XCP协议在以太网上实现的配置
1. XCP协议在以太网上实现
（1）背景与需求
- 带宽限制问题：CAN 2.0标准最大带宽仅1M，即使CAN FD标准也小于10M，实际使用中仅采集几个高速数据就可能占满总线带宽。
- 应用场景需求：复杂标定工作中，XCP协议在CAN线上运行受带宽限制，需频繁调整数据采集对象和周期。
- 解决方案：将XCP协议移植到以太网上，利用以太网更高带宽满足实际需求。
（2）配置设备窗口
- 物理连接差异：XCP on IP使用以太网与控制器连接，区别于XCP on CAN的CAN总线连接。
- 配置一致性：除物理总线类型不同外，其他配置部分与XCP on CAN基本一致。
（3）启动工程并配置
- 工程相似性：工程结构与XCP on CAN高度类似，启动后可正常获取ECU数据。
- 实时修改能力：支持实时修改信号参数（如正弦波振幅），数据采集功能正常。
- 带宽优势：以太网XCP可采集大量数据（采样周期短至1毫秒），仅占用19%以太网带宽，远优于CAN网络。
- 报文差异：以太网报文突破CAN的8字节限制，大幅提升通信带宽和时效性。
- 功能实现：同一应用层协议在CAN和以太网总线均能实现XCP功能，但以太网提供更高灵活性。
2. XCP协议的网络层级关系
（1）层级划分
- 应用层到传输层：由BSW的XCP模块及其内部XCP on IP传输层协议实现；
- 网络层：由SOAD模块和TCP/IP模块实现；
- 数据链路层：由BSW的ETHIF模块实现；
- 物理层：由ETH Controller（ETH驱动）实现。
（2）配置差异
- 相比XCP on CAN，XCP on IP新增网络层配置；
- 需定义ECU的socket连接、网络地址传输协议等CAN通信中无相关的配置项。
（3）数据传输流程
- 发送过程：XCP模块→XCP on IP→SOAD→TCP/IP→ETHIF→ETH Net；
- 接收过程：ETH Net→ETHIF→TCP/IP→SOAD→XCP模块；
- PDU转换：SOAD模块将套接字内容转换为PDU，实现AUTOSAR BSW层与以太网通信的交互。
3. 实际操作
（1）配置步骤
- 必要模块检查：开始前确认xcpiip相关模块已创建，包括叉CP核心模块、TCP/IP、so AD either if和eth模块；
- 配置顺序原则：采用自底向上方式，先在底层声明上层可用的元素；
- 复用性说明：若已完成以太网通信配置，eth和if模块无需额外修改；
- 新增需求：需在TCP/IP模块的网络层新建socket链接，供xCP模块使用。
（2）TCP协议配置
① TCP协议的config创建
- 创建流程：在TCP IP模块中新建TCP协议的config，系统自动填充默认内容；
- 配置继承：沿用以太网章节已完成的general配置（含IPV4地址、socket owner和UDP配置）。
② TCP协议的config配置
- 关键参数设置：
- 拥塞控制：禁用TCP congestion avoidance enabled；
- 延迟确认：关闭delay acknowledgement enable；
- 动态重传：禁用TCP dynamic re tx timer enable；
- 上界值：upper bound设为60（默认值过小）；
- 快速恢复：启用fast recovery enable；
- 挥手超时：TCP fee wait to time out设为3；
- 保活机制：keep alive probes设为5，最大重连次数3；
- 缓冲区：最大发送buffer per socket设为1500（原4096过大）；
- 分段生命周期：tc pm sl设为5秒（需小于默认值）；
- 接收窗口：receive window max设为1500；
- 重传超时：retransmission timeout设为1；
- 同步重置：TCP同步最大重置次数设为5。
③ 参数配置的依据与建议
- 网络适配原则：
- TTL设置：根据网络规模确定，示例给10；
- 用户超时：user timeout从0调整为15；
- ZWP配置：启用z WP，max retries从255降为100；
- 调试建议：参数需结合具体网络场景调整，可参考工程实例验证；
- 性能影响：参数配置直接影响通信表现，调试阶段需与配置联动检查。
④ TCP协议站的配置说明
- 全局性说明：当前配置针对整个TCP协议栈，与具体功能通道无关；
- 通道关联：具体通道配置在socket配置阶段完成；
- 完整性检查：确认TCP模块已提供TCP和UDP传输协议配置。
⑤ IP地址的配置
- 地址复用：可继续使用以太网通信的IP地址；
- 新增规则：如需为xCP单独配置地址，需在TCP模块新增声明；
- 地址绑定：必须为TCP模块声明控制器网络地址，才能正常使用传输协议；
- 元素检查：配置完成后确认所有必要元素已完备。
⑥ SOAD模块衔接
- Socket创建：需在SOAD模块新增供xCP使用的socket连接；
- 连接声明：需指定使用的TCP/UDP协议及远程通信站的地址端口；
- 配置重点：SOAD BSW modules的配置是主要工作内容。
（3）SOAD配置
① 配置SOAD BSW模块
- 模块声明：需要声明X7P模块来使用SOED模块；
- 新建模块：在以太网通信建立PDUR模块后，需要新建X7P模块。
② 配置SOAD主要工作
配置Routing Group
- 建立目的：方便初始化时快速使能和关闭路由；
- 配置内容：
- 建立4个Routing Group：以太网通信收/发、XCP通信收/发；
- ID保持默认不配置；
- 初始化时enable选择“是”。
配置Socket Connection Groups
- 命名规范：为区分XCP通信，修改以太网通信的UDP0名称；
- 配置步骤：
- 先创建所需元素；
- ID不进行引用；
- header enable选择FALSE；
- 端口号在0-65535之间随机选择，本地端口暂定为13406。
配置Socket Connections
- 远程配置：
- 定义同一网段内的远程地址和端口；
- 声明使用的通信协议；
- 活动时间：设置为7200（较长持续时间）；
- XCP UDP配置：
- 选择local IP address assignment；
- 使用远程IP（需结合以太网网络层知识填写），暂定为10000端口；
- 声明UDP连接方式；
- 监听模式选择FALSE；
- TCP配置参考：可参考COM的TCP配置方式；
- PDU关联：需将SOAD与AUTOSAR层BSW中的PDU进行关联。
③ 配置ECU模块
- 创建a rx mail文件存储e cuc：
- 专用文件创建：以太网通信部分需专门创建a rx mail文件，存储与以太网通信相关的e cuc配置数据；
- 存储位置：使用分裂式窗口在工程导航栏中找到对应存储位置；
- x CP模块下的配置：
- 配置位置选择：将e cuc配置放置在x CP模块下管理；
- 模块间通信：考虑xsp模块与so AD模块之间的信息交换需求。
④ 交换xsp模块到so AD模块的信息
- 通信协议规划：未来可能使用TCP两路和UDP两路通信；
- PDU创建数量：需创建四个PDU满足通信需求。
⑤ 配置的命名与长度选择
- 命名重要性：配置时需特别注意命名规范；
- 长度选择：选择1024作为标准长度配置，其余配置按此标准类推。
⑥ 配置的耐心与工具跳转问题
- 工具特性：配置工具常出现不知名跳转，需保持耐心；
- 写入过程：完成配置后工具需将内容写入AR XML文件，检索元素耗时较长；
- 等待提示：切换配置选项时触发写入过程，需适当等待。
⑦ 配置的保存与返回so ED模块
- 保存操作：完成e cuc配置后及时保存；
- 后续操作：返回so ED模块继续其他配置。
⑧ 灵活使用筛选功能
- 元素管理：配置元素增多后，需灵活使用筛选功能提高效率；
- 操作技巧：合理运用筛选快速定位所需配置项。
⑨ 配置SOAD Tx Pdu Route
- 配置层级：需先完成第一级目录配置，才能进入第二级目录配置；
- 核心功能：建立XCP模块使用SOAD发送的socket连接。
⑩ 进入第二级目录的配置
- 声明内容：需声明整个socket的route destination；
- 配置顺序：完成第一级目录配置后自动进入此阶段。
⑪ 引用socket connection group
- 关键步骤：必须引用预先建立的socket connection group；
- 配置目的：为后续路由配置建立基础连接框架。
⑫ 增加routing group
- 后续操作：增加路由组后需完成UDP的TX配置；
- 配置关联：路由组与之前引用的socket连接组形成完整通信链路。
⑬ 完成udp的tx的配置
- 配置重点：主要完成UDP传输协议的发送端配置；
- 验证方式：通过数据包发送测试验证配置正确性。
⑭ 建立主机发送的以太网连接
- 连接类型：建立SOAD socket roots形式的以太网连接；
- 功能定位：作为主机发送数据的物理层通道。
⑮ 新建元素并命名
- 操作步骤：新建两个配置元素并命名；
- 配置原则：名称需具描述性且符合命名规范。
⑯ 引用socket connection group并声明地址
- 第一层配置：再次引用socket connection group；
- 地址声明：明确指定链接的目标地址参数。
⑰ 选择rx user、type、pdu reference和routing group
- 关键参数：
- RX User选择XCP；
- Type选择IF；
- PDU Reference选择ECUC中建立的接收PDU；
- Routing Group选择UDP；
- 配置顺序：完成此步骤后进入TCP配置阶段。
⑱ 新建文件夹并引用x CP所使用的TCP的pdu
- 文件夹要求：需新建蓝色文件夹；
- 引用注意：必须选择RX PDU而非TX PDU；
- 错误处理：引用错误需及时更正。
⑲ 引用routing group并完成so AD部分的配置
- 最终步骤：正确引用routing group完成全部配置；
- 配置验证：确认XCP NI P网络层配置完整；
- 后续工作：准备进入上一级配置阶段。
⑳ 配置传输层和应用层
- 配置位置：所有传输层和应用层配置均在XCP模块中进行；
- 前期准备：已完成XCP模块的General配置和Events Channel配置。
配置TCP
- 协议声明：第一条transport layer声明给TCP使用；
- 关键参数：
- Max CTO/DT0：设置为255以突破总线限制（默认值8偏小）；
- Transport Layer Tab：选择Internet TCP；
- 一致性协议：选择ODT（On-Demand Transmission）；
- PDU配置：
- 新建TCP的RX PDU和TX PDU；
- 映射Event Channel到XCP通道；
- 核心映射：需将ECUC中定义的SOAD映射到XCP的PDU。
配置UDP
- 协议声明：第二条transport layer声明XCP协议运行在UDP上；
- 配置流程：
- 完成UDP基础配置；
- 建立对应的RX PDU和TX PDU；
- 配置TX Package Type时需多选：Response Error Event、Server选项；
- 注意事项：保持其他参数默认配置。
二、知识小结
| 知识点 | 核心内容 | 考试重点/易混淆点 | 难度系数 |
|---|---|---|---|
| XCP协议基础 | XCP协议是用于标定和测量的通信协议，支持CAN和以太网等不同总线 | CAN总线带宽限制（最大1M） vs 以太网带宽优势 | ⭐⭐ |
| XCP on CAN的局限性 | 在CAN总线上，XCP协议受限于带宽，仅能进行有限的数据采集和标定 | 带宽占满问题：高速DAQ可能耗尽总线资源 | ⭐⭐⭐ |
| XCP on IP的优势 | 以太网实现（XCPoIP）大幅提升带宽和灵活性，支持更复杂的数据传输 | 以太网报文突破8字节限制，支持高频率采样（如1ms周期） | ⭐⭐ |
| XCPoIP的协议栈架构 | 分层实现：应用层（XCP模块）→传输层（XCPoIP）→网络层（SoAd/TCPIP）→数据链路层（EthIf） | 新增网络层配置：需定义Socket连接、IP地址等 | ⭐⭐⭐⭐ |
| TCP/IP协议栈配置 | 关键参数调整（如TCP重传超时、窗口大小）以优化XCP通信性能 | 动态重传计时器 vs 固定超时值的选择 | ⭐⭐⭐ |
| SoAd模块配置 | 建立Socket连接组（UDP/TCP），关联XCP模块与底层协议栈 | PDU路由映射：需与ECUC模块定义的PDU严格对应 | ⭐⭐⭐⭐ |
| XCP模块扩展配置 | 新增传输层（TCP/UDP），配置最大报文长度（如255字节突破CAN限制） | ODT一致性模式 vs 流模式选择 | ⭐⭐⭐ |
| 实操演示对比 | 以太网XCP实现：同时采集多通道数据（带宽占用仅19%） vs CAN带宽瓶颈 | Trace窗口对比：以太网报文长度灵活性显著提升 | ⭐⭐ |