XCP on FlexRay - HANSER automotive

66lA UTOMOTIVE
7-8.2008l ENGINEERING TOOLS
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heitliche Schnittstelle zu kalibrieren, ist ein standardisiertes
Mess- und Kalibrierprotokoll erforderlich. ASAM (Association
for Standardisation of Automation and Measuring Systems)
hat hierfür als konsequente Weiterentwicklung von CCP
(CAN Calibration Protocol) im Jahr 2003 das universelle
Mess- und Kalibrierprotokoll <strong>XCP</strong> definiert [1]. Die Kommunikation
durch <strong>XCP</strong> erfolgt nach dem Master-Slave-Prinzip.
Als Slave dient ein <strong>XCP</strong>-Softwaremodul, das in jedem zu kalibrierenden
Steuergerät integriert wird. Größter Vorteil des
<strong>XCP</strong>-Protokolls ist eine Trennung von Transport- und Protokollschicht.
Die Protokollschicht ist bei allen Bussystemen,
egal ob CAN, FlexRay, Ethernet oder SPI/SCI, gleich. Seit Februar
2006 ist die Version 1.0 der Transport-Layer-Spezifikation
für „<strong>XCP</strong> on FlexRay“ von ASAM offiziell freigegeben.
Das Audi Entwicklungsteam arbeitete bereits in früheren
CAN-Projekten mit <strong>XCP</strong> und CANape, dem Allround-Tool der
Vector Informatik GmbH für Messen, Kalibrieren und Diagnose
von Steuergeräten (Bild 1). Seit 2005 verfügt das MCD
(Measurement Calibration and Diagnostics) -Tool über eine
<strong>XCP</strong> on FlexRay-Schnittstelle. Audi legte Wert darauf <strong>XCP</strong>-
Master (CANape) sowie die Protokoll- und Transport-Layer
Softwaremodule für <strong>XCP</strong> on FlexRay von einem Lieferanten
zu beziehen.
<strong>XCP</strong>-Einbindung im AUTOSAR-Modell
Die <strong>XCP</strong>-Softwaremodule wurden von Audi in Steuergeräte
unterschiedlichster Zulieferer integriert. Auch nach der
Kalibrierung sollen die <strong>XCP</strong>-Softwaremodule in den Steuergeräten
weiter verfügbar bleiben. Daher sind für die Softwaremodule
eine effiziente Speichernutzung und geringe
Laufzeit unabdingbar; zudem sollten sie AUTOSAR-kompatibel
sein. Diese Anforderung setzte Vector beim <strong>XCP</strong> Transport
Layer um, damit er direkt über den PDU-Router auf den
AUTOSAR Kommunikations-Stack (FlexRay oder CAN) aufsetzt
(Bild 2). Bei der Integration erfolgt die Konfiguration
der beiden <strong>XCP</strong>-Softwaremodule mithilfe des Konfigurationswerkzeugs
GENy und einer Netzwerkbeschreibungsdatei
im FIBEX-Format.
Bild 2: Integration der Vector <strong>XCP</strong>-Softwaremodule in einer AUTOSAR 3.0
kompatiblen Anwendung.
Bild 1: Als <strong>XCP</strong> on FlexRay Master misst und verstellt CANape
einzelne Knoten direkt über FlexRay.
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Dynamische Verwaltung der FlexRay-
Bandbreite
Aus der geforderten AUTOSAR-Kompatibilität der <strong>XCP</strong> on
FlexRay Softwaremodule ergeben sich spezielle Aufgaben
für den PC-gestützten Master. Während der Steuergeräte-
Kalibrierung über FlexRay tauschen <strong>XCP</strong> Master und Slaves
FlexRay-Botschaften (Frames) aus. Diese enthalten Command
Transfer Objects (CTO), die nur Steuerbefehle enthalten
oder Data Transfer Objects (DTO) mit Mess- oder Stimuli-Daten.
Wird ein solches <strong>XCP</strong>-Objekt zum Master übertragen
(Bild 3), übergibt der „<strong>XCP</strong> Transport Layer“ die
Daten an den PDU-Router und somit an das „FlexRay Interface“.
Auf Grund der AUTOSAR-Kompatibilität muss diese
Übergabe in der Form eines AUTOSAR-konformen PDUs
(Protocol Data Unit) erfolgen. Weil der PDU aus dem <strong>XCP</strong>-
Modul stammt, wird er <strong>XCP</strong>-PDU genannt. Das FlexRay
Interface vervollständigt das empfangene
<strong>XCP</strong>-PDU mit eigenen spezifischen
Informationen in der Form
eines PCI Headers (Protocol Control
Information) und bildet somit ein L-
PDU (Data Link Layer PDU), der
wiederum dem „FlexRay Driver“
weitergeleitet wird. Auf diese Art
und Weise vervollständigt jedes beteiligte
Softwaremodul die ihm
übergegebenen Daten mit modulspezifischen
Informationen, die der
Rekonstruktion der Daten beim
Empfänger dienen. Am Ende der
Kette überträgt der FlexRay-Controller
innerhalb eines FlexRay Slots
(Zeitfenster) die <strong>XCP</strong>-Daten als
Frame. Gemäß der <strong>XCP</strong>-Spezifikation
dürfen diese Frames ausschließlich
<strong>XCP</strong>-Daten enthalten.
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Deshalb werden in der systemüber-