【AUTOSAR】CCP协议的代码分析与解读（二）----CCP协议格式和命令代码

CCP协议介绍

CCP的全称是CAN Calibration Protocol (CAN标定协议)，是基于CAN总线的ECU标定协议规范。CCP协议遵从CAN2.0通信规范，支持11位标准与29位扩展标识符。

1. CCP通信方式

CCP协议采用主从通信方式，如上图所示，其中从设备是需要标定的ECU。根据CCP协议，一个主设备可通过CAN总线与多个从设备相连接，每个从设备均有其特定地址。主设备通过每个ECU的地址，与其建立一一对应的关系。

该系统主要有如下两种模式：

Polling模式：主设备和从设备一一对应的通信方式，即主设备询问，从设备对应回答的。当主从设备建立连接后，每次通信都是通过主设备首先发一条指令，请求从设备做出相应回应。通过返回一帧消息，提供主设备请求的数据及命令执行代码。这种通信方式实现简单，占ECU资源少，但是效率比较低。
DAQ模式：DAQ模式与Polling模式不同，其工作状态可以脱离主设备控制，而是按一定的时间周期自动向主设备发送数据。这种通信方式效率高，但是占用CPU资源高。
1. CCP消息格式

CCP协议遵从CAN通信规范，所以CCP的通信都是以CAN报文的形式来传送。CCP消息统一使用8个字节数据传输，所有CCP命令和参数都被包含在8字节数据场。

CCP协议的实现包括：命令接收对象（CRO）和数据传输对象（DTO）,如图1所示：

命令接收对象（CRO）是主设备向ECU发送消息对象，包括命令代码和命令参数，结构为：

CMD	CTR
		相关命令参数

CRO参数说明：

位置	类型	描述
0	字节	命令代码=CMD
1	字节	命令序号=CTR
2…7	字节	命令参数和数据域

按照CCP协议，CRO格式是固定的8个字节，从设备接收的命令按照CMD代码进行解释说明。在Polling模式中，主设备发送的命令序号是有先后顺序，从设备的应答序号与其相同作一一对应，起到保护作用。

数据传输对象（DTO）是从设备以数据包形式对应的反馈消息。可分为三类：
1. 命令返回消息CRM，从设备对应DTO返回的回答消息。
2. 事件消息，反应了内部从设备状态的改变，向主设备报告ECU的错误，请求进行错误纠正或其它处理。
3. DAQ消息，是一种高速的上传模式，能够按照固定设定周期自动上传ECU有关参数和数据。

CRM和事件消息结构相同：

PID	ERR	CTR
			相关命令参数

数据场各个字节说明：

位置	类型	描述
0	字节	标识符（PID）
1	字节	错误代码（ERR）
2	字节	命令序号（CTR）
3~7	字节	命令参数和数据域

PID用来标识DTO类型，对于CRM和事件消息含义相同。ERR代码，在CRM中反映的是CRO请求执行的情况，如返回ERR为0x00，表示CRO命令正确执行。对于事件消息，ERR代码的数值表示ECU内部发生了哪种错误。

PID含义如下：

PID	定义
0xFE	DTO是CRM
0xFF	DTO是事件消息
0≤n≤0xFD	DTO是DAQ

当PID取值在[0,0xFD]，表示是DAQ通信模式，要符合DAQ通信模式的格式：

PID
	相关命令参数

1. DAQ模式的数据通信

DAQ是一种高效的通信方式，它不依靠主设备，而是自主的按照设定的周期向主设备发送数据。DAQ通信结构包括三个部分：DAQ列表、ODT列表及DAQ~ODT。不同的上传周期决定不同的DAQ列表，有几个上传周期就有几个DAQ列表，同一个周期内的数据都包含在同一个DAQ列表中，结构如图2所示。

每一个DAQ列表都可以包含多个ODT列表，总的ODT个数不超过254个。每个ODT最大字节数为7个，包含7个单字节的数据信息，ODT列表中存放着需要上传的数据信息，如数据地址，数据长度及地址偏移量。

ODT列表需要转换成DAQ~ODT列表的形式才能向主设备发送数据，如图1所示。每一个ODT都有唯一的一个绝对编号，通过PID标识对应一个DAQ~ODT列表，而每一个ODT还有一个相对编号，表示其在每个DAQ列表的位置，第一个ODT编号为0。

举例如下，10ms周期间隔的DAQ列表编号为#0,20ms周期间隔的DAQ列表编号为#1,30ms周期间隔的DAQ列表编号为#2。每一个DAQ列表下有几个ODT列表，假设DAQ#0列表下对应3个ODT的相对编号为#0、#1、#2，绝对编号也为#0、#1、#2。DAQ#1列表下对应2个ODT的绝对编号为#0、#1，相对编号是承接上面DAQ#0下的ODT编号，为#3、#4，以此类推。

在使用DAQ模式进行通信时前，主设备需要对DAQ列表和ODT列表进行相关配置，具体步骤如下：

首先获取ECU内需要实现的DAQ列表数目及ODT列表数目。DAQ列表数目由上传数据的周期个数决定，ODT列表数目由所传数据的长度和个数决定。
其次向对应的ODT中添加数据内容，包括数据存储地址和数据长度。不同的数据地址、类型被写在不同的ODT中。
根据不同的上传周期，针对不同的DAQ列表赋予数据通道和预分频值。事件通道与上传周期一一对应，同一个DAQ列表使用相同的事件通道和预分频值，即同一个DAQ列表所有数据的上传周期相同，通过与分频值可以将数据的上传周期成倍扩大。
1. CCP命令代码

CCP 协议共规定了28条命令，其中11条为必选命令，17条为可选命令。每条命令都有自己的CMD代码，从设备通过CRO中的CMD代码对接收的CCP命令进行解释并执行。CCP命令代码如表1所示。

表1 CCP命令代码表

命令	CMD代码	ACK应答事件（ms）	备注
CONNECT	0x01	25
GET_CCP_VERSION	0x1B	25
EXCHANGE_ID	0x17	25
GET_SEED	0x12	25	可选
UNLOCK	0x13	25	可选
SET_MTA	0x02	25
DNLOAD	0x03	25
DNLOAD_6	0x23	25	可选
UPLOAD	0x04	25
SHORT_UP	0x0F	25	可选
SELECT_CAL_PAGE	0x11	25	可选
GET_DAQ_SIZE	0x14	25
SET_DAQ_PTR	0x15	25
WRITE_DAQ	0x16	25
START_STOP	0x06	25
DISCONNECT	0x07	25
SET_S_STATUS	0x0C	25	可选
GET_S_STATUS	0x0D	25	可选
BUILD_CHECKSUM	0x0E	30000	可选
CLEAR_MEMORY	0x10	30000	可选
PROGRAM	0x18	100	可选
PROGRAM_6	0x22	100	可选
MOVE	0x19	30000	可选
TEST	0x05	25	可选
GET_ACTIVE_CAL_PAGE	0x09	25	可选
START_STOP_ALL	0x08	25	可选
DIAG_SERVICE	0x20	500	可选
ACTION_SERVICE	0x21	5000	可选

如果ECU内部不支持DAQ通信模式，则以下指令也是可选命令：GET_DAQ_SIZE、SET_DAQ_SIZE、WRITE_DAQ、START_STOP。如果使用了SELECT_CAL_PAGE指令，则GET_ACTIVE_CAL_PAGE指令也是必须的。

1. ERR代码

CRM-DTO的ERR代码指示了CRO命令的执行情况，事件消息中的ERR代码表示ECU内部发生的错误类型，CCP协议对ERR代码的定义见表2。

表2 ERR代码列表

代码	描述	错误等级	备注
0x00	确认/无错误	--	无（等待直到ACK或时间溢出）
0x01	DAQ处理器超载	C0	无（等待直到ACK或时间溢出）
0x10	指令处理器忙	C1	无（等待直到ACK或时间溢出）
0x11	DAQ处理器忙	C1	无（等待直到ACK或时间溢出）
0x12	内部超时	C1	无（等待直到ACK或时间溢出）
0x18	请求密钥	C1	无（等待直到ACK或时间溢出）
0x19	阶段状态请求	C1	无（等待直到ACK或时间溢出）
0x20	冷启动请求	C2	冷启动
0x21	标定数据初始化请求	C2	标定数据初始化
0x22	DAQ列表初始化请求	C2	DAQ列表初始化
0x23	更新代码请求	C2	（冷启动）
0x30	未知指令	C3	（错误）
0x31	指令句法错误	C3	错误
0x32	参数超出许可范围	C3	错误
0x33	访问被拒绝	C3	错误
0x34	超载	C3	错误
0x35	访问锁定保护	C3	错误
0x36	资源/功能暂不可用	C3	错误

对于CRM-DTO，当ERR代码为0x00时表示对CRO命令的确认及命令的正确执行，如返回其他值，则根据上表的含义分析问题。如果ECU没有收到CRO命令的情况下发生错误，会直接以事件消息发送错误代码来进行相应错误处理。CCP协议对错误等级及应对措施规定如表3所示。

表3 错误等级分类及措施

级别	描述	措施	重试次数
超时	无握手信号	重试	2
C0	警告	--	--
C1	伪错误（comm错误，忙，……）	等待（ACK或超时）	2
C2	可修复的（温度，掉电……）	初始化	1
C3	不可修复的（重启，超载……）	终止	--