XCP服务

一、XCP协议简介

核心功能：通过ECU网络接口在线实现变量观测、参数修改和程序旁路
应用场景：ECU复杂算法参数需在整车运行后实时调整，如发动机控制参数标定

1. ECU中算法参数的确定

• 开发难点：ECU运行的复杂算法（如PID控制）包含大量无法在开发阶段确定的参数。
• 解决方案：需在整车实际运行中实时修改参数并观测反馈，例如：
  1. 修改燃油喷射脉宽参数；
  2. 观测发动机转速响应曲线；
  3. 最终确定最优参数值组合。

2. ASAM组织的成立

• 成立背景：1990年代德系车企与供应商联合推动标准化。
• 主要成员：
  • OEM：奥迪、宝马、奔驰、大众；
  • 供应商：BOSCH、ETAS、Vector。
• 首个成果：基于CAN总线的CCP标定协议。

3. XCP协议的产生

• 技术演进：
  1. CAN总线局限性（8字节payload/1M带宽）无法满足大数据量传输；
  2. 从CCP协议扩展为支持多总线的XCP协议。
• 协议特点：
  • "X"代表多总线支持：CAN/TCP/IP/UDP/USB/FlexRay；
  • 保持CCP核心功能的同时提升传输效率。

4. XCP协议的功能演示

• 系统组成：

  • 上位机软件（如CANape）；
  • 网络接口卡（物理/Virtual CAN）；
  • 目标ECU。

• 操作流程：

  1. 建立通信连接；
  2. 清空Trace记录；
  3. 通过指令交互验证连接。

• 核心功能演示：

  • 实时观测：图形化显示ECU传输的正弦波信号；
  • 参数修改：振幅从20调整为10再调整为5，修改立即生效并反映在波形上；
  • Map标定：支持二维坐标点参数修改；
  • 同步传输：整张Map数据实时上传更新。

• 协议分层：
  

  • CAN总线：协议层→传输层→数据链路层→物理层；
  • 以太网：增加网络层（TCP/IP模块）；
  • 特殊机制：类似J1939协议的传输层包重组功能。

二、AUTOSAR框架下的XCP协议

1. XCP协议的系统描述

• PDU类型：在System Editor中可查看General Purpose PDU（通用属性PDU），这是XCP协议的基础通信单元。
• 协议实现：本章使用的XCP协议是在CAN总线上实现的，可通过Frame查看相关报文。
• 报文分类：
  • 接收报文：上位机指令和广播指令；
  • 发送报文：ECU反馈的Response指令；
  • 数据采集：包含3个DAQ（Data Acquisition）指令。
• 协议特性：
  • 不产生Signal传递到ASW层；
  • 不需要Signal映射到PDU；
  • 核心概念包括CMD、Response、DAQ、Steam Calibration等。
• 参考文档：需查阅ASAM组织发布的XCP协议标准文档了解详细定义。

2. 现有工程下XCP系统描述的移植

（1）查找已有XCP系统描述文件

• 文件定位：使用AR Explorer工具在File System中查找；
• 存储位置：系统描述存储在"srg_dbc_system_description.arxml"文件中。

（2）复制XCP系统描述到目标目录

• 操作要点：
  • 目标工程目录与源文件同名（工具自动生成）；
  • 可直接使用复制粘贴操作进行迁移；
  • 涉及6条XCP报文需要转移。

（3）粘贴XCP系统描述到目标AR XML文件

• 操作步骤：
  1. 在PDU Package中找到6条XCP报文（编号1-6）；
  2. 使用拷贝功能粘贴到目标ARXML文件；
  3. Signal层不涉及XCP部分，无需操作；
  4. Frame层同样包含6条需要转移。

（4）处理XCP报文挂载与端口粘贴

• ECU配置：
  1. 将XCP报文全部挂载在LLCE0控制器下；
  2. 需要复制Frame Port和IPDU Port到目标工程；
  3. 注意保持系统描述的完整性。

（5）检查并修改不正确的名字

• 验证步骤：
  1. 使用AR Explorer检查VCU Starter系统描述；
  2. 手动修改Frame Port和IPDU Port的控制器名称；
  3. 确保所有引用关系正确建立。

（6）BSW部分的配置思路整理

• 配置层级：
  1. XCP到CANIF的ECUC配置；
  2. XCP模块本身的配置；
  3. CANIF到CAN的配置。
• 注意事项：
  1. 避免使用自动配置工具（会覆盖手动配置）；
  2. 手动配置存储在"ecu_config_bsw_generation/project.ecu_values.arxml"；
  3. XCP属于应用层协议，包含协议解析和传输层功能。

3. BSW的配置

（1）创建XCP模块

• 模块独立性：为XCP功能单独创建AR XML文件存储相关信息，保持功能模块的独立性；
• 复用性优势：将功能独立性强的模块集中存放，便于后续工程直接复用；
• 描述挂载：可将ECUC描述同时挂载到新建的XCP.ARXML文件中。

（2）配置XCP模块

① XCP模块描述与生成

• 文件位置：
  • ECUC描述位于BSW工具生成的Project_ECUC_Values.ARXML；
  • XCP模块位于新建的XCP.ARXML文件。
• 功能整合：建议将XCP相关功能（PDU、CAN等）集中存放。

② XCP模块的功能整合

• 完整导入：模块化设计允许将XCP模块整体导入/切换工程；
• 配置隔离：自动配置工程时不会影响XCP模块本身配置。

③ 复制与删除重复描述

• 操作步骤：
  1. 将ECUC_TIF整体拷贝到XCP.ARXML；
  2. 删除XCP文件中重复的ECUC描述；
  3. 同步删除CRB Settings冗余配置。

④ 创建PDU

• 数量要求：需要创建6条PDU；
• 操作位置：在XCP.ARXML文件的ECUC下创建。

⑤ 引入ECUC Values问题

• 问题现象：ECUC未正确引入Values描述；
• 根本原因：XCP.ARXML文件路径配置异常。

⑥ 修改文件路径

• 解决方案：
  1. 使用AR Explorer查看工程；
  2. 将XCP路径修改为与Project_ECUC一致（ECUC Module Configuration Values）；
  3. 使用Rename功能完成路径统一。

⑦ 验证PDU创建

• 验证方法：双击打开两个ARXML文件；
• 验证结果：新建的6个PDU已出现在ECUC模块下。

⑧ 使用Split View功能

• 功能作用：同时展示多个文件的模块描述；
• 核心优势：
  • BSW配置工具更新时不会覆盖XCP.ARXML中的自定义配置；
  • 支持多文件共同描述同一模块。

⑨ PDU命名与配置

• 命名规则：
  • 按VCU接收的CAN消息类型命名；
  • 明确方向标识（CAN IF→XCP模块）。
• 配置检查：
  • Command命令接收于上位机；
  • Response需配置为XCP模块→CAN IF方向。

⑩ 保存配置

• 保存时点：完成所有PDU配置和方向检查后；
• 注意事项：确保响应消息方向配置正确（XCP→CAN IF）。

（3）配置XCP模块下的子项

① a two l文件的配置与生成

• 文件生成机制：AB工具会根据配置自动生成a two l文件，包含core load、event channel声明和tp层声明；
• 配置内容：
  • 包含core load配置项；
  • 包含event channel声明；
  • 包含tp层声明；
• 使用建议：该功能在初始配置阶段可以暂不启用。

② elf文件创建与使用

• 替代方案：系统编译完成后可直接使用elf文件创建，无需依赖ISO lo AB功能；
• 配置时机：当前阶段建议暂不配置该选项。

③ General配置详解

• 功能裁剪：
  • 扩展地址：不使用；
  • 下载功能：允许；
  • 上传功能：允许；
  • 标定功能：允许。
• 特殊配置：
  • Received notification：不使用；
  • 命名校验：启用（使上位机可获取daq和配置信息）；
  • Call out：不使用。
• 内存限制：
  • DAQ memory：建议4k空间（需根据ECU实际RAM大小调整）；
  • RAM shifting：不使用。
• 错误处理：为简化工程，XCP模块错误不进行处理。
• 时间基准：
  • Main function peer reason决定模块运行基准时间；
  • 需选择最小分频满足未来数据获取需求（如1ms获取数据则需设定小于1ms）；
  • 常用1ms时间基准已足够快。

④ 配置错误处理与检查

• 错误类型：删除已创建的element value会导致错误提示；
• 解决方法：需直接删除对应element而非仅删除value；
• 检查要点：完成配置后必须逐一检查所有配置项。

⑤ 其他重要配置选项

• 产品线选择：建议选择CS mo四二；
• 安全功能：可根据实际需求开启XCP锁定/解锁功能；
• 同步功能：
  • 同步数据获取：建议开启；
  • 同步数据激励：建议开启；
• 时间参数：
  • 时间桌ticks：选择1；
  • 时间戳单位：使用100微秒。

⑥ 配置说明与参数填写

• 参考依据：右侧配置说明提供详细参数填写指导；
• 注意事项：需严格按说明内容填写各项参数。

⑦ 确定XCP版本与必要配置

• 版本确认：需明确XCP协议版本；
• 配置标识：
  • 加黑部分为必要配置项；
  • 未加黑部分也可能包含重要配置；
• 配置原则：根据实际使用需求逐一确认每个配置项的开启状态和参数设置。

（4）配置传输层

① 传输层基础配置

• 配置位置：在XCP config中进行传输层配置；
• 初始选项：
  • Event Channel（事件通道）：稍后配置；
  • Transport Layer（传输层）：优先配置。

② 传输层参数设置

• 总线类型声明：创建XSP模块时自动创建传输层，需声明总线类型；
• 关键参数：
  • 使用4096配置（与J Nero部分保持一致）；
  • XTP功能过载通知：选择不发出通知；
  • 以太网包对齐方式：因使用CAN协议，不做配置。

③ 报文与时间戳配置

• 报文长度：CTO/DTO：与CAN报文数据长度保持一致；
• 时间戳配置：使用1字节描述XCP时间戳；
• ID配置：
  • 工具可能不会自动生成未加黑/无星号的ID；
  • 示例：手动配置ID为0；
• 传输通道命名：需为传输通道命名；
• 物理层协议：选择XCP on CAN。

④ PDU配置

接收PDU配置

• 指令类型：
  • 必须包含command接收通道（建立XCP协议必需）；
  • 可选stream指令；
• ID配置策略：
  • 部分ID由工具自动生成；
  • 建议暂不填写，通过配置校验阶段提示补全；
• 事件通道引用：接收PDU不涉及事件通道，保持空置；
• 引用配置：
  • 引用ECOC中配置的IPU；
  • 选择CANIF到XCP模块的路径。

发送PDU配置

• 服务类型：
  • 选择Response；
  • 或Response+Event Channel服务（支持未来共用）；
• ID处理：同样暂不填写；
• 事件通道引用：创建前保持空置。

⑤ 事件通道建立

• 命名规则：
  • 示例：ev0（可自定义）；
  • Short name对应为e0；
• 优先级设置：
  • 范围：255为最高；
  • 示例配置为1；
• 时间周期：配置1ms表示每毫秒处理一次；
• 通道类型：选择常用DAQ类型；
• 引用配置：
  • 创建后需返回tx PDU配置引用；
  • bypass功能未启用。

⑥ 配置完成说明

• 扩展建议：
  • 可建立多个事件通道；
  • 可配置多条发送PDU；
• 后续步骤：
  • 完成传输层配置后进入CAN模块；
  • 继续配置数据链路层和物理层。

（5）配置数据链路层和物理层

① 配置接收与发送报文数量

• 初始配置：在CAN IF模块中需要明确接收和发送的报文数量，示例中配置了1条接收和1条发送报文；
• 配置顺序：先完成XCP层的配置（1收1发），再进入CAN IF层进行详细配置。

② 配置rx pdu

• ID设置：
  • 接收ID暂定为，实际使用；
  • 数据长度设为8字节；
  • PDU序列的ID index保持空白；
• 上层模块：选择XCP作为上层模块，当前未配置H2H；
• 标准检查：需要检查模块的标准接收函数；
• PDU选择：复用ECUC中的Rx Command PDU；
• 控制器选择：使用FlexCAN 0控制器。

③ 配置h2h

• 注意事项：由于CAN控制器的mailbox已被占用且都是Full类型，需先在CAN中创建后才能完成引用；
• 配置顺序：先完成CAN层的mailbox创建，再返回CAN IF层完成剩余配置。

④ 配置发送的mailbox

• 基础设置：
  • 标准帧ID设为；
  • 选择Tx Confirmation类型；
  • mailbox分配：指定在mailbox 5上发送；
• 引用关系：复用ECUC中配置的PDU。

⑤ 配置hth

• 复用策略：采用已有mailbox进行配置，避免重复创建；
• 验证步骤：需要检查发送mailbox 5的配置状态。

⑥ 建立相关mailbox

• 操作要点：在CAN层建立与PDU对应的mailbox；
• 复用原则：可复用已有mailbox资源。

⑦ 确认mailbox 5类型

• 类型修改：将mailbox 5从Full类型改为Basic类型；
• 验证方法：通过CanHandleIdType参数确认当前类型。

⑧ 建立接收hardware object

• 命名规则：沿用已有命名规范，编号为6；
• 属性设置：
  • 类型为接收；
  • 需要引用对应的controller；
• 完成标志：配置完成后可返回CAN IF层。

⑨ 完成h2h应用

• 关联配置：将H2H与已建立的PDU和mailbox进行关联；
• 验证方法：检查各层配置的引用关系是否正确。

⑩ 配置总结与校验阶段

• 配置顺序：协议层数据→数据传输层→数据链路层→物理层；
• 连接方式：使用PDU将各层配置连接起来；
• 校验提示：可能出现AUTOSAR配置规则问题，需按工具提示逐步解决。

三、内容总结

1. XCP协议基础

• 协议目的：XCP协议是为实现高效、可靠的通信而设计的应用层协议；
• 演示工具：使用KAP工具可以直观展示XCP协议的实际使用效果；
• 网络层级：在AUTOSAR架构下，XCP协议位于网络模型的应用层。

2. 协议实现架构

• 功能分层：
  • 协议层：由AUTOSAR BSW层的XCP模块实现；
  • 数据传输层：负责协议数据的实际传输；
• 配置关联：XCP模块配置与底层通信配置存在交叉参考关系。

3. 配置要点

• 配置内容：
  • 协议层参数配置；
  • 数据传输层参数配置；
• 注意事项：
  • PDU配置时需要明确upper layer模块；
  • 数据链路层和物理层配置可参考CAN通信配置；
• 学习建议：将XCP配置与CAN通信配置对比学习，理解其相似的逻辑流程。

四、知识小结

知识点	核心内容	考试重点/易混淆点	难度系数
XCP协议概述	用于ECU参数在线标定的通信协议，支持多种总线(CAN/TCP/IP/UDP等)	与CCP协议的区别：CCP仅支持CAN总线	⭐⭐
协议发展历史	由ASAM协会(奥迪/宝马/奔驰等组成)从CCP协议拓展而来	关键演进原因：CAN总线带宽限制(1M/8字节)	⭐
核心功能	实时观测/修改ECU变量、参数旁路、数据同步上传	DAQ数据采集与标定功能的区别	⭐⭐⭐
协议分层结构	应用层(协议本身)+传输层+数据链路层+物理层	以太网版本多网络层	⭐⭐⭐⭐
CANape工具演示	展示正弦波振幅实时修改(20→10→5)、MAP图标定	Trace窗口数据流分析	⭐⭐⭐
AUTOSAR实现	XCP模块配置：协议层(General配置)+传输层(Transport配置)	Event Channel时间周期设置(1ms)	⭐⭐⭐⭐
PDU配置流程	6条PDU分类(Command/Response/DAQ)+CAN Mailbox配置	硬件对象类型转换(Basic/Full)	⭐⭐⭐⭐
工程移植方法	通过ARXML文件迁移系统描述(PDU/Frame/ECU端口)	文件路径冲突处理	⭐⭐⭐