01.標定是什么
“標定”一詞的百科定義為使用標準的計量儀器對所使用儀器的準確度（精度）進行是否符合標準的檢測。在汽車領(lǐng)域，標定特指在確定發(fā)動機、整車、控制算法、外圍器件后，為得到滿意的整車性能、滿足客戶要求和達到國家標準，對軟件數(shù)據(jù)進行優(yōu)化的過程。
直白地說，車輛零部件用料及結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)內(nèi)容，汽車整體表現(xiàn)最終取決于標定過程，包括但不限于發(fā)動機ECU標定、動力總成標定、底盤標定等等。ECU(Electronic Control Unit)為汽車電子控制單元，又稱“行車電腦”，是汽車數(shù)字化最關(guān)鍵的核心部件，車上電子設(shè)備、發(fā)動機及的變速箱的正常運行與之息息相關(guān)，其標定也至關(guān)重要。
(相關(guān)資料圖)
為更好地了解ECU標定的概念，可以以發(fā)動機ECU為例，從其工作原理入手進行了解。發(fā)動機ECU通過對發(fā)動機點火、噴油、空燃比及尾氣排放進行控制，使發(fā)動機維持在最佳工作狀態(tài)。發(fā)動機控制系統(tǒng)主要包括：
電控點火系統(tǒng)（Electronic Spark Advance，ESA）
電控燃油噴射系統(tǒng)（Electronic Fuel Injection System，EFI）
廢氣再循環(huán)控制（Exhaust Gas Recirculation，EGR）
怠速控制系統(tǒng)（Idle Speed Control，ISC）
進氣控制系統(tǒng)（Air Induction Control System，AICS）
其中，電控燃油噴射系統(tǒng)圖示如下：
▲圖1.1 電控燃油噴射系統(tǒng)工作原理圖
根據(jù)圖示可知，電控燃油噴射系統(tǒng)的工作原理為通過凸輪軸位置傳感器、水溫傳感器、曲軸位置傳感器等各種傳感器測量各種信號，并將其傳送給ECU，由ECU處理、分析并判斷各型號信息并發(fā)出指令、輸送給執(zhí)行器，從而控制發(fā)動機正常工作。而ECU的標定工作就是對ECU中的控制參數(shù)進行優(yōu)化，使其滿足發(fā)動力動力性、經(jīng)濟型、可靠性、安全性、排污性并確定各工況最佳空燃比、最佳點火提前角的要求。為實現(xiàn)這一目的，標定工程師需要對不同參數(shù)進行獲取（讀操作）和標定（寫操作），通過分析參數(shù)改變帶來的性能變化，反復(fù)迭代更新后才能完成標定。為規(guī)范標定工作，常見的標定標準有CCP（CAN Calibration Protocol，CAN標定協(xié)議）協(xié)議和XCP（Universal Measurement and Calibration Protocol）協(xié)議，本文中重要講解XCP協(xié)議。
02.XCP標定協(xié)議
2.1 XCP 概念
“XCP”中"X"是Universal（通用的），表示能適配支持多種底層網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和總線類型。XCP主要應(yīng)用于測量和標定ECU內(nèi)部參數(shù)。此協(xié)議能夠使數(shù)據(jù)采集工作與ECU內(nèi)部運行的任務(wù)和中斷同步，從而保證當ECU軟件更新參數(shù)時，能快速采集到所需的參數(shù)值。基于以太網(wǎng)的XCP傳輸層協(xié)議可以使用TCP（Transmission Control Protocol，傳輸控制協(xié)議）或UDP（User Datagram Protocol，用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議），不僅適用于物理控制單元，還可用于測量和調(diào)整虛擬控制單元。
▲圖 2.1 XCP協(xié)議框圖
XCP協(xié)議包含了3個部分，主要分為XCP驅(qū)動層（XCP是如何進行數(shù)據(jù)傳輸?shù)模?、A2L文件（用于定義通訊所需信息）的格式描述和自動化標定的工具的介紹。本文主要介紹XCP驅(qū)動部分。在XCP協(xié)議中，標定上位機構(gòu)成Master，ECU 構(gòu)成Salve，主從機之間通過XCP Message進行交互。
▲圖 2.2 XCP message交互圖
2.2 XCP通訊模式
XCP包含兩種通訊模式：CTO（Command Transfer Object，命令傳輸對象）與 DTO（Data Transfer Object，數(shù)據(jù)傳輸對象）。CTO模式使用問答的方式進行主從之間的交互。而采用DTO模式時，DTO的數(shù)據(jù)會與Event相關(guān)聯(lián)。
標定一般在真實ECU中進行，但標定工程師可在虛擬ECU先進行一部分預(yù)標定工作，從而減少在真實ECU中的標定工作量。
03.SkyEye
SkyEye，中文全稱天目全數(shù)字實時仿真軟件，是基于可視化建模的硬件行為級仿真平臺，能通過應(yīng)用軟件仿真技術(shù)逼真地模擬出被測軟件運行的物理環(huán)境，并通過動態(tài)執(zhí)行被測軟件來進行軟件確認與驗證活動。SkyEye虛擬ECU是一套模擬TriCore，PowerPC等架構(gòu)處理器的汽車ECU控制軟件開發(fā)、測試和驗證的數(shù)字仿真平臺，能夠為汽車ECU提供高效、簡單的解決方案。無需真實ECU，開發(fā)者即可在SkyEye虛擬ECU上直接運行不加修改的ECU控制軟件（可支持二進制程序/源代碼）。
▲圖3.1 SkyEye虛擬ECU
SkyEye虛擬ECU除了可以通過協(xié)同仿真軟件與Simulink發(fā)動機模型進行連接交互外，同時也支持與CANape等標定軟件進行連接交互。在虛擬ECU的SIL測試環(huán)境中，不需要復(fù)雜的線束就可以進行標定測試，大大減少了ECU的標定測試任務(wù)的工作量，極大地縮短了ECU的標定測試周期。
