CN102109818B - 基于xcp协议的自适应命令处理方法及其系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于XCP协议的自适应命令处理方法及其系统，该方法包括以下步骤：S1、进入空闲状态；S2、判断是否需要发送命令，如果是，则执行步骤S3，如果否，则返回步骤S1；S3、执行一个序列生成模块，序列生成模块根据一个ASAP2文件解读模块的电子控制单元描述参数决定使用块传输模式或标准传输模式，块传输模式和标准传输模式都包括命令生成、发送功能和等待、处理功能；S4、一个数据接口接收等待、处理功能传送来的数据。本发明能够根据电子控制单元的情况选择通讯模式，且通讯传输的数据长度能参照ASAP2文件的最大限制进行发送，适用于大型图表类参数的传输。

Description

基于XCP协议的自适应命令处理方法及其系统

技术领域

本发明涉及一种自适应命令处理方法，特别是涉及一种基于XCP（universal measurement and Calibration Protocol，通用测量标定协议）协议的自适应命令处理方法及系统。

背景技术

现代汽车工业中，电子设备越来越发挥其重要作用。汽车电子控制单元（Electronic Control Unit，可以简称ECU）是汽车电子的核心，其控制对象十分复杂，如动力系统、电源管理系统、牵引控制系统，娱乐系统等。在ECU设计开发过程中，需要测量标定的参数也非常繁多。

行业内多数制造商都有自己的设计标准，并且配套有自己的测量标定标准，为了解决通用性和兼容习惯等问题，几家汽车企业联合成立了ASAM组织。ASAM组织（Association for Standardization of AutomationandMeasuring Systems）是自动化和测量系统标准协会，该组织由德国汽车制造商在1998年10月发起，成立该组织的目的在于为测试、验证和仿真等应用提供标准化的数据模型、接口和流程定义。ASAM组织为基于其标准的开发提供了专业高效的项目管理平台，ASAM组织是一个注册机构，总部位于德国慕尼黑，并在北美设立有分支机构，目前ASAM组织在全球拥有超过120个成员，分别来自汽车制造商、零部件供应商和高校等。

ASAM组织专门为ECU设计和开发过程中的测量与标定环节推出一系列协议标准，其包括XCP协议和ASAP2标准（Arbeitskreis zurStandardisierungvon Applikationssystemen，英文为：Standardization ofApplication/CalibrationSystems task forcee，中文为：应用/标定系统标准化组织，是ASAM组织的前身，是20世纪90年代前后成立的。ASAP组织关于数据库方面的标准在ASAP协议族中处于第二层级，因此，行业内把这个标准称之为ASAP2标准，ASAM组织继承了这个标准）。如果要在ECU的测量与标定工作中与国际接轨，必然需要符合这两个重要的标准。XCP协议规定了ECU标定测量过程中的全部语法以及行为，包括但不局限于ECU的数据定义、存储方式、通讯协议、控制方式等、但是并没有给出在ECU及标定测量工具中实现这个协议的方法，因此，目前行业内存在众多XCP协议中各个要点实现的方法及装置。ASAP2标准是ASAM组织制定的专门用于描述ECU内部参数的数据库组织规范，这个标准对ECU功能、接口、标定信息、测量信息以及数据处理方法等进行了标准和规范化的描述。任何对ECU的操作都可以参照ASAP2标准的数据库，可以说，这个数据库就是ECU的镜像。

通过XCP协议完成ECU测量与标定工作最重要的一个问题是实现测量标定装置与ECU之间的命令发送和传输。XCP协议中规定了两种命令传输模式，标准传输模式和块传输模式。标准传输模式是一问一答式的，测量标定装置先命令，ECU动作后应答，测量标定装置才能发送下一条命令。块传输模式可以支持大批量数据传输，测量标定装置发送一条命令后，ECU可以批量处理并且批量应答，大大提高了效率。但是，块传输模式实现起来非常复杂，目前几乎没有很好的方式解决这个问题。因此，目前的测量标定装置命令发送方法都采用了XCP协议中标准的一问一答的传输模式，该模式的命令格式较为简单，实现起来较快，但是效率低，尤其不适用于大型图表类参数的传输，而且由于其固定的通讯模式限制了对XCP协议其他高级功能的开发，如可调整的块传输模式、简单错误的自动错误处理、特殊命令等待时间的调整等，浪费了ASAP2标准的数据库中的海量的描述信息，大大限制了ECU的开发工作。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种基于XCP协议的自适应命令处理方法及其系统，其能够根据ECU的情况选择通讯模式，且通讯传输的数据长度能参照ASAP2文件的最大限制进行发送，适用于大型图表类参数的传输。同时，模块功能划分明确，从命令接收直到数据的处理阶段均可按需要选择自定义或者参考ASAP2文件规范参数，可扩展性强。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：一种基于XCP协议的自适应命令处理方法，其特征在于，其包括以下步骤：S1、进入空闲状态；S2、判断是否需要发送命令，如果是，则执行步骤S3，如果否，则返回步骤S1；S3、执行一个序列生成模块，序列生成模块根据一个ASAP2文件解读模块的电子控制单元描述参数决定使用块传输模式或标准传输模式，块传输模式和标准传输模式都包括命令生成、发送功能和等待、处理功能；S4、一个数据接口接收等待、处理功能传送来的数据。

优选地，所述步骤S2通过读取一个命令接口，根据命令接口中的队列长度判断是否需要发送命令。

优选地，所述ASAP2文件解读模块工作时执行两个步骤：ASAP2协议解读和描述参数提取。

优选地，所述块传输模式由多个命令生成、发送功能紧接一个等待处理功能组成，标准传输模式由一个命令生成、发送功能紧接一个等待、处理功能组成。

优选地，所述序列生成模块工作时包括三个步骤，步骤S31，读取ASAP2文件解读模块的电子控制单元描述参数；步骤S32，参考ASAP2文件解读模块的电子控制单元描述参数决定执行序列生成；步骤S33，参考ASAP2文件解读模块的电子控制单元描述参数决定命令序列生成。

优选地，所述命令生成、发送功能包括四个步骤：步骤S41，从步骤S33命令序列生成的序列中读取一个命令名称；步骤S42，依据命令名称进入命令库查找，步骤S43，根据查找到的命令名称生成命令代码，步骤S44，将该命令代码通过通讯总线向电子控制单元发送。

优选地，所述步骤S41是读取命令步骤，步骤S42为查找命令库步骤，步骤S43为命令代码生成步骤，步骤S44为命令发送步骤。

优选地，所述等待、处理功能分为执行测量类命令或执行非测量类命令两种情况。

本发明的另一个技术方案是提供一种基于XCP协议的自适应命令处理系统，其特征在于，其包括：用户界面，其面向用户，为用户提供操作和测量数据的观察窗口；用户事件处理模块，其具有命令接口且负责处理用户动作，并将需要与电子控制单元交互的命令交给命令接口；命令处理模块，其具有命令接口和数据接口且负责经过所述命令处理模块的命令接口从所述用户事件处理模块的命令接口接收命令，做相应处理后与电子控制单元沟通，并将获得的数据交给所述命令处理模块的数据接口；数据处理模块，其具有数据接口且负责经过所述数据处理模块的数据接口从所述命令处理模块的数据接口上提取数据，并对数据进行进一步处理和解析；ASAP2文件解读模块，其负责为命令处理模块提供处理依据；通讯总线和电子控制单元，通讯总线为命令处理模块和电子控制单元之间命令交互提供物理载体。

本发明的积极进步效果在于：

A：序列生成模块能够根据ECU的情况选择命令生成、发送功能和等待、处理功能的组合，可以以一个命令搭配一次等待的标准通讯模式发送，同时也可以采用多次命令搭配一次等待的块传输通讯模式发送。序列生成模块将参照ASAP2文件的最大限制计算块传输的数据长度。序列生成模块还生成了命令序列，为命令生成、发送功能提供参考。由于采用了序列生成模块，使得程序的可扩展性大大增强，需要添加功能时，只要在执行序列生成模块中添加相应功能的序列计算即可。

B、命令生成、发送功能参照序列生成模块提供的命令序列，在命令库中查找应该发送的命令代码，该代码上的数据位同样可以根据需要参考ASAP2文件解读模块的规定。

C、等待、处理功能包括扩展错误处理、等待时间等功能，扩展错误处理功能负责在收到ECU错误反馈时，告知序列生成模块根据需要采取重复命令或者发送错误信息。等待时间功能负责告知系统当前命令反馈的等待时间长度。该等待时间可以参照ASAP2文件对ECU的描述，也可以根据用户需要自行设定，灵活性高。

附图说明

图1是本发明基于XCP协议的自适应命令处理方法的流程图。

图2是本发明执行序列生成模块的工作流程图。

图3是本发明命令生成、发送功能的工作流程图。

图4是本发明基于XCP协议的自适应命令处理系统的模块框图。

具体实施方式

下面结合附图给出本发明较佳实施例，以详细说明本发明的技术方案。

如图1所示，本发明基于XCP协议的自适应命令处理方法包含的主要步骤如下：

步骤11：进入空闲（Idle）状态，基于XCP协议的自适应命令处理方法的空闲状态亦是初始状态；

步骤12：判断是否需要发送命令；具体是，进入Idle状态后，基于XCP协议的自适应命令处理方法将读取命令接口18，根据命令接口18中的队列长度判断是否需要发送命令。如果不需要发送命令，即没有收到用户界面的任何命令，则基于XCP协议的自适应命令处理方法停留在Idle状态，为系统节省内存，即返回步骤11。如果是需要发送命令，即当命令接口18接收到用户界面的命令时，则执行步骤13.

步骤13：执行序列生成模块，执行序列生成模块的运行参考了ASAP2文件解读模块16的ECU描述参数，ASAP2文件解读模块16工作时执行两个步骤：步骤161，SAP2协议解读；步骤162，描述参数提取。执行序列生成模块的工作流程图见图2；

由序列生成模块根据ASAP2文件解读模块16的ECU描述参数决定使用哪种传输模式，即选择步骤14或步骤15，步骤14是执行块传输模式，步骤15是执行标准传输模式，两种传输模式都由两个基本功能组成：命令生成、发送功能和等待、处理功能，区别在于：块传输模式由多个命令生成、发送功能紧接一个等待、处理功能组成；标准传输模式由一个命令生成、发送功能紧接一个等待、处理功能组成。当需要处理大型图表类参数时，传输块传输模式的优点就非常明显，可以将所有数据全部发送后再等待反馈。传统的标准传输模式则需要将数据根据一条命令所能装载的数据长度多次分割，每发送一次就要花费一次等待的时间，效率极低。序列生成模块的采用突破了传统命令处理方法的禁锢，将协议的优势充分利用。在本发明中，为配合执行序列生成模块的使用，将传统的命令发送和接收功能细分、整合成了命令生成、发送功能和等待、处理功能这两个基本功能，命令生成、发送功能的工作流程图见图3。

步骤17：数据接口接收等待、处理功能传送来的数据。

现结合图2和图3对图1中的执行序列生成模块和命令、发送功能之间的关系进行解释；

如图2所示，执行序列生成模块包括三个步骤：步骤211，读取ASAP2文件解读模块16的ECU描述参数；步骤212，执行序列生成，具体是负责参考ASAP2文件解读模块16的ECU描述参数决定执行序列生成；步骤213，命令序列生成，具体是参考ASAP2文件解读模块16的ECU描述参数决定命令序列生成。

如图3所示，命令生成、发送功能包括四个步骤：步骤31，读取命令，负责从步骤213命令序列生成的序列中读取一个命令名称；步骤32，查找命令库，依据命令名称进入命令库查找；步骤33，命令代码生成，根据查找到的命令名称生成命令代码，步骤33需要参考ASAP2文件解读模块16对代码中的部分位进行修改；步骤34，命令发送，当步骤33完成一个ECU的可执行命令代码后将该命令代码通过通讯总线向电子控制单元（ECU）发送。此时命令生成、发送功能完成。

以上命令生成、发送功能完成后，序列生成模块中所生成的执行序列（步骤212）决定后续将执行的功能，如果仍为命令生成、发送功能，则重复上一段所述操作，生成新的命令代码后发送。如果为等待、处理功能，则读取ASAP2文件解读模块16中的等待时间，告知系统进行等待，如果在此时间内收到ECU的反馈（无论正确与否），则取消后续等待，开始处理数据。如果在次时间段内没有收到数据，则判断为反馈超时。

等待、处理功能包括扩展错误处理、等待时间等功能，扩展错误处理功能负责在收到ECU错误反馈时，告知序列生成模块根据需要采取重复命令或者发送错误信息。等待时间功能负责告知系统当前命令反馈的等待时间长度。该等待时间可以参考ASAP2文件对ECU的描述，也可以根据用户需要自行设定，灵活性高。等待、处理功能分为以下两种情况：执行测量类命令或执行非测量类命令。执行测量类命令时，有以下情况：一、收到正确反馈后则将反馈中的测量数据挑选出来，交由数据接口，如果仍有未完成的执行序列则继续进行，如果命令序列执行完毕则进入Idle状态，从命令接口接收用户界面发来的新命令。二、收到错误反馈后，向用户界面发送错误提示。取消后续的执行序列，向数据接口发送空数组，进入Idle状态，从命令接口接收用户界面发来的新命令。三、在等待时间内无反馈时，重新进入执行序列生成模块，重复上次操作，如果有反馈则参照上述两种方法，如果又超时，则放弃此次命令，向用户界面发出超时提示，进入Idle状态，接收新命令。执行非测量类命令时，有以下情况：一、收到正确反馈后，直接判断是否有未完成的执行序列，有则继续进行，如果命令序列执行完毕则进入Idle状态，从命令接口接收用户界面发来的新命令。二、收到错误反馈后，向用户界面发送错误提示。取消后续的执行序列，直接进入Idle状态，从命令接口接收用户界面发来的新命令。三、在等待时间内无反馈时，重新进入执行序列生成模块，重复上次操作，如果有反馈则参照上述两种方法，如果又超时，则放弃此次命令，向用户界面发出超时提示，进入Idle状态，接收新命令。

如图4所示，基于XCP协议的自适应命令处理系统包含七个部分：用户界面41，具有命令接口的用户事件处理模块42，具有数据接口的数据处理模块43，具有命令接口和数据接口的命令处理模块44，ASAP文件解读模块16，通讯总线46，电子控制单元（ECU）47，电子控制单元也可以为其他遵循XCP协议的被测对象。其中，用户界面41面向用户，为用户提供操作和测量数据的观察窗口。具有命令接口的用户事件处理模块42负责处理用户动作，并将需要与ECU交互的命令交给命令接口。具有命令接口和数据接口的命令处理模块44负责从命令接口接收命令，做相应处理后与ECU沟通，并将获得的数据交给数据接口，具有数据接口的数据处理模块43负责从数据接口上提取数据，并对数据进行进一步处理和解析。用户界面41将解析后的数据显示在观察窗口中。ASAP2文件解读模块16负责为命令处理模块44提供处理依据，通讯总线46为命令处理模块44和电子控制单元（ECU）47之间命令交互提供物理载体。

本发明基于XCP协议的自适应命令处理系统的典型部分有：ASAP2文件解读模块16、具有命令接口和数据接口的命令处理模块44，通讯总线46。其中，命令处理模块44的两个接口可以按照特定协议如ASAM-MCD3协议（ASAM-MCD3协议是ASAM组织制定的一项标准协议）等做成规范接口。以上三个部分通常结合用户事件处理模块42、数据处理模块43、用户界面41来使用。本发明尤其适用于电子控制单元（ECU）的标定和测量系统。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改。因此，本发明的保护范围由所附权利要求书限定。

Claims (9)

1.一种基于XCP协议的自适应命令处理方法，其特征在于，其包括以下步骤：

S1、进入空闲状态；

S2、判断是否需要发送命令，如果是，则执行步骤S3，如果否，则返回步骤S1；

S3、执行一个序列生成模块，序列生成模块根据一个ASAP2文件解读模块的电子控制单元描述参数决定使用块传输模式或标准传输模式，块传输模式和标准传输模式都包括命令生成、发送功能和等待、处理功能；

S4、一个数据接口接收等待、处理功能传送来的数据。

2.如权利要求1所述的基于XCP协议的自适应命令处理方法，其特征在于，所述步骤S2通过读取一个命令接口，根据命令接口中的队列长度判断是否需要发送命令。

3.如权利要求1所述的基于XCP协议的自适应命令处理方法，其特征在于，所述ASAP2文件解读模块工作时执行两个步骤：ASAP2协议解读和描述参数提取。

4.如权利要求1所述的基于XCP协议的自适应命令处理方法，其特征在于，所述块传输模式由多个命令生成、发送功能紧接一个等待处理功能组成，标准传输模式由一个命令生成、发送功能紧接一个等待、处理功能组成。

5.如权利要求1所述的基于XCP协议的自适应命令处理方法，其特征在于，所述序列生成模块工作时包括三个步骤，步骤S31，读取ASAP2文件解读模块的电子控制单元描述参数；步骤S32，参考ASAP2文件解读模块的电子控制单元描述参数决定执行序列生成；步骤S33，参考ASAP2文件解读模块的电子控制单元描述参数决定命令序列生成。

6.如权利要求5所述的基于XCP协议的自适应命令处理方法，其特征在于，所述命令生成、发送功能包括四个步骤：步骤S41，从步骤S33命令序列生成的序列中读取一个命令名称；步骤S42，依据命令名称进入命令库查找；步骤S43，根据查找到的命令名称生成命令代码，步骤S44，将该命令代码通过通讯总线向电子控制单元发送。

7.如权利要求6所述的基于XCP协议的自适应命令处理方法，其特征在于，所述步骤S41是读取命令步骤，步骤S42为查找命令库步骤，步骤S43为命令代码生成步骤，步骤S44为命令发送步骤。

8.如权利要求1所述的基于XCP协议的自适应命令处理方法，其特征在于，所述等待、处理功能分为执行测量类命令或执行非测量类命令两种情况。

9.一种基于XCP协议的自适应命令处理系统，其特征在于，其包括：

用户界面，其面向用户，为用户提供操作和测量数据的观察窗口；

用户事件处理模块，其具有命令接口且负责处理用户动作，并将需要与电子控制单元交互的命令交给命令接口；

命令处理模块，其具有命令接口和数据接口且负责经过所述命令处理模块的命令接口从所述用户事件处理模块的命令接口接收命令，做相应处理后与电子控制单元沟通，并将获得的数据交给所述命令处理模块的数据接口；

数据处理模块，其具有数据接口且负责经过所述数据处理模块的数据接口从所述命令处理模块的数据接口上提取数据，并对数据进行进一步处理和解析；

ASAP2文件解读模块，其负责为命令处理模块提供处理依据；

通讯总线和电子控制单元，通讯总线为命令处理模块和电子控制单元之间命令交互提供物理载体。

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