标定和测量应用的焦点XCP

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标定和测量应用的焦点——XCP
作者：Andreas Patzer（Vector Informatik，恒润科技提供译稿）
针对多种传输层和应用的协议
现代汽车系统中加入了越来越多的安全舒适性电控功能。虽然ECU的数量得到了控制，但是这就意味着要增加单个设备的复杂度来
补偿功能的增长。XCP通信协议为这些分布式系统开发过程的合理化做出了重要的贡献，其主要任务包括实时地测量和标定ECU内部变量。
该协议继承了CCP，它的一个巨大优势就是与物理传输层无关。

在当前，汽车控制模块中的变量数目超过1万的情况已经不足为奇了！在车辆的控制中有众多的动态过程需要控制，而ECU标定的
主要任务就是优化这些控制算法。例如针对PID控制器，标定其比例、积分和微分环节时可能产生不计其数的变化版本（图1）。因此，
就需要寻找到一个在稳定性、速度和动态特性方面足够好的结合点。这些可以通过实时读取和更改变量来实现(图2)。

图1 PID控制算法优化

图2 使用图形化标定和诊断工具CANape优化PID控制器

为了控制ECU标定的时间和成本，工程师和技术员通常会依赖可以灵活读写变量和内存的强大的工具和标准。为此，在90年代出现
了CAN标定协议(CCP)，当时CAN总线是汽车中唯一的主流总线。CCP后来

被指定为一种交叉OEM标准。然而，随着汽车电子的持续发展，其它总线系统诸如FlexRay、LIN、MOST等也开始成为主流。但是，CCP
仅限于CAN网络应用，所以在其它潜在领域的应用局限日益增加。这样就导致了其后继协议XCP的出现。

通用的标准协议
与CCP一样，“通用测量与标定协议”(XCP)也是源于自动化和测量系统标准化协会(ASAM)[1]，它在2003年被定为标准。其中的“X”
代表可变的和可互换的传输层。XCP通过双层协议将协议和传输层完全独立开，它采用的是单主/多从结构。根据正在讨论的不同的传输
层，XCP协议可能指的是XCP-on-Can、XCP-on-Ethernet、XCP-on-UART/SPI 或XCP-on-LIN，如图3所示。

图3 传输层和协议层的隔离使得XCP可以利用大量的硬件接口
XCP主设备可以和不同的XCP从设备同时通信。这些XCP从设备包括：

ECU或ECU原型
 测量和标定硬件，如调试接口或内存仿真器
 快速控制原型硬件
 HIL/SIL系统

为了满足作为针对大量不同应用的通用的通信解决方案的挑战，ASAM工作组强调了下列XCP设计准则：最小的资源使用（包括ECU
中的RAM、ROM和必需的运行时资源），高效的通信，轻松实现XCP Slave，需要较少配置工作的即插即用性能，较少的参数，以及可伸
缩性。

可互换的传输层
XCP可以在不同的传输层上实现同样的协议层。这是一种通用的测量和标定协议，可以独立于所使用的网络类型而工作。目前，ASAM
已经在标准中定义的传输层包括：XCP-on-CAN，XCP-on-SXI(SPI,SCI), XCP-on-Ethernet(TCP/IP and UDP/IP)，XCP-on-USB和
XCP-on-FlexRay。最后命名的版本(XCP-on-FlexRay)是协议家族中的最新成员，它早在2006年就产生了。XCP-on-FlexRay的一个特别的
技术特征是动态带宽控制。测量、标定和诊断工具（MCD工具），比如CANape，可以识别可用带宽并能够非常高效地将其动态分配到当
前的应用数据通信中。这样XCP通信的可用带宽就可以得到最理想的使用，并且不影响正常的FlexRay通信。

正在为将来考虑的其它方案包括XCP-on-LIN；如果有充足的客户需求，则也可能包括XCP-on-K-Line或XCP-on-MOST。由于支持广
泛的传输层，使得从开发阶段的宽带（比如Ethernet或USB）方案移植到批量生产阶段的CAN接口方案变得十分简单。

一主多从概念
测量和标定系统承担了XCP主设备的角色，ECU作为XCP从设备工作。主设备和从设备的通信是通过集成在其中的XCP驱动程序来实
现的。对于每个从设备都有一个ECU描述文件；这些文件规定的信息包括：（符号）变量名及其地址范围分配，数据的物理意义，使用
的校验方法。XCP主设备可以从A2L描述文件里读取所需的全部信息。

XCP协议与A2L协议详细分析

一、XCP协议和A2L文件–A2L(ASAP2)解析ASAP2标准是一个比较复杂的标准，详细的一条一条讲解标准内容并没有太大的价格，我们将主要以一种应用的方式来带领大家认识ASAP2标准理解作为ASAP2表现形式的A2L 文件的作用，最后学会如何阅读和修改A2L文件。

首先我们要搞清楚什么是A2L什么是ASAP2标准，简单来说ASAP2标准是ASAM组织制定的一套标准，该标准规定了上位机（Master）和ECU（Slave）之间的通讯所需要的所有信息（可以是XCPonCAN，XCPonUSB等，也可以是CCP，还可以是UDS），而A2L 文件就是ASAP2标准的表现形式，符合ASAP2标准的A2L文件主要含有两部分内容：ECU 的描述信息和通讯方式的描述信息。

什么是ASAP2标准ASAP2标准是ASAM在1998年提出来的，现在它的名字叫做ASAM MCD-2MC/D，是ASAP标准中的第二部分。

整个ASAP有3部分内容，ASAP1描述了上位机（Master）和ECU（Slave）之间的通讯协议，我们这个系列文章介绍的XCP以及它的前身CCP都是属于ASAP1标准，ASAP2规定了Master端如何去描述和解析Slave端的信息，ASAP3规定了如何使用第三方工具和设备操作和控制上位机（Master），例如如何使用台架软件来控制标定测量工具去对ECU进行控制和测试。

ASAP2标准目前的版本为v1.6，对应的文件全名为：ASAM_MCD-2MC_DataSpecifcation_V1.6.pdf什么是A2L文件前边介绍了，A2L文件是基于ASAP2标准书写完成的，那么A2L文件到底是什么东西了。

首先它是采用ASAP2指定的一套类XML语言的描述性语言（采用开标签和关标签来描述信息）书写的文件，它里边包含了某个特定的ECU中的软件和系统信息，还包含了上位机和ECU通讯方式的约定，它用来指导上位机和ECU的通讯交互过程，让他们对交互的信息有一致的认识，从而是上位机工具准确且友好的将ECU中的信息展现给用户。

一种适用不同通信方式基于XCP协议的ECU标定工具的开发

汽２１００年（３第２卷）１第期
车
工
程
ＡｕｔｍｏｉｅＥｎｉｅｉｇｏｔｖｇｎｅｒｎ
２０１０１０８
一
种适用不同通信方式基于ＸＰ协议Ｃ的ＥＵ标定工具的开发Ｃ
苏瑜，周文华，竺春狄
（江大学机械与能源工程学院，州浙杭３０２）１０７
ｃｍｍｕｉａｉｎｓｈｍｅＳｄｓｇｅｏｎｃｔｏｃｅｓｉｅｉｎｄ．ＴｈｅＸＣＰｒｖｒｆｒｂｔｓｅｎｌｖｏｅｒｅｅｏｅ．Ｗｉｈａｄｉｅｏｈｍａｔｒａｄｓａｅｎｔｓａｅｄｖｌｐｄｏｔｔｅｓｍｅｈ
车载ＥＵ的高效开发提供了有效工具。Ｃ
关键词：电控单元；定系统；用标定协议；标通串行接口；ＡＣＮ
ＤｅｅｏｍｅｔｏｖｌｐｎｆａＸＣＰ— ａｅｂｓｄＥＣＵｌｂａｉｎＴｏｌＣａｉｒｔｏｏ
［要］针对汽车ＥＵ的多样性，摘Ｃ设计了基于ＸＰ协议的集成多种通信方式的标定平台。开发了主、Ｃ从节点的ＸＰ驱动程序。在相同的协议层下，Ｃ构建了基于ＣＮ总线和串口的两种传输层结构，Ａ使标定系统同时适用于两种不同的通信方式，并对系统的实时性进行了测试和分析。具体的应用实例说明了该系统使用方便，工作灵活，为
ｐｏｏｏａｅ，ｔｒｎｓｏｔａｅｔｕｔｒｓｂｓｄｏｒｔｃｌｌｙｒｗｏｔａｐｒｙｒｓｒｃｕｅａｅｎＣＡＮｕｎＣＩｉｅｆｃｅｐｃｉｅｙａｅｃｎｔｃｅｌｂｓａｄＳｎｔｒａｅｒｓｅｔｖｌｒｏｓｒｔｄ，ｍａｕｋ—

测量x射线管有效焦点实验报告

测量x射线管有效焦点实验报告测量X射线管有效焦点实验报告引言：X射线管是一种重要的医学影像设备，用于诊断和治疗各种疾病。

在X射线成像中，X射线管的有效焦点大小直接影响图像的清晰度和分辨率。

因此，准确测量X射线管的有效焦点是非常重要的。

实验目的：本实验旨在测量X射线管的有效焦点，并探究不同因素对有效焦点大小的影响。

实验原理：X射线管通过电子轰击金属靶产生X射线，而形成有效焦点的大小取决于轰击电子束的准直度和靶的形状。

在本实验中，我们使用了一套标准的测量装置，包括X射线源、样品台和探测器。

通过调整样品台与X射线源的距离，我们可以测量到不同位置的X射线强度。

实验步骤：1. 准备工作：将X射线管和探测器正确连接，并保证其稳定工作。

2. 设置测量装置：将样品台放置在适当的位置，并调整探测器的位置和角度，使其与X射线管的轴线垂直。

3. 测量基线：在没有样品时，记录下X射线强度的基线数值。

4. 测量样品：将不同厚度的铝片放置在样品台上，并保持与X射线源的距离恒定。

记录下每个铝片的X射线强度。

5. 数据处理：根据测量得到的X射线强度值，绘制出样品厚度与X 射线强度的关系曲线。

通过拟合曲线，可以得到X射线强度下降到原来的一半时对应的样品厚度。

6. 计算焦点大小：根据公式，可以将测得的样品厚度转换为有效焦点的大小。

实验结果：通过对不同厚度铝片的测量，我们得到了X射线强度与样品厚度的关系曲线。

通过拟合曲线，我们可以计算出X射线强度下降到原来的一半时的样品厚度。

进一步计算，我们可以得到X射线管的有效焦点大小。

讨论与分析：在实验中，我们发现X射线管的有效焦点大小与样品厚度成正比。

当样品厚度增加时，X射线强度下降的速率也会增加，从而表明有效焦点大小变大。

这与我们的预期相符合。

此外，我们还发现X射线强度的衰减与样品的材料和密度有关，这需要进一步研究来探究。

实验误差分析：在实验过程中，由于设备和操作的限制，可能存在一些误差。

首先，X射线源的稳定性和探测器的灵敏度可能会对测量结果产生影响。

测量焦距的三种方法(一)

测量焦距的三种方法(一)测量焦距的三种方法方法一：通过镜头标识测量焦距•首先，找到镜头本体上的焦距标识。

通常，焦距标识会以毫米（mm）为单位，显示在镜头正面或侧面。

•使用一把卷尺或者标尺等工具，测量镜头标识上的数字。

确保工具与标识之间的距离尽可能地接近镜头的平面，以减少误差。

•记录下测量得到的数值，这就是镜头的焦距。

方法二：通过相机设置测量焦距•打开相机的菜单设置，找到“镜头信息”或类似的选项。

这个选项会显示镜头的参数信息，其中包括焦距。

•在“镜头信息”页面，查看焦距数值。

通常，焦距会以毫米为单位显示。

•记录下菜单中显示的焦距数值，这就是镜头的焦距。

方法三：通过测量物体距离和成像大小来计算焦距•首先，选择一个物体作为焦点，放置在一定距离内。

•在相机中将焦点物体调焦到最清晰位置，然后拍摄。

•利用测量工具测量焦点物体到相机的距离（物体距离）和焦点物体在相机中的成像大小。

•通过相似三角形原理，使用以下公式计算焦距：焦点物体在相机中的成像大小 / 物体距离 = 物体实际大小 / 焦距。

•通过已知物体实际大小和测量到的焦点物体在相机中的成像大小，代入公式中，解得焦距。

以上是测量焦距的三种常用方法，你可以根据实际需求和所拥有的工具选择合适的方法。

无论使用哪种方法，都需要注意测量时的环境、工具准确性以及测量数据的记录和计算过程的正确性。

希望这些方法对你有所帮助！方法一：通过镜头标识测量焦距•首先，找到镜头本体上的焦距标识。