汽车控制器基于CAN总线的标定协议解析及测试方法

lichengwan

一、CCP简介

CCP – CAN Calibration Protocol，CAN标定协议；是基于CAN协议实现的一种功能，该功能的主要作用是能够在线实时标定数据，并实现数据的上传与下载。CCP与XCP之间有什么联系？XCP被细分为协议层和传输层。协议层为XCP，传输层为CAN、USB、Ethernet、CANFD，本文的X代表CAN。常用的标定工具有vector公司的CANape、ETAS公司的INCA；

二、CCP通讯方式

采用主从方式，标定工具作为MASTER，发送命令报文(CRO),ECU作为SLAVE应答(DTO)。

polling（查询模式）

由主设备主动向从设备发送指令，从设备做出反馈应答，“一问一答”模式。效率相对较低，实现简单，占用ECU内存空间少；



DAQ（数据采集）

主设备发送一条请求指令后，从设备按照一定周期自动向主设备上报数据；效率高，实现复杂，数据量大，占用ECU内存空间大；



通讯过程中通过指令接收报文(CRO)和数据传输报文(DTO)实现数据及信息的传递。

指令接收报文(CRO)，发送指令。

数据传输方向：master -> slave；报文中携带一个指令和在从设备中执行的指令参数；

1:CMD

2:CTR

3-8:Date and Parameter

CMD：命令代码。如连接命令0x01,

CTR: 命令计数器。保证命令和应答的一致性。

数据传输报文(DTO)，DTO出了应答命令外，还包括从数据主动上传的DAQ数据包。

1:PID

2:ERR

3:CTR

4-8: Data and Parameter

PID:包标识 [0XFE-0xFF],0XFF表示命令应答，0XFE表示错误报文

ERR：应答码

CTR: 命令计数器，与命令中的计数器对应。

1:PID

2-8:DAQ VALUE

PID:包标识 [0X00-0xFD],在DAQ模式下，此标识对应于相应的ODT标识（一次设置最多254个ODT）。表示后面的上传数据是此ODT中元素索引表中对应的变量值。

DAQ VALUE：ODT中元素索引表中对应的变量值，最大7个字节。

数据传输方向：slave -> master；DTO分为如下几类消息：

1、错误返回消息CRM；2、事件消息；3、数据采集；

三、指令列表



四、CCP功能实现

CCP的功能是通过以上的指令进行组合来实现的，主要包括以下功能：会话登录功能、块数据下载功能、块数据上传功能、校验数据初始化功能、数据采集列表初始化功能、代码更新功能。

会话登录指令流程

CONNECT 逻辑连接

GET_CCP_VERSION 获取CCP协议版本  

EXCHANGE_ID 交换节点标识符      

GET_SEED 获取key的seed数据      

UNLOCK 使用接收到的密钥解密   

SET_S_STATUS 设置会话状态  

块数据上传/下载指令流程

CONNECT 逻辑连接

SET_MTA 将内存传输地址设置为目标块  

UPDOWN/UPLOAD 进行块数据下载/进行块数据上传     

数据校验指令流程

CONNECT 逻辑连接

SET_S_STATUS 设置会话状态  

SET_MTA 将内存传输地址设置为目标块  

BUILD_CHKSUM  构建块的校验和   

DOWNLOAD 若是校验和不匹配，继续下载  

SELECT_CAL_PAGE 选择校准数据页面   

SET_S_STATUS 设置会话状态位CAL=1   

列表数据采集指令流程

CONNECT 逻辑连接

SET_S_STATUS 设置会话状态DAQ=0      

GET_DAQ_SIZE 获取DAQ大小，创建DAQ列表      

SET_DAQ_PTR 设置DAQ数据指针

WRITE_DAQ 填充DAQ列表数据

SET_S_STATUS 设置会话状态位DAQ=1  

START_STOP 开始传输DAQ-DTO数据，并设置相关参数   

软件更新指令流程

CONNECT 逻辑连接

SET_MTA 内存传输地址设置为目标块      

CLEAR_MEMORY 清除从设备的内存   

PROGRAM 程序取决与扇区大小      

PROGRAM size=0 程序结束

五、CCP相关功能测试方法

结合测试上位机，并采集报文进行同步分析的方式，完成以下功能的测试项目。

1、DAQ数据上传数据

建立测试环境，控制器上电，CAN通讯收发正常，启动INCA上位机，打开工程，打开配置文件，打开数据库文件，添加变量的地址并设置为观测模式，将上传方式设置为DAQ模式，建立主从设备的数据连接，添加观测变量，启动数据采集。预期结果，ECU周期性的上传报文。分析报文的传输流程符合设计预期指令流程。

2、polling方式上传数据

建立测试环境，控制器上电，CAN通讯收发正常，启动INCA上位机，打开工程，打开配置文件，打开数据库文件，添加变量的地址并设置为观测模式，将上传方式设置为polling模式，建立主从设备的数据连接，添加观测变量，启动数据采集。预期结果，ECU周期性的上传报文。分析报文的传输流程符合设计预期指令流程。

3、主从设备安全访问

建立测试环境，控制器上电，CAN通讯收发正常，启动INCA上位机，打开工程，打开配置文件，打开数据库文件，添加正确的安全算法，建立主从设备的数据连接。预期结果，ECU可以正常标定。分析报文的传输流程符合设计预期指令流程。

建立测试环境，控制器上电，CAN通讯收发正常，启动INCA上位机，打开工程，打开配置文件，打开数据库文件，添加错误的安全算法，建立主从设备的数据连接。预期结果，ECU不能正常标定。分析报文的传输流程符合设计预期指令流程。

4、在线标定功能

建立测试环境，控制器上电，CAN通讯收发正常，启动INCA上位机，打开工程，打开配置文件，打开数据库文件，添加变量的地址并设置为标定模式，建立主从设备的数据连接，修改添加的标定变量。预期结果，程序中的功能按照标定的参数执行。分析报文的传输流程符合设计预期指令流程。

5、标定数据下载

建立测试环境，控制器上电，CAN通讯收发正常，启动INCA上位机，打开工程，打开配置文件，打开数据库文件，添加标定数据区域的映射地址，选择下载文件，开启下载模式。预期结果，程序更新成功，按照预期功能运行。分析报文的传输流程符合设计预期指令流程。