CN115866079A - 一种实现can-以太网xcp网关的装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种实现CAN‑以太网XCP网关的装置，包括XCP Master、CAN‑以太网XCP网关和ECU，XCP Master和CAN‑以太网XCP采用网络连接，该XCP Master为TCP/UDP连接方式，且设置服务器的IP地址和端口为CAN‑以太网XCP网关的IP地址和端口，CAN‑以太网XCP网关运行TCP/UDP服务器，并监听指定的端口。本发明在不修改软硬件的情况下，将基于CAN的XCP变成基于以太网（Wi‑Fi）的XCP，摆脱线束的束缚，且相对于目前比较昂贵的支持标定协议的CAN设备，也具有成本低廉的优势。
Description
技术领域
本发明涉及ECU测试和标定技术领域，尤其涉及一种实现CAN-以太网XCP网关的装置。
背景技术
通用测量和校准协议（XCP）标准定义了总线无关的通信协议，以将ECU与校准系统连接起来，不论网络协议或ECU配置如何，XCP的主要目的是调整内部参数，获取ECU内部变量的当前值，以用于校准、诊断和其他类似目的。XCP协议不直接依赖于特定总线系统，使得XCP适应控制器局域网（CAN）、FlexRay、以太网（UDP/IP和TCP/IP）、USB以及其他网络标准。
XCP Master通过下发命令和从机建立连接、解锁、读取数据和修改参数的灯操作，所有的XCP通信都以数据对象的形式传输。XCP数据包有两种类型，命令传输对象（CTO:Command Transfer Object）用于传输控制命令。控制命令（CMD），命令相应（RES），错误包（ERR），事件包（EV）和服务请求数据包（SERV）。数据传输对象（DTO: Data TransferObject）用于传输同步采集的数据（DAQ）和同步激励数据（STIM），如图1所示。
汽车的ECU通讯主流是CAN网络，所以主流的是采用基于CAN的XCP进行测量和标定。一般都是采用PCAN、Kvaser、Value CAN或者Vector CAN通过USB线接入到电脑的USB口，然后用XCP Master比如Etas INCA或者Vector Canape进行测量和标定。通过CAN的连接方式需要在A2L文件里面设置CAN报文的接收和发送的ID，如图2所示。发送CTO ID帧用于发送RES/ERR/EV/SERV数据包，发送DTO ID帧用于发送DAQ数据包，CAN接收ID帧用于接收CMD和STIM数据包。
上述的主要缺陷在于：采用USB连接的方式有线束的束缚，长度比较短，另外CAN设备的价格也比较高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种实现CAN-以太网XCP网关的装置，在不修改软硬件的情况下，将基于CAN的XCP变成基于以太网（Wi-Fi）的XCP，摆脱线束的束缚，且相对于目前比较昂贵的支持标定协议的CAN设备，也具有成本低廉的优势。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种实现CAN-以太网XCP网关的装置，包括XCP Master、CAN-以太网XCP网关和ECU，所述XCP Master和CAN-以太网XCP采用网络连接，该XCP Master为TCP/UDP连接方式，且设置服务器的IP地址和端口为CAN-以太网XCP网关的IP地址和端口，所述CAN-以太网XCP网关运行TCP/UDP服务器，并监听指定的端口。
作为进一步的优化，所述XCP Master和CAN-以太网XCP网关的连接方式为以太网连接或Wi-Fi连接。
作为进一步的优化，所述CAN-以太网XCP网关包括Wi-Fi模块、单片机和CAN收发器，所述Wi-Fi模块与单片机通信，所述单片机包括CAN控制器，且所述CAN控制器外接CAN收发器。
作为进一步的优化，所述Wi-Fi模块作为AP模式或Station模式通过异步收发传输器与单片机通信。
作为进一步的优化，所述CAN-以太网XCP网关对来自XCP Master的以太网报文做如下处理，
S1)接收XCP Master的基于以太网的XCP报文；
S2)从报文中抽取出报文长度和报文计数器信息；
S3)设置CAN ID为ECU接收 CAN ID， 设置CAN数据长度为头部信息的数据长度，设置CAN数据内容为XCP数据包；
S4)通过CAN把这个数据包发送给ECU。
作为进一步的优化，CAN-以太网XCP网关对来自ECU的CAN报文做如下处理，
S1)接收ECU CAN报文；
S2)判断该CAN ID是CTO数据包还是DTO数据包;
S3)如果是CTO数据包，添加报文长度和CTO报文计数器，这个计数器来自XCPMaster；如果是DTO数据包，添加报文长度和DTO报文计数器，该计数器每发送一个数据包加1，从0开始计数；
S4) XCP帧头信息和来自CAN的XCP数据包组成以太网的数据包，发送给XCPMaster。
作为进一步的优化，对XCP报文格式进行分析，XCP帧由XCP帧头、XCP数据包和XCP帧尾组成；基于CAN的XCP报文没有帧头和帧尾，仅包含XCP数据包；基于TCP/UDP的XCP报文包含XCP帧头和XCP数据包。
作为进一步的优化，XCP帧头的LEN是报文的长度，CTR用于检测数据包丢失情况的计数器。
与已有技术相比，本发明的有益效果体现在：
1.在不修改软硬件的情况下，将基于CAN的XCP变成基于以太网（Wi-Fi）的XCP，摆脱线束的束缚；
2.相对于目前比较昂贵的支持标定协议的CAN设备，也具有成本低廉的优势。
附图说明
图1为现有技术中的XCP Master和XCP Slave的数据通信流示意图；
图2为现有技术中的XCP Master采用CAN和ECU连接示意图。
图3本发明的XCP的帧格式图。
图4本发明的连接示意图。
图5本发明的CAN-以太网XCP网关的硬件结构图。
图6本发明的XCP Master的以太网帧处理流程图。
图7本发明的ECU的CAN帧处理流程图。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例，结合附图对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
如图4所示，一种实现CAN-以太网XCP网关的装置包括XCP Master、CAN-以太网XCP网关和ECU组成，相对于目前主流的连接方式，本装置多了一个CAN-以太网XCP网关。ECU和CAN-以太网XCP网关CAN采用CAN连接方式，XCP Master和CAN-以太网XCP网关采用以太网方式（可以是Wi-Fi）连接，CAN-以太网XCP网关运行一个TCP/UDP服务器，并监听指定的端口。XCP Master设置为TCP/UDP的连接方式，并设置服务器的IP地址和端口为CAN-以太网XCP网关的IP和端口。ECU的软硬件不需要做任何的改变，XCP Master也仅仅改变了连接的方式，即可实现传统的基于CAN的XCP变成了基于以太网的XCP，对于运行XCP Master的电脑仅需要有Wi-Fi功能。
在本发明中，如图3所示，基于一个XCP帧由XCP帧头、XCP数据包和XCP帧尾组成，基于CAN的XCP报文没有帧头和帧尾，仅包含XCP数据包。基于TCP/UDP的XCP报文包含XCP帧头和XCP数据包，帧头的LEN是报文的长度，CTR是用于检测数据包丢失情况的计数器，如图3所示。XCP Master每发送一个数据包，计数器的数值将会增加一，ECU的做法也是如此。对于来自XCP Master（主流的有Etas INCA或者Vector Canape）的TCP/UDP报文,剥离掉XCP帧头，并且设置CAN-以太网XCP网关的CAN 发送ID为ECU的接收ID，转发给ECU。对于来自ECU的XCPCAN报文根据CAN ID的不同区分为CTO数据包和DTO数据包，在CAN的XCP数据包上增加XCP帧头，发送给XCP Master。
更加具体的，如图5所示，CAN-以太网网关由Wi-Fi模块，单片机和CAN收发器组成，Wi-Fi模块可以作为AP模式或者是Station模式，可以通过UART和单片机通信，单片机包含了CAN控制器并且外接了CAN收发器。
在本发明中，如图6所示，CAN-以太网XCP网关对来自XCP Master的以太网报文做如下的处理：从报文中抽取出报文长度和报文计数器信息；设置CAN ID为ECU接收 CAN ID，设置CAN数据长度为头部信息的数据长度，设置CAN数据内容为XCP数据包；通过CAN把这个数据包发送给ECU。
在本发明中，如图7所示，CAN-以太网网关对来自ECU的CAN报文做如下的处理， 判断该CAN ID是CTO数据包还是DTO数据包；如果是CTO数据包，添加报文长度和CTO报文计数器，这个计数器来自XCP Master；如果是DTO数据包，添加报文长度和DTO报文计数器，该计数器每发送一个数据包加1，从0开始计数；XCP帧头信息和来自CAN的XCP数据包组成以太网的数据包，发送给XCP Master。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
Claims (8)
1.一种实现CAN-以太网XCP网关的装置，其特征在于，包括XCP Master、CAN-以太网XCP网关和ECU，所述XCP Master和CAN-以太网XCP采用网络连接，该XCP Master为TCP/UDP连接方式，且设置服务器的IP地址和端口为CAN-以太网XCP网关的IP地址和端口，所述CAN-以太网XCP网关运行TCP/UDP服务器，并监听指定的端口。
2.根据权利要求1所述的实现CAN-以太网XCP网关的装置，其特征在于，所述XCPMaster和CAN-以太网XCP网关的连接方式为以太网连接或Wi-Fi连接。
3.根据权利要求1或2所述的实现CAN-以太网XCP网关的装置，其特征在于，所述CAN-以太网XCP网关包括Wi-Fi模块、单片机和CAN收发器，所述Wi-Fi模块与单片机通信，所述单片机包括CAN控制器，且所述CAN控制器外接CAN收发器。
4.根据权利要求3所述的实现CAN-以太网XCP网关的装置，其特征在于，所述Wi-Fi模块作为AP模式或Station模式通过异步收发传输器与单片机通信。
5.根据权利要求1所述的实现CAN-以太网XCP网关的装置，其特征在于，所述CAN-以太网XCP网关对来自XCP Master的以太网报文做如下处理，
S1)接收XCP Master的基于以太网的XCP报文；
S2)从报文中抽取出报文长度和报文计数器信息；
S3)设置CAN ID为ECU接收 CAN ID， 设置CAN数据长度为头部信息的数据长度，设置CAN数据内容为XCP数据包；
S4)通过CAN把这个数据包发送给ECU。
6.根据权利要求5所述的实现CAN-以太网XCP网关的装置，其特征在于，CAN-以太网XCP网关对来自ECU的CAN报文做如下处理，
S1)接收ECU CAN报文；
S2)判断该CAN ID是CTO数据包还是DTO数据包;
S3)如果是CTO数据包，添加报文长度和CTO报文计数器，这个计数器来自XCP Master；如果是DTO数据包，添加报文长度和DTO报文计数器，该计数器每发送一个数据包加1，从0开始计数；
S4) XCP帧头信息和来自CAN的XCP数据包组成以太网的数据包，发送给XCP Master。
7.根据权利要求5或6所述的实现CAN-以太网XCP网关的装置，其特征在于，对XCP报文格式进行分析，XCP帧由XCP帧头、XCP数据包和XCP帧尾组成；基于CAN的XCP报文没有帧头和帧尾，仅包含XCP数据包；基于TCP/UDP的XCP报文包含XCP帧头和XCP数据包。
8.根据权利要求7所示的实现CAN-以太网XCP网关的装置，其特征在于，XCP帧头的LEN是报文的长度，CTR用于检测数据包丢失情况的计数器。
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| CN102638422A (zh) * | 2012-04-20 | 2012-08-15 | 上海燃料电池汽车动力系统有限公司 | 一种用于车辆状态监控的车用网关及其通信方法 |
| CN114911214A (zh) * | 2022-05-09 | 2022-08-16 | 英博超算(南京)科技有限公司 | 一种基于xcp协议的集成测试装置及其测试方法 |
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