深入XCP(上)数据结构和概念介绍

开垦者

汽车电子中标定(根据ECU的性能要求或者整车的性能要求，修改调整或者优化ECU 内部参数的过程)是一个绕不过去的话题。XCP表示一个通用的标定协议，它可以基于CAN，也可以基于TCP/IP、UDP/IP或者USB等。本文主要讲述基于CAN的XCP协议。
1 介绍

1.1 XCP数据包类型
XCP的数据包有两种类型：CTO(CommandTransfer Object)和DTO(Data Transfer Object),前者主要负责命令、应答、错误和事件信息的传输，后者主要用于数据(DAQ和STIM)的传输，如下图所示。


主机(HostPC)与从机(ECU)之间的通信流
通常来说，Command报文必须回复(从机回复Response packet或者Error packet)，而Event、Service Request以及Data Acquisition Packets由于是异步传输，因此有时不能确保主机收到了报文(如使用UDP传输时)。
1.2 XCP数据包格式
XCP报文由三部分组成：头、数据包和尾，如下图所示。


标识符域中的PID表示数据包的标识符(PacketIDentifier)。对于CTO类型的消息而言，PID表征消息的类型；对于DTO而言，PID表示绝对或者相对的ODT编号：假如PID表示绝对的ODT(Object Descriptor Table)编号，那么此时DAQ段就不存在，假如PID表示相对的ODT编号，那么就需要根据DAQ和PID段来计算此时的ODT绝对编号。ODT绝对编号是指每个ODT编号在所有的DAQList中是唯一的。比如:有2个DAQ List（DAQ0和DAQ1），每个DAQ中都有7个ODT，则DAQ0中的ODT编号是0~6，则DAQ1中的ODT编号是7~13。相对ODT编号是指每个DAQ List中的ODT编号都是从0开始编号。如比如：有两个DAQ List（DAQ0和DAQ1），每个DAQ都有7个ODT。对于DAQ0来说，ODT编号是0~6，对于DAQ1来说，ODT编号也是0~6。时间域(Timestamp Field)对于CTO类型的消息而言时不存在的，在DTO中可能存在(DAQ_PROPERTIES中的TIMESTAMP_SUPPORTED表示是否存在，长度取决于Timestamp Field Type，可能为1个字节、2个字节或者4个字节)。
1.2.1 CTO数据包的组成

因此CTO的数据包如下图所示。



CTO数据包结构
PID(CMD)的取值范围为0xC0~0xFF。分为如下4个部分。

指令类别	PID范围	用途
标准指令 (STD)	0xF1-0xFF	建立连接、上传数据、设定内存地址和断开连接等命令
标定指令 (CAL)	0xEC-0xF0	标定任务的指令
页面切换指令(PAG)	0xE4-0xEB	标定内存操作的指令
数据采集和请求(DAQ)	0xD3-0xE3	DAQ数据采集等设置指令
内存编程 (PGM)	0xC8-0xD2	内存管理指令

各个指令具体如下所示(在下一篇文章中会详细描述经常使用的指令的作用)。



Standardcommands (STD)表格


Calibrationcommands(CAL)表格


Pageswitching commands (PAG)表格



DataAcquisition and Stimulation commands (DAQ)表格



Non-volatilememory programming commands (PGM)表格

1.2.2 DTO数据包的组成



DTO数据包结构
对于DAQ而言，PID表征ODT的编码，取值范围为0x00 <= DAQ <= 0xFB，对于STIM而言，PID的取值范围为0x00<= STIM <= 0Xbf。如下所示。


DAQ中段含义



STIM中段含义

1.2.3 总结

主机发给从机的数据包中的ID和从机发给主机的数据包中的ID如下图所示。



主机发给从机的数据包中的ID



从机发给主机的数据包中的ID

2 DAQ 、ODT和DTO的关系
DAQ List可以有多个，通常由EvcentChannle来触发周期发送，而1个DAQ List可以由多个ODT组成，1个ODT由多个ODT Entry组成,在传输数据时,DTO中的PID即表示ODT的编号，如下图所示。


一个ODT中可以包含1~7个ODT Entry。如果每个参数占用1byte，则一个ODT可以容纳7个ODT Entry；如果每个参数占用2byte，则一个ODT可以容纳3个ODT Entry；每个如果参数占用4byte，则一个ODT只可以容纳1个ODT Entry.


DAQ、ODT与ECU内存的关系
用Event Channel A触发10ms、20ms、50ms的周期性报文同步传输： 10ms:Par_A，Par_B，Par_C，每个参数大小为一个字节；20ms:Par_D参数的大小为2个字节； 50ms:Par_E参数的大小为3个字节。假如有3个DAQlist，每个DAQlist里面有一个ODT，那么对应关系如下图所示。