、Mercedes-Benz、Volkswagen等欧洲汽车企业成立了一个协会-ASAM(Association for Standardisation of Automation and Measuring Systems, 自动化及测量系统标准协会)， 它是汽车工业中的标准协会，致力于数据模型，接口及语言规范等领域。最初，该协会发布的是CCP（CAN Calibration Protocol）协议，它是一种基于CAN总线的ECU标定协议,采用CCP协议可以快速而有效地实现对汽车电控单元的标定。即便是现在也仍然有许多欧美汽车厂商还在使用。

XCP协议

CCP协议限定了它的使用范围为CAN总线，然而汽车内部除了CAN通讯以外，还有LIN，USB，FlexRay等，所以后来ASAM组织又发布了XCP（Universal Measurement and Calibration Protocol）协议，用X打头表示该协议可以应用于不同的输出层：

需要注意的是，XCP虽然名为CCP协议的升级版本，然而XCP协议并不向下兼容CCP协议，有兴趣的可以详细去看看它们的命令码，用的区域已经完全不相干。

相比CCP， XCP还有以下几个不同之处：

原理解析

无论是CCP还是XCP，它们的量测，标定的原理都是类似的。

1. 采用一主多从的模式，单个主机可以同时与多个从机通讯；

2. 主机通过下发命令与从机建立连接，解锁，读取数据，修改参数等操作。

那么主机是怎么读取或者修改从机的数据的？我们知道，ECU程序使用的参数或者数据，要么在RAM中，要么在Flash中，要么在EEPROM中会有特定的地址，那我们可以通过一个文件（A2L格式文件），描述出某个参数的属性：包括参数显示名，长度，物理单位，转换关系以及映射到ECU的地址。那么主机通过该文件，就可以获取所有上述信息。以读取为例，例如想要读取起始地址A，长度为2byte的数据，那么主机通过设定MTA（Memory Transfer Address）为A，并指定长度为2，然后将命令下发给从机，从机收到命令后，从指定的MTA中读取2byte数据，然后回传给主机。同样的，主机改数据也是类似的。

以上的交互方式是CCP/XCP最基本的通讯方式，采用的是一问一答。为了提高通讯的效率和数据吞吐量，CCP/XCP还支持DAQ（Data AcQuisition）模式。基本原理为：主机一次性配置好所有要读取的变量，并关联ECU端的不同事件channel，一旦ECU对应的事件发生（例如每隔100ms），主动上传数据给主机。

如何快速将CCP/XCP协议移植到自己的ECU

CCP/XCP协议原理总体来说简单易懂，但是真正按照协议开发软件模组是相当庞大的工作。我采用的方法是直接前往Vector官网下载Vector提供的XCP Basic软件包，免费开源的。相比完整的协议，Vector提供的basic包在功能上有所阉割，不过即便对于主机厂也够用了。如果想要实现全部功能，可以购买Vector的professional包（我是不是该向Vector收广告费呐），或者基于basice包二次开发。

下载后解压的文件目录是这样的。里面有原版的CCP/XCP协议pdf，basic包源码和使用手册，应用实例。你要做的就是结合使用手册和实例，对照着移植到你的ECU。PS：移植过程需要格外注意DAQ模式相关的配置部分代码和发送Callback 函数，小编被其中的两个坑耗费了不少debug精力。有实际移植该软件包的童鞋，如果遇到问题可以留言交流。

另外建议购买Vector或者Vehicle SPY的相关软件和设备，进行A2L文件的编辑生成和实际测试使用。

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