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1.寻址方式
2.数据帧格式
3.特殊指令
4.使用实例 了解了SOME/IP之后#xff0c;继续来看看车载以太网在汽车标定领域的应用。
在汽车标定领域XCP是非常重要的协议#xff0c;咱们先来回顾下基础概念。
XCP全称Universal Measurement and Calibration Protocol继续来看看车载以太网在汽车标定领域的应用。
在汽车标定领域XCP是非常重要的协议咱们先来回顾下基础概念。
XCP全称Universal Measurement and Calibration Protocol主要作用就是对ECU进行数据标定和数据采集加速ECU的开发。
既然是通用协议理论上使用任何物理总线进行数据传输都是可以的此外XCP是由CCPCAN Calibration ProtocoV2.1版本演变而来因此XCP的X代表了多种传输层例如XCP on CAN、XCP on TCP/IP、XCP on UDP/IP、XCP on USB如下图 那么从这个逻辑出发我们也能分析出XCP协议总体可分为两大部分
基础通用协议包括协议描述、A2L接口描述、SeedKey接口描述、通信示例等等传输层协议包括XCP on CAN\Ethernet\SPI\USB等等数据传输的描述。 基础通用协议我们前面已经聊得很多了今天看看XCP on Ethernet的一些特点。
1.寻址方式 首先回顾下XCP的通信模型 这张图很多人搞混淆认为Master可以使用一个ID同时和不同Slave节点通信实则不然瞬间打脸例外Master通过CAN\ETH发送GET_SLAVE_ID获取在线的Slave等
实际上XCP是标准Single-Master/Single-Slave的通信即Master在建立通信连接时是需要特定的slave ID进行点对点且连续的连接此外关闭连接时也要通知Slave。
但是在上图中可以看到XCP它是允许同时建立多个Single-Master/Single-Slave通信例如Master不同的CAN ID发送相同连接指令给到不同Slave如下 这是最常见的XCP on CAN的寻址方式。 那么假设传输层使用以太网呢这就需要IP地址和端口号Port Number。根据通信协议又可以分为TCP/IP 和UDP/IP。 TCP/IPSlave一直处于监听状态当然一次只能接受一个连接由于该协议本身面向连接且具备重传机制因此可以防止数据丢失UDP/IP当Slave未连接时接收到CONNECT命令时是向命令发送方给定的IP地址和端口发送回复进行相应对于所有后续响应它将继续响应此IP地址和端口。当连接时即使使用另一个端口它也只响应来自发送CONNECT命令的IP地址的信息。 2.数据帧格式
我们首先将XCP帧从车载以太网传输层Layer4解封装出来如下 根据标准其中细节如下图所示 与XCP on CAN Message相比以太网帧多了一个XCP Header即以太网控制域。 以太网控制域参数包括LEN、CTR长度WORD(XCP中2byte)。
LEN表示XCP Packet的数据长度单位为Bytes
CTR用于检测丢包。TCP/IP丢包后可重传因此这个位域主要为UDP/IP服务Master在发送第一条消息时CTR进行自增Slave在本地维护同样的计数器以相同方式响应每发送一帧就增加自己的计数器。这和SecOC维护FvM比较类似为了发挥UDP/IP本身的性能一般用于数据采集当然丢帧会产生测量间隙如果确实影响了观测建议使用TCP/IP。
3.特殊指令
既然是基于以太网进行数据传输在指令上也会有所变化具体包括了如下几条指令 GET_SLAVE_ID
Master发送该指令用于探测Slave节点因此只能用于UDP/IP。具体来讲主机发送一条IPv4的多播消息IPv4地址固定为239.255.0.0端口号固定为5556无论XCP Slave是否已经与Master建立了连接Slave都必须处理请求并返回响应响应的信息包括从机IP地址、端口号、Slave自身是否可用、使用TCP还是UDP或者都全部使用等。
GET_SLAVE_ID_EXTENDED
获取slave的额外信息主要是MAC地址等
SET_SLAVE_IP_ADDRESS
该指令用于Master给Slave分配IP地址当然这个IP地址就是自定义不在标准范围。Slave也需要进行响应保证IP 地址是否有效是否需要手动激活IP地址等 GET_DAQ_CLOCK_MULTICAST
该指令主要是Master需要更好关联多个Slave的时间因此需要同一传输总线的Slave在同一时刻返回一个时间戳。这个比较理想化不仅需要每个Slave响应速度一致还需要Slave-Master的传输延迟一致。 Master下发指令后Slave会回复EV_TIME_SYNC该帧带有时间戳 如下所示 EV_TIME_SYNC报文格式如下 4.使用实例
目前来看XCP on Ethernet主要用于高速测量和标定系统通信速率可达50MBytes/s实现方法可以参考Vector的POD技术或者ETAS的ETK技术。
以Vector VX1000为例它为ECU的XCP on Ethernet提供了可能。首先这个硬件盒子自带以太网端口其次Vector针对主流车规MCU设计了POD硬件该硬件可通过Debug接口例如DAP、JTAG、Nexus等接口直接访问ECU的数据并返回给VX1000这个小盒子换句话说CANape是上位机作为MasterVX1000POD作为Slave因此理论上讲ECU内部就不需要再实现XCP on Slave的软件协议栈。如下图所示
看到这里不由得想到英飞凌TC4xx在Trace设计时特意数据传输路径给到ETH只需要XCP Slave的实现就可以不用POD。看来从芯片的迭代和设计上也能看到芯片厂、Tier 1 、OEM之间的博弈。
