INCA與ECU通信故障的原因分析與解決方法

王孝峰

摘要：本文從CCP協(xié)議和A2L文件出發(fā)，分析了CAN總線負(fù)荷較重時，CCP通信數(shù)據(jù)丟失產(chǎn)生的原因，并有針對性地提出了解決方案。經(jīng)過實驗驗證，該方案有效解決了通信故障。

關(guān)鍵詞：INCA;ECU;ASAM;A2L文件;CCP協(xié)議

1 ?故障現(xiàn)象描述

在某型號柴油機的臺架試驗過程中，ECU與INCA軟件的通信出現(xiàn)問題。在INCA軟件執(zhí)行測量數(shù)據(jù)顯示時，ECU通信到INCA的測量參數(shù)經(jīng)常出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟失，尤其是電路板ID5，電路板ID2偶爾出現(xiàn)。當(dāng)出現(xiàn)通信數(shù)據(jù)丟失后，執(zhí)行停止測量，然后再次執(zhí)行測量數(shù)據(jù)顯示，通信數(shù)據(jù)有時候會恢復(fù)正常，有時候仍舊處于丟失狀態(tài)，而且恢復(fù)正常的通信數(shù)據(jù)經(jīng)過一段時間的運行，仍有可能再次發(fā)生丟失。

2 ?INCA與ECU通信原理

INCA通過專用硬件ES592和ECU連接，按照CCP協(xié)議（CAN Calibration Protocol）進行通信，CCP協(xié)議是一種基于CAN總線的ECU標(biāo)定協(xié)議，它是滿足ASAM標(biāo)準(zhǔn)體系中ASAM MCD-1MCa標(biāo)準(zhǔn)的一種ECU標(biāo)定協(xié)議。CCP協(xié)議的設(shè)計實現(xiàn)不需要ECU在硬件上有太多的限制，只需要ECU支持CAN總線接口并實現(xiàn)一個基本的CCP驅(qū)動，就能實現(xiàn)測量和標(biāo)定功能。CCP協(xié)議支持如下功能：

①能夠?qū)ξ挥贓CU合法內(nèi)存地址中（RAM或ROM）的任意地址的值進行讀取和寫入。

②基于時間周期或事件驅(qū)動的工作模式。

③可同時進行數(shù)據(jù)測量和數(shù)據(jù)標(biāo)定。

④可同時對多個ECU進行操作。

⑤Flash編程功能。

⑥即插即用。

⑦設(shè)置數(shù)據(jù)讀寫保護。

CCP協(xié)議已經(jīng)在許多歐美汽車廠商得到應(yīng)用，采用CCP協(xié)議可以快速有效地實現(xiàn)對ECU參數(shù)的測量和標(biāo)定。

本文所述柴油機臺架的通信網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淙鐖D1所示。

A2L文件是ASAM MCD-2MC標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的ECU內(nèi)部數(shù)據(jù)單元描述文件，INCA在對ECU的參數(shù)進行測量和標(biāo)定時，需要從A2L文件中獲取ECU內(nèi)部數(shù)據(jù)單元的內(nèi)存地址、數(shù)據(jù)類型和字節(jié)順序等信息，利用這些信息INCA和ECU對交互的信息就會有一致的認(rèn)識，從而使INCA準(zhǔn)確并友好的將ECU中的信息展現(xiàn)給用戶。因此，A2L文件對INCA測量和標(biāo)定功能的實現(xiàn)至關(guān)重要。

3 ?A2L文件解析

A2L文件的整體結(jié)構(gòu)如圖2所示。

一個A2L文件有且只有一個PROJECT，PROJECT分為兩部分：HEADER和MODULE。HEADER包含了PROJECT的頭信息，MODULE包含了PROJECT的設(shè)備信息。MODULE中的成員主要包括以下幾種：

A2ML：描述接口參數(shù)格式，對基本的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和特定接口參數(shù)進行了描述。

MOD_PAR：設(shè)備參數(shù)描述，包含了用于管理ECU的數(shù)據(jù)，比如供應(yīng)商名、客戶名、客戶編號、CPU類型、ECU的內(nèi)存分配等，其中最重要的就是ECU的內(nèi)存分配。

MOD_COMMON：定義設(shè)備公共參數(shù)，指定了ECU一些公共屬性，比如大小端、數(shù)據(jù)的對齊方式、FLOAT變量的處理方式等，一個MODULE里也只能出現(xiàn)一次。

IF_DATA：定義接口數(shù)據(jù)具體參數(shù)，定義了測量標(biāo)定系統(tǒng)與ECU通信的基本信息，主要包括SOURCE模塊、RASTER模塊以及TP_BLOB模塊。SOURCE模塊主要描述DAQ列表以及各DAQ列表中的ODT列表詳細(xì)信息;RASTER模塊主要描述相關(guān)的事件通道信息;TP_BLOB模塊主要描述CCP協(xié)議的基本參數(shù)，包括CAN通信速率、DTO的ID號、CRO的ID號、CCP協(xié)議版本等。

CHARACTERISTIC：定義標(biāo)定變量，包含了可以被標(biāo)定的變量的名字、地址、長度、計算公式、精度、最大最小值等信息，一個MODULE里邊可以出現(xiàn)很多次這樣的塊，也就是說一個ECU可以有很多的標(biāo)定變量。

MEASUREMENT：定義測量變量，包含了可以被測量的變量的名字、地址、長度、計算公式、精度、最大最小值等信息，一個MODULE里邊可以出現(xiàn)很多次這樣的塊，也就是說一個ECU可以有很多的測量變量。

COMPU_METHOD：定義計算公式，即原始值和物理值之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系，這些公式可以被標(biāo)定變量和測量變量來引用，從而將原始值轉(zhuǎn)換成便于用戶閱讀和使用的物理值。

RECORD_LAYOUT：定義內(nèi)存布局，描述數(shù)據(jù)的存放方式。

4 ?故障分析與解決方法

本文所述ECU的CCP網(wǎng)關(guān)集成在電路板ID1上，各電路板采集到的數(shù)據(jù)需要先經(jīng)過內(nèi)部總線通信到電路板ID1的CCP網(wǎng)關(guān)，然后按照CCP協(xié)議通信到INCA。ECU內(nèi)CCP協(xié)議的工作模式采用DAQ模式。DAQ模式下，INCA首先發(fā)送一條請求DAQ命令，ECU收到后，按命令中參數(shù)自行配置并組織需要上傳數(shù)據(jù)，然后按一定周期自主向INCA上傳數(shù)據(jù)。電路板ID2和ID5的上傳周期有三種：10ms、100ms和250ms。INCA實驗環(huán)境中電路板ID2和ID5測量參數(shù)的相關(guān)信息如表1所示。

由表1可知，電路板ID5的通信數(shù)據(jù)量比電路板ID2大，這與第一節(jié)所描述的通信故障現(xiàn)象相符，可判定是CAN總線負(fù)荷較重導(dǎo)致通信數(shù)據(jù)丟失?；谝陨戏治?，本文提出一個解決方案：修改電路板ID5對應(yīng)的A2L文件中描述CCP協(xié)議的IF_DATA ASAP1B_CCP模塊，這樣可減輕CAN總線的負(fù)荷。IF_DATA ASAP1B_CCP模塊如圖3所示。

具體的修改方法是刪除電路板ID5對應(yīng)的A2L文件中與10ms相關(guān)的部分，即刪掉304到323行，這樣極大地減輕了CAN總線負(fù)荷。然后將修改后的A2L文件配置到INCA軟件，進入實驗環(huán)境，INCA軟件提示將上傳周期10ms的測量參數(shù)改為上傳周期為100ms或者250ms。執(zhí)行測量數(shù)據(jù)顯示，電路板ID2和電路板ID5的參數(shù)通信恢復(fù)正常，不再出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟失。

5 ?結(jié)束語

本文從CCP協(xié)議和A2L文件出發(fā)，分析了CAN總線負(fù)荷較重時，CCP通信數(shù)據(jù)丟失產(chǎn)生的原因，并有針對性地提出了解決方案。該方案雖然加大了部分測量參數(shù)的上傳周期，但仍能滿足系統(tǒng)的實時性要求，為類似的CCP通信故障提供了簡單易行可靠的解決方案。

參考文獻：

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[2]Association for Standardisation of Automation and Measuring Systems. ASAM MCD-2MC Version 1.6[S].2003.

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