基于Vector Davinci SIP的标定实现方法

标定是什么

在汽车软件开发过程中，软件做好之后一般都需要在实车上进行调试，尤其是底盘领域，软件的性能与实车参数、状态有很大的关系，很多参数在开发阶段没办法直接确定最优值，只能是先定一个大概的默认值，然后在实车调试阶段不断修改参数值，依据实车表现来确定最优的参数值。这个在实车上不断调整参数从而实现最优性能的过程就是标定。

标定需要底软实现哪些功能

默认的标定参数通常都是const类型的，也就是固化到Flash里的，但标定时又需要在程序运行过程中实时修改标定参数，而我们知道Flash里的数据是不能实时修改的，这时就需要底软来想办法实现实时修改标定参数的功能。
对于不同的车型，很多时候软件可以共用一套，只是标定参数有区别，为了提高复用性，我们需要把应用程序和标定参数在Flash的区域中独立开来，分别放到不同的地址空间，这样对不同车型刷写程序的时候，可以刷同样的程序，再匹配不同的标定参数即可。这里需要注意一下，如果使用相同的应用程序，那么与之匹配的多套标定数据的位置和顺序必须是一致。
标定时通常使用的工具是Vector的CANape，这个工具可以实现标定数据的导入和导出（专用的par格式），以及导出Hex文件。结合上一条，导出的Hex文件可以单独刷写进ECU，这个对Bootloader也提出了一定的要求，要实现分块刷写。

实现以上需求的方法

在Vector的协议栈中，主要是通过下面几个点来实现上述功能：

要实现标定数据和程序数据的地址空间相互独立，需要用mammap将所有标定数据定义到指定的地址范围内，这个不难实现。但是，如果所有标定数据都是一个个单独的变量，那么这些标定数据在该地址范围内的具体位置我们是没办法控制的，是由编译器在链接阶段自动生成的，有可能重新编译软件的时候，标定数据变量的地址就变化了，这会影响我们复用标定数据的hex文件，因为如果想复用Hex，那么标定数据在hex中的地址必须是一致的。虽然有些编译器可以根据变量类型和变量名进行排序，能做到重新编译软件的时候变量地址不变，但我们依然是希望我们能对程序有完全的掌控，不依赖于编译器。所以最好的方法是将所有标定数据放到一个大的结构体内，然后把这个结构体变量放到固定的地址。这样每个标定数据在Flash中的位置就取决于它在结构体中的位置，而它在结构体中的位置我们是可以通过代码来控制的。
如果想要实现把所有的标定数据放到一个结构体中，手动实现是不人性化且不现实的。在Vector的协议栈中，我们可以建一个Calibration类型的component，这种类型的component只能添加标定接口，我们在这个component中添加Provide类型的标定接口，在用这个标定数据的SWC中添加Require类型的标定接口，把两个接口相连，然后使能SWC的“Calibration Support Enabled”选项，生成RTE后就会自动生成一个结构体，所有该Calibration component中的标定接口都会被生成到一个结构体中，而且我们只需要完善一下memmap和链接脚本，就可以把这个结构体放到指定的Flash地址空间。
以上步骤实现了之后，我们其实就实现了把标定数据放到指定地址的目的，且每个标定数据的位置对我们来说都是可见且可控的，下面我们来看如何实现在线标定。Vector协议栈生成的代码中，SWC调用标定数据接口的时候，是通过结构体指针来调用的，这个结构体指针默认指向的是Flash中的标定数据结构体，但这个指针是允许修改的，所以我们可以在RAM中划分一块标定RAM空间，在程序开始运行的时候，把Flash中的标定数据复制到标定RAM空间内，创建一个标定数据镜像，同时把标定数据指针指向这个镜像，这样当SWC想要使用标定数据的时候，就可以从RAM中取值。接下来我们要实现的就是标定的时候也去修改RAM镜像的标定数据值，而不是直接修改Flash中的数据。这个是在CANape中实现的。在CANape中创建一个Memory Segment，这个就是Flash到RAM的映射，这样当使用CANape对Flash中的数据进行标定的时候，CANape会自动把Flash地址转换成RAM镜像的地址。CANape也支持把这段Flash空间的数据导出为Hex，导出的Hex可以通过烧写器或Bootloader刷写进ECU。
在实际项目中还有一些更复杂的应用场景，比如同一辆车的不同使用场景下可能会有不同的标定参数，也就是说一辆车一套标定参数可能不能满足我们的需求，而是需要两套甚至更多套标定参数，这个时候我们需要建多个Calibration component，生成多个结构体，根据需求选择使用哪个结构体的标定数据。还有的时候标定数据过大，映射到RAM的时候RAM空间不够用，这个时候就需要分区进行标定，每次把一部分参数映射到RAM进行在线标定。