自动驾驶（四十五）---------汽车标定-XCP简述

汽车标定是传统汽车行业很重的工作，需要大量人员从事标定工作，ECU中的程序由软件工程师进行设计，而工程师不可能把这些参数设置成合理的值，这些值是需要在实验中根据汽车数学模型进行设置，XCP就提供了这种标定的方式。

XCP提供了一种对ECU中某些值进行读取、写入操作的一种协议，一般是把支持XCP的软件与汽车的CAN总线相连，目前XCP主要使用的工具有Vector公司的CANape ITAS的INCA，Value CAN等工具。这里以INCA7.2作为介绍。

1. XCP工作流程

首先XCP是主从的工作结构，主节点即一个上位机（XCP工具），一个主节点可以连接多个从节点（Slave），以XCPOnCAN为例，可以通过CAN ID的方式来识别不同的从节点，一般从节点需要两个CANID，一个源地址，一个目标地址。那么硬件连接： Master（带上位机的笔记本）<-->CAN工具<-->Slave（ECU 可多个）

第一步我们要将Master和Slave连接起来，当然是通过发命令的方式建立连接，具体命令后面进行讲解。
第二步可以通过上位机工具监控之前定义好的一些变量，例如速度，转矩，电压等参数；
第三步可以进行一些在线标定功能，比如在台架上标定PID的一些参数，标定过程一般是先在一个存储区（RAM）定义的变量找出一个比较好的参数，然后将这个比较好的参数固化下来，擦除原来的数据写入到另外一个映射好的存储区（flash），这个是标定的一般过程；
当然也可以通过重新擦写一个数据区域，使用其编程的功能。

我认为映射关系可能是XCP中较核心的一个部分，下面我们讲一讲c步骤中的地址映射。

2. XCP概念和过程简介

首先我们介绍一些概念：

逻辑地址：为了XCP的逻辑应用定义的一块地址，就像我们给一个变量定义了一个名字一样；
物理地址：它是直接对应存储器上的一块地址比如RAM上的0x0000~0x0200一块地址；Flash 0x1000~0x1200;一块地址；
参考页：你可以理解为定义的逻辑地址对应Flash上的一块地址，比如逻辑地址0x0000~0x0200对应Flash上一块0x1000~0x1200这个地址；那么参考页的属性在标定过程是可读不可写；
工作页：你可以理解为定义的逻辑地址对应RAM上的一块地址，比如逻辑地址0x0000~0x0200对应RAM上一块0x0000~0x0200这个地址；注意工作页的属性是可读可写（方便标定修改嘛）
激活页：就是指选择激活的一个页，比如激活工作页或者激活参考页等。

完整的一个标定过程：首先激活参考页（仅可读），读取当前的参数，比如PID中的比例因子 P，然后呢切换激活页可读可写），这个时候就可以在线修改参数，来获得较好的PID曲线，从而确定优化后的参数P，最后，我们还是需要将原来参考页上的P参数参数，写入优化后的P参数，这样就完成了一个参数的标定。

3. XCP地址映射

硬件方式：有些芯片是支持硬件地址映射的，它的工作方式比较简单，就是在你切换激活的工作页时，操作寄存器，硬件完成地址映射。举个例子假如Reg1 = 0时，激活页是参考页，逻辑地址0x000~0x200 对应的Flash中的0x100~0x300;切换激活页为工作页时，Reg1=1，对应逻辑地址0x000~0x200 对应Ram中的0x000~0x200;是不是超简单，但是相应芯片价格会贵一点。

软件方式：其实就是加入一个offset偏移量来实现。还是以上面的例子为例：

激活页->参考页逻辑地址 0x000~0x200 -> Offset=0x100 Flash地址0x100~0x300 =(逻辑地址+Offset)
激活页->工作页逻辑地址 0x000~0x200 -> Offset=0x000 Flash地址0x000~0x200 =(逻辑地址+Offset)
同样也不不复杂，但是会部分增加软件的维护工作。
激活页->参考页逻辑地址 0x000~0x200 -> Offset=0x100 Flash地址0x100~0x300 =(逻辑地址+Offset)

4. XCP的命令简介

Master->Slave （上位机到下位机）总共0xFF条

名称 PID范围
CMD 0xC0~0xFF 指的是上位机下发给下位机的一些命令，比如连接命令FF，解锁，获取状态、下位机交互的命令；
STIM 0x00~0xBF 你可以理解为一种上位机下下位机大量发数据的一种方式，相当于反向的DAQ；

Slave ->Master（下位机到上位机）总共0xFF条

名称 PID范围
Response 0xFF 肯定应答，指的下位机答复上位机的命令；
Error 0xFE 否定应答上位机的命令；
Event 0xFD 事件，指下位机发生某事件时通知上位机；
Service 0xFC 指下位机在某些情况下，需要上位机执行一些动作，你可以理解为请求上位机服务。
DAQ 0x00~0xFB //ODT的序号很显然，就是下位机上传数据给上位机。

5. XCP的A2L文件

A2L文件是啥呢？它其实就是一种方便XCP进行工作的描述性一个文件，你可以理解为一个通讯矩阵，包含了项目信息、ECU信息、标定变量信息、测量变量信息等等如下所示。

/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

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