Κατανόηση της διεπαφής SENT

Κατανόηση της αξίας θέσης ψηφίου μέσα από φυσική διεπαφή (Ενδέχεται 2019).

$config[ads_text] not found
Anonim

Οι πρώτοι υιοθετητές χρησιμοποιούν τη διεπαφή SENT (Single Edge Nibble Transmission) με αισθητήρες που χρησιμοποιούνται για κρίσιμες για την ασφάλεια εφαρμογές αυτοκινήτου, αλλά μπορούν να εξυπηρετήσουν και άλλες εργασίες.

ΑΠΟ ΤΙΜ ΛΕΥΚΟ
Αρχιτέκτονας συστήματος
ZMDI
www.zmdi.com

Το SENT (Single Edge Nibble Transmission) είναι μια μοναδική σειριακή διεπαφή που στοχεύει αρχικά για εφαρμογές αυτοκινήτων. Οι πρώτοι υιοθετητές χρησιμοποιούν αυτή τη διεπαφή με αισθητήρες που χρησιμοποιούνται για εφαρμογές όπως η θέση της πεταλούδας, η πίεση, η ροή αέρα μάζας και η υψηλή θερμοκρασία. Το πρωτόκολλο SENT ορίζεται μόνο για έξοδο. Για τυπικές εφαρμογές κρίσιμης σημασίας, τα δεδομένα αισθητήρων πρέπει να εκπέμπονται με σταθερό ρυθμό χωρίς αμφίδρομες επικοινωνίες που θα μπορούσαν να προκαλέσουν διακοπή. Για τη βαθμονόμηση του αισθητήρα απαιτείται μια δευτερεύουσα διεπαφή για την επικοινωνία με τη συσκευή.

Σε κανονική λειτουργία, το μέρος είναι ενεργοποιημένο και ο πομποδέκτης αρχίζει τη μετάδοση των δεδομένων SENT. Αυτό είναι πολύ παρόμοιο με το μοντέλο χρήσης για μια αναλογική έξοδο, με μία σημαντική διαφορά: το SENT δεν περιορίζεται σε μία παράμετρο δεδομένων ανά μετάδοση και μπορεί εύκολα να αναφέρει πολλαπλές πρόσθετες πληροφορίες, όπως θερμοκρασία, κωδικούς παραγωγής, διαγνωστικά ή άλλες δευτερογενείς δεδομένα.

Εικόνα 1: Όπως φαίνεται εδώ, η διασύνδεση SENT μπορεί να απλοποιήσει τις συνδέσεις για την ανίχνευση, σε αυτή την περίπτωση, τις υψηλές θερμοκρασίες με θερμοστοιχείο.
ΒΑΣΙΚΕΣ ΕΝΝΟΙΕΣ
Τα πρωτεύοντα δεδομένα μεταδίδονται κανονικά σε αυτό που ονομάζεται τυπικά το "γρήγορο κανάλι" με την επιλογή ταυτόχρονης αποστολής δευτερευόντων δεδομένων στο "αργό κανάλι". Ένα παράδειγμα γρήγορης μετάδοσης καναλιού ( Εικόνα 2 ) δείχνει δύο μεταδιδόμενες λέξεις δεδομένων 12-bit σε κάθε πλαίσιο μηνυμάτων. Πολλές άλλες επιλογές είναι επίσης δυνατές, όπως 16 bit για το σήμα 1 και 8 bits για το σήμα 2.

Εικ. 2: Αυτό είναι ένα παράδειγμα τυπικού μηνύματος Fast Channel. Υπάρχουν πολλές άλλες επιλογές.
Η βασική μονάδα χρόνου για το SENT είναι ένα tick και η ελάχιστη μονάδα δεδομένων είναι ένα nibble, το οποίο μεταδίδει 4 bits δεδομένων που κωδικοποιούνται στο συνδυασμένο χρονισμό παλμών μιας αρχικής χαμηλής περιόδου σταθερού πλάτους που ακολουθείται από μια υψηλή περίοδο μεταβλητού εύρους. Ένας παλμός συγχρονισμού / βαθμονόμησης εκκινεί πάντα ένα πλαίσιο μηνυμάτων και παρέχει μια μέθοδο μέτρησης του χρόνου κτυπημάτων της εξόδου SENT. Το πλαίσιο μηνυμάτων συνήθως τελειώνει με ένα άκρο ελέγχου CRC / αθροίσματος ελέγχου και προαιρετικό παλμό παύσης.
Σημειώστε: μονάδα χρόνου για τις μεταδόσεις SENT. 3μS <χρονομέτρηση <90 μS

Nibble: Μονάδα 4 bit που χρησιμοποιείται για τη μετάδοση δεδομένων. Μέσα σε ένα χτυπητό, ο αρχικός χρόνος λογικής 0 είναι σταθερό πλάτος 5 ή περισσότερων τσιμπουριών, που ακολουθείται από λογική 1 με μεταβλητή διάρκεια. Ο συνολικός χρόνος αποκοπής κωδικοποιεί 4 μπιτ δεδομένων στον μετρημένο αριθμό μονάδων κροσσών:

  • Τιμή δεδομένων = 0 (δεκαδικό) = ελάχιστο πλάτος χνούδι 12 κηλίδες = 0000 (δυαδικό)
  • Τιμή δεδομένων = 1 (δεκαδική) = πλάτος χνούδι 13 κτύπων = 0001 (δυαδικό)
  • Τιμή δεδομένων = 2 (δεκαδική) = πλάτος χνουδιών 14 ticks = 0010 (δυαδικό)
  • .

  • Τιμή δεδομένων = 14 (δεκαδική) = πλάτος χνούδι 26 τσιμπημάτων = 1110 (δυαδικό)
  • Τιμή δεδομένων = 15 (δεκαδική) = μέγιστο πλάτος χνούδι 27 κρότων = 1111 (δυαδικό)

Παλμός συγχρονισμού / βαθμονόμησης: αρχική ακολουθία που χρησιμοποιείται από τον δέκτη, για παράδειγμα ηλεκτρονική μονάδα ελέγχου (ECU), για τη μέτρηση του χρονοδιακόπτη της εκπομπής του αισθητήρα. Χωρίστε τη διάρκειά της κατά 56 για να καθορίσετε τον χρόνο κτύπησης.
Κατάσταση / επικοινωνία Χειρουργικό νήμα: πρώτη χνούδι μετά από συγχρονισμό / παλμό βαθμονόμησης. Αυτό το χείλος μεταδίδει την κατάσταση και / ή τα αργά δυαδικά δεδομένα καναλιών ανάλογα με τη μορφή SENT.

CRC / Checksum: χρησιμοποιείται για τον έλεγχο σφαλμάτων.
Προαιρετική παύση παύσης: παλμός μεταβλητής παύσης, ο οποίος μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη διατήρηση ενός ομοιόμορφου αριθμού κτύπων.
Υπάρχουν δύο επιπλέον μορφές γρήγορου καναλιού: Ενιαίος Ασφαλής Μήνυμα 12-bit και Υψηλή Ταχύτητα Καναλιού. Όπως φαίνεται στο Σχ. 3, επάνω, ένα μήνυμα στην Μορφή Μονής Ασφαλούς Μήμης 12-bit εκπέμπει ένα μήνυμα δεδομένων 12-bit, έναν επιταχυνόμενο μετρητή 8-bit και το αντίστροφο της σημαντικότερης μάζας δεδομένων.

Εικ. 3: Τα δεδομένα γρήγορου καναλιού 12-bit μπορούν να αποστέλλονται σε δύο μορφές: Μορφή ενιαίου ασφαλούς μηνύματος (επάνω) και μορφή γρήγορου καναλιού υψηλής ταχύτητας (κάτω)
Στο σχήμα 3, στο κάτω μέρος, η μορφή γρήγορου καναλιού υψηλής ταχύτητας μεταδίδει 12 δυαδικά ψηφία δεδομένων σε τέσσερα nibbles. Η μορφή γρήγορου καναλιού υψηλής ταχύτητας είναι μοναδική στο ότι για τα τέσσερα μπιτ που κωδικοποιούνται στο πλάτος του χνουδιού, το πιο σημαντικό bit είναι πάντα λογικό 0, επομένως μόνο τα τρία ελάχιστα σημαντικά είναι τα μεταδιδόμενα δεδομένα.
Μετάδοση αργού καναλιού
Η μορφή πρωτοκόλλου SENT που είναι πιθανώς πιο δύσκολο να καταλάβει είναι η αργή ανταλλαγή μηνυμάτων μέσω καναλιού. Η βασική ιδέα είναι ότι τα αργά δεδομένα καναλιών αποστέλλονται μόνο δύο δυαδικά ψηφία κάθε φορά, οπότε για κάθε γρήγορο καναλιού μηνυμάτων καναλιού, ο πομπός μπορεί επίσης να περιλαμβάνει δυο δυαδικά ψηφία αργών δεδομένων καναλιών. Αυτά τα δυο δυαδικά ψηφία περιέχονται στο bit 3 και στο bit 2 του status nibble. Αυτό αναφέρεται ως ένα μήνυμα "αργής" διότι απαιτεί πολλά πλαίσια γρήγορου μηνύματος καναλιού για να ολοκληρώσει τη μετάδοση μίας μόνο τιμής μέσω των δεδομένων αργού καναλιού που μεταδίδονται στο ακουστικό κατάστασης των ταχέων πλαισίων δεδομένων καναλιών. Για παράδειγμα, χρειάζονται 16 γρήγορα πλαίσια δεδομένων καναλιών για τη μετάδοση μόνο 8 bits αργών δεδομένων καναλιών. Η πραγματική ισχύς αυτού του χαρακτηριστικού είναι ότι επιτρέπει τη μετάδοση έως και 32 αργών μηνυμάτων καναλιών ανά κύκλο σειριακών μηνυμάτων με ελάχιστη επίδραση στα πρωτεύοντα δεδομένα αισθητήρων.

Σε αυτά τα αργά μηνύματα καναλιών είναι δυνατή η συνεχής παρακολούθηση πληροφοριών όπως θερμοκρασίας, διαγνωστικών και κωδικών παραγωγής, οι οποίες συνήθως είτε δεν αλλάζουν ούτε αλλάζουν με ρυθμό χαμηλότερο από τα δεδομένα αισθητήρα. Κάθε μήνυμα αργού καναλιού έχει εκχωρηθεί ένα αναγνωριστικό μηνύματος που μεταδίδεται μαζί με τα δεδομένα. Η λίστα αναγνωριστικών μηνυμάτων είναι συνήθως μοναδική για ένα προϊόν και συχνά ορίζεται στο φύλλο δεδομένων προϊόντος ή σημειώματος εφαρμογής.

Υπάρχουν τρεις μορφές που χρησιμοποιούνται για την αποστολή δεδομένων αργών μηνυμάτων: Σύντομη μορφή σειριακού μηνύματος για μηνύματα 8 bit και μορφή βελτιωμένου σειριακού μηνύματος, τα οποία μπορούν να ρυθμιστούν είτε για μηνύματα 12 bit είτε για μηνύματα 16 bit. Και οι τρεις μορφές υποστηρίζουν ένα αδύνατο checksum καναλιού CRC που αποστέλλεται μετά το ID και τα δεδομένα μηνύματος.

Σύντομες και βελτιωμένες μορφές
Με τη Μορφή Μικρού Σειριακού Μήνα που χρησιμοποιείται για τη μετάδοση 8 bits δεδομένων αργού καναλιού ( Εικόνα 4, επάνω), το bit 3 στο άκρο του καναλιού γρήγορου καναλιού αρχίζει από τη λογική 1 και έπειτα παραμένει στη λογική 0 για τα επόμενα 15 καρέ. Αυτός ο σταθερός κώδικας λογικής 1 ακολουθούμενος από 15 λογική 0 βοηθά να προσδιοριστεί πού ξεκινά και τελειώνει κάθε μήνυμα αργού καναλιού. Το αναγνωριστικό μηνύματος, η λέξη δεδομένων αργού καναλιού 8-bit και το CRC 4-bit περιέχονται στο bit κατάστασης 2 που μεταδίδεται ένα bit κάθε φορά μέσω πολλαπλών πλαισίων γρήγορου καναλιού. Απαιτεί 16 πλαίσια γρήγορων καναλιών μηνυμάτων για την αποστολή ενός σύντομου σειριακού μηνύματος.

Εικ. 4: Υπάρχουν δύο τρόποι για να χρησιμοποιήσετε το αργό κανάλι: χρησιμοποιώντας Μορφή Σύντομων Σειριακών Κανόνων 8 bit (επάνω) ή 12 ή 16 bit ενισχυμένη μορφή σειριακών μηνυμάτων (κάτω).
Η μορφή ενισχυμένου σειριακού μηνύματος ( Εικ. 4, κάτω) μεταδίδει αργά δεδομένα καναλιών σε μορφή 12 ή 16 bit. Ένα bit διαμόρφωσης χρησιμοποιείται για την ένδειξη μορφής 12 ή 16 bit. Η μορφή 12 bit εκχωρεί περισσότερα bits για το αναγνωριστικό μηνύματος. Στην Εικόνα 4, στο κάτω μέρος εμφανίζεται η μορφή ενισχυμένου σειριακού μηνύματος 12 bit. Για σύγκριση των μορφών 12 και 16 bit, δείτε αυτή την πλευρική γραμμή.

Προκλήσεις εφαρμογής
Η πρόκληση με το SENT είναι να καθορίσετε ποια μορφή ταιριάζει καλύτερα στην εφαρμογή. Ωστόσο, αφού έχει επιλεγεί το σχήμα και το σύνολο δεδομένων, συνήθως είναι σταθερό στο σχεδιασμό ή διαμορφώνεται με μη πτητική μνήμη, έτσι ώστε τα δεδομένα να μεταδίδονται συνεχώς κατά την ενεργοποίηση. Ένα άλλο βασικό χαρακτηριστικό του SENT είναι οι υπερβολικά μειωμένες μεταβολές ανόδου και πτώσης. Αυτό μειώνει τις εκπομπές, αλλά θέτει ορισμένους περιορισμούς στην ταχύτητα.

Εργαλεία για την αποκωδικοποίηση του πρωτοκόλλου SENT είναι διαθέσιμα στην αγορά, συμπεριλαμβανομένων των παλμογράφων, του λογισμικού και των μικροεπεξεργαστών με ενσωματωμένο υλικό αποκωδικοποιητή SENT. Αυτή η διεπαφή καθορίστηκε για πρώτη φορά το 2007 και τώρα, με την έκδοση SENT 3.0, η διεπαφή εμφανίζει αυξημένο ενδιαφέρον. Ανάλογα με την εφαρμογή, το SENT μπορεί να προσφέρει μια καλή εναλλακτική λύση στην αναλογική έξοδο.

Με BY TIM WHITE, Αρχιτέκτονας Συστήματος, ZMDI, www.zmdi.com