基于基于XCP协议支持多总线的协议支持多总线的ECU标定系统的实现标定系统的实现
目前国内开发的标定系统大都基于CCP协议,仅支持CAN总线,系统的总线兼容性和可扩展性不强。利用XCP
协议传输层与协议层相互独立的特性,实现了一种基于XCP协议、支持多种通信总线的ECU标定系统。系统架
构采用业界广泛认可的ASAM-MCD标准,在主、从节点实现了XCP驱动。基于相同的协议层,分别设计了支持
CAN总线和FlexRay总线的传输层,使标定系统同时满足两种总线的应用需求。具体的测量标定实验表明:该系
统使用方便,能够良好地满足ECU开发过程中的标定需求。
0 引言引言
汽车技术的飞速发展使得汽车电子控制单元(Electronic Control Unit,ECU)中包含的控制参数大量增加,标定工作复杂
度越来越高。在ECU开发过程中,控制参数的标定工作直接影响整车性能的优劣。面对日趋多样的ECU和通信总线类型,开
发一种支持多总线的、通用灵活的标定系统,具有非常高的实用价值
[1]
。目前,CAN总线作为一种可靠的汽车总线已经广泛应
用于高档汽车,因而多数标定系统都是基于CCP(CAN Calibration Protocol)协议开发的,具有一定的通用性
[2]
。但随着更
为先进的FlexRay通信总线迅速发展,开发出一种既支持当下主流的CAN总线,又兼容代表汽车总线趋势的FlexRay总线的标
定系统,无疑具有很高的技术应用价值。
本文基于XCP协议设计了一套ECU标定系统,充分利用了XCP协议物理传输层与协议层相互独立的特性,基于同一协议层
分别实现了对CAN总线和FlexRay总线的支持,大大提高了标定系统的总线兼容性与可扩展性。
1 标定系统总体方案设计标定系统总体方案设计
XCP协议由自动化及测量系统标准协会(Association for Standardization of Automation and Measuring system,ASAM)
提出,是对原有CCP2.1协议的继承和升级,力求使用最小的系统和硬件资源开销实现高效通信
[3]
。该协议分别定义了协议
层、传输层和接口层,其最突出的特点就是协议层独立于传输层。对于不同类型的通信总线,只需要将XCP报文(XCP
Message)的报文头和报文尾填上对应信息,而中间部分的XCP数据包(XCP Packet)由协议层定义,完全不受影响。因此
XCP标定协议能够极好地适应总线多样化对标定系统通用性提出的要求。目前,ASAM已经在标准中定义的传输层包括:
XCP-on-CAN、XCP-on-Ethernet(TCP/IP、UDP/IP)、XCP-on-SXI(SPI、SCI)、XCP-on-USB和XCP-on-FlexRay
[3]
。
根据后续的实际需求,也考虑进一步定义XCP-on-LIN、XCP-on-K-Line和XCP-on-MOST。
图1是标定系统总体架构设计方案。整个标定系统框架遵循ASAM-MCD标准(原ASAP标准)搭建,包括运行于PC端的上
位机标定软件、负责上位机和下位机之间通信的通信控制单元和下位机ECU。ECU端采用Freescale公司的MC9S12XF512芯
片。上位机集成了方便用户进行测量和标定的图形界面以及XCP命令解析模块,用户请求经由上位机XCP协议模块打包,通
过通信控制单元发送至下位机ECU通信接口,再由集成在ECU中的XCP驱动模块解析后调用对应命令处理模块进行操作,将
处理结果打包并通过通信控制单元发送回上位机。根据通信介质的不同,需要对XCP协议帧的帧头和帧尾进行对应的信息填
充。本文设计的标定系统同时支持当下主流的CAN通信总线和代表未来汽车总线发展趋势的FlexRay总线。