XCP协议系列介绍01-看了就会的XCP协议

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0. 前言

本文将对XCP是什么？做什么？一般工作过程，测量及标定等基本内容用最直白的语言掰开揉碎详细介绍，满足大家对XCP初步的认识，耐心看完本文你就会对XCP有基本掌握，收藏反复看效果更好。

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1. XCP是什么？

XCP表示“通用测量和校准协议”。“X”代表任意的传输层（如CAN、CANFD、FlexRay、Ethernet…）。由ASAM工作委员会（自动化和测量系统标准化协会）标准化。ASAM是汽车OEM，供应商和工具生产商的组织。

2. XCP用来做什么？

XCP的主要应用是内部ECU参数的测量和标定。在汽车软件开发中，常会遇到需要在实车或者台架调试时才能确定的变量，例如发动机控制器的点火角等参数，可能根据汽车的负载不一样需要调整，这个时候就可通过XCP来标定。

3. XCP一般工作过程

4. XCP命令简介

4.1 数据包简介

4.2 数据包报文格式

4.3 数据传输方式

标准传输模式：
在标准通信模型中，对从机的每个请求都有一个响应。除了 XCP 在 CAN 上，不允许多个从机对主机的命令做出响应。因此，每条 XCP 消息总是可以追溯到一个唯一的从机。这种模式是通信中的标准情况。

块传输模式：
块传输模式是可选的，可以节省大量数据传输(例如上传或下载操作)的时间。尽管如此，在这种模式下，性能问题必须朝着从机的方向考虑。因此，必须保持两个命令之间的最小时间，命令总数必须限制在最大值的上限。

交错传输模式：
交错模式也是出于性能原因而提供的，在典型通讯模式中，主机在收到上一条指令的回复前不会发送下一条指令，为提高通讯的效率，交错通讯模型可以不等待回复直接再发送下一条指令。但是这种方法也是可选的，并且与块传输模式相反，它在实践中没有相关性。

5. XCP测量

参数测量本质上是作为主设备对从设备的请求而实现的：“读取存储位置0x1234的值”。按测量方式可分为异步测量与同步测量。

5.1 异步测量(Poling)

即Poling模式，Poling是最简单的测量方法，它不是基于DTO，而是基于CTO。对需要采集的变量进行挨个轮询。

主站可以使用SHORT_UPLOAD命令从从站请求测量参数的值。这称为轮询。这是最简单的测量情况：在已接收并执行SHORT_UPLOAD命令时发送测量参数的测量值。

异步测量是使用主结点发送的命令，通过指定的XCP地址来提取从结点的ECU内部的数据，并通过从结点的应答将该数据传送给主结点，如此循环往复来实现的。为了取出数据，使用PID为“0xF4”的命令“SHORT_UPLOAD”。这个命令和应答的格式如下所述。

5.1.1 SHORT_UPLOAD命令

5.1.2 SHORT_UPLOAD应答

5.1.3 Poling模式特点

5.2 DAQ测量

为了使测量与ECU的控制相匹配，有必要由ECU确定测量时机，并在数据取出来后由从结点发送到主结点。这种数据通信是通过DTO来完成的。

主结点在进行同步测量之前，通过命令指定要取出的数据的XCP地址，从结点在等到同步测量开始命令后，使用DTO发送到主结点。因此，在同步测量的情况下，不是通过命令和应答的组合，而是通过测量周期或事件，由从结点发送DTO报文到主结点。

5.3 DAQ基本原理

5.3.1DAQ基本原理

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。

5.3.2 动态DAQ

通过增加管理测量目标的DAQ列表中的ODT及其条目的数量，可以增加测量的测量点的数量。而且通过维持与要测量的事件通道数量一样多的DAQ列表，可以对ECU的所有测量时机进行测量。但是这些数量的增加会增大ECU中的管理缓冲区，因此会消耗ECU的内存。

而且如果ECU具有10ms和20ms的控制周期，有场景下10ms的控制周期中测量的测量点的数量很大，有场景下20ms的控制周期中测量的测量点的数量也很大，即根据测量的场景不同，测量点的数量需求会有不同。对于这样的应用程序，有一种称为“动态DAQ”的功能，可以允许从结点动态更改每次测量的DAQ列表、ODT和ODT条目的数量。相反的，如果在集成XCP驱动程序时，这些数量是预先确定的，则称为“静态DAQ”。一个从结点将具有静态或动态DAQ功能。

即同样ECU内存情况下，可以通过减少10ms的DAQ来增加20ms的数量，在总的内存范围中动态调整。

动态DAQ分配过程
动态DAQ列表配置使用FREE_DAQ、ALLOC_DAQ、ALLOC_ODT和ALLOC_ODT_ENTRY命令完成。这些命令允许在上述限制范围内动态分配多个DAQ列表、多个ODT到DAQ列表以及多个ODT list到ODT。如果没有足够的内存来分配请求的对象，这些命令会得到一个ERR_MEMORY_溢出作为负响应。如果发生错误内存溢出，则完整的DAQ列表配置无效。

在动态DAQ列表配置序列开始时，主机始终首先必须发送一个FREE_DAQ。其次，对于ALLOC_DAQ，主机必须分配可配置DAQ列表的数量。然后，主机必须使用ALLOC_ODT命令将所有ODT分配给所有DAQ列表。最后，主机必须使用ALLOC_ODT_ENTRY命令将所有ODT条目分配给所有DAQ列表的所有ODT。

6 XCP标定

对从站的参数（写访问）的标定简单可理解为：“将地址0x1234的值设置为5”。

6.1 地址映射

下面我们讲讲两种地址映射方式：硬件方式与软件方式

6.1.1 硬件方式（Overlay）

6.1.2 软件方式(Offset偏移)

6.2 TC3xx系列Overlay

在AURIX TM中，每个TriCore实例最多可使用32个Overlay范围。Overlay内存Block的大小可以是2nx32字节，n=0到12。这使Block大小的范围从32字节到128 KB。

7 A2L文件格式

相对A2L文件格式有详细了解可以去博主另一篇专门介绍A2L文件的文章（博文名称：XCP-A2L文件解析）中查看，下面部分仅做简单概述。

A2L文件是采用ASAP2指定的一套类XML语言的描述性语言（采用开标签和关标签来描述信息）书写的文件，是一种方便XCP进行工作的描述性文件，可以将其理解为一个通讯矩阵，包含了通讯接口（CAN，USB等，项目信息、ECU信息、标定变量信息、测量变量信息等。

一般A2l框架如下：

/begin PROJECT /*表示一整个项目，一个文件一个项目*/ /begin HEADER /*描述项目信息，包括项目编号，项目版本等信息*/ /end HEADER /begin MODULE Device/*描述ECU需要的所有信息，一个ECU对应一个MODULE块*/ /begin MOD_PAR /*管理ECU的数据，CPU 客户 编号等等，最重要的是内存的分段分页管理，类似DSP中的CMD文件*/ /end MOD_PAR /begin MOD_COMMON/*一般性描述信息，比如大小端，数据的对齐方式*/ /end MOD_COMMON /begin CHARACTERISTIC/*定义标定变量，包含被标定的变量的名字，地址，长度，计算公式，精度，最大最小值等信息*/ /end CHARACTERISTIC /*可定义多个*/ /begin AXIS_PTS /end AXIS_PTS /begin MEASUREMENT/*定义测量变量，包含了被测量的变量的名字，地址，长度，计算公式，精度，最大最小值等信息*/ /end MEASUREMENT/*可定义多个*/ /begin COMPU_METHOD/*定义计算公式，及原始值和物理值之前的转换关系 如phy = ax+b*/ /end COMPU_METHOD /begin COMPU_TAB /*定义原始值和物理值的映射关系 一般是枚举变量*/ /end COMPU_TAB /begin FUNCTION /end FUNCTION /begin GROUP /end GROUP /begin RECORD_LAYOUT/*定义标定变量的物理存储结构（一维，二维表，三维表等）*/ /end RECORD_LAYOUT /end MODULE Device /end PROJECT 

8 XCP的实际应用

8.1 XCP工具简介

9. XCP系列文章汇总

1. XCP实战系列介绍01-测量与标定底层逻辑介绍
2. XCP实战系列介绍02-A2L文件详尽解析
3. XCP实战系列介绍03-英飞凌TC3xx芯片Overlay概述及开发过程介绍
4. XCP实战系列介绍04-CANape工程配置超详细介绍
5. XCP实战系列介绍05-CANape观测功能手把手教学
6. XCP实战系列介绍06-CANape标定及标定后hex生成操作指导
7. XCP实战系列介绍07-使用ASAP2 Editor生成A2l文件详解
8. XCP实战系列介绍08-基于Vehicle Spy进行XCP测量的工程配置详解
9. XCP实战系列介绍09-基于Vehicle Spy进行XCP测量步骤详解
10. XCP实战系列介绍10-基于CANoe实现XCP测量功能详细介绍
11. XCP实战系列介绍11-几个常用的XCP命令解析
12. XCP实战系列介绍12-基于Vector_Davinci工具的XCP配置介绍（一）
13. XCP实战系列介绍13-基于Vector_Davinci工具的XCP配置介绍（二）
14. XCP实战系列介绍14-基于Vector_Davinci工具的XCP配置介绍（三）
15. XCP实战系列介绍15-XCP故障排查指导
16. XCP实战系列介绍16-XCP标定过程指令解析