智能傳感器總線SENT信號的介紹配置

為了更好滿足動力域、安全域和底盤舒適域控制器的安全應(yīng)用，SAE定義SENT協(xié)議用于傳感器和ECU 之間高分辨率數(shù)據(jù)交互的應(yīng)用，替代傳統(tǒng) 10 位 A/D 和 PWM 的低分辨率技術(shù)，同時可作為 CAN 或 LIN 在某些應(yīng)用場景中的低成本替代方案。目前SENT已廣泛應(yīng)用在EMS、TCU和EPS等諸多控制系統(tǒng)中。

·SENT整體簡介·

SENT（Single Edge Nibble Transmission） 全稱單邊半字傳輸協(xié)議，是SAE J2716規(guī)范推出的一種點對點的單向傳輸方案，用于車載傳感器向ECU的數(shù)據(jù)傳輸，其主要特點如下：

傳感器到ECU的低成本單向傳輸協(xié)議；

三線制：ECU給傳感器供電線、參考地GND和數(shù)據(jù)線；

數(shù)字電平信號：0~0.5V為邏輯電平0，4.1~5V為邏輯電平1；

標(biāo)準(zhǔn)時間周期Tick范圍為3~90微秒，數(shù)據(jù)傳輸速度可達30kb/s。

·數(shù)據(jù)幀結(jié)構(gòu)·

傳感器上電后開始周期性傳輸數(shù)據(jù)，整體結(jié)構(gòu)如下：

Sync 同步脈沖，固定56Tick；

Status/Com 狀態(tài)及通訊字段，12~27 Tick脈沖，即1個Nibble（4bit）；

Data 數(shù)據(jù)段，12~162 Tick脈沖，即1~6個Nibble；

CRC 校驗字段，12~27 Tick脈沖，即1個Nibble；

Pause 暫停段， 12~768 Tick脈沖。

其中可選的Pause暫停段是從SENT 2010版協(xié)議開始添加的，因為有些傳感器需動態(tài)調(diào)整Tick脈沖數(shù)，從而實現(xiàn)Data數(shù)據(jù)段變化時保持整幀固定長度（周期）。

·Nibble數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)·

數(shù)據(jù)以Nibble半字節(jié)（4bit）的形式傳輸，其值通過兩個下降沿之間的長度進行編碼。時間精度以1個Tick脈沖為單位，每個Nibble從下降沿開始，以低電平邏輯0狀態(tài)保持至少5個Tick，直到下一個下降沿的時間決定當(dāng)前的半字節(jié)值。后一個下降沿距離前一個下降沿至少相隔12Tick，至多27Tick，相隔Tick數(shù)減去12即為最終的Nibble值。Nibble值最小為0，最大為15，二進制表示時即為4bit。

·SPC協(xié)議·

Short PWM Code（SPC）模式是對 SAE 2716 定義 SENT 協(xié)議同步數(shù)據(jù)傳輸?shù)募訌?，用于?a href="http://www.wenjunhu.com/tags/高通/" target="_blank">高通信效率和進一步降低成本。無SPC功能的傳感器在上電后直接連續(xù)傳輸數(shù)據(jù)，而 SPC 傳感器（如集成NXP MPC5510系列SENT/SPC芯片）僅在接收到ECU發(fā)出觸發(fā)脈沖后開始傳輸數(shù)據(jù)，因此ECU可以在總線上操作和選取傳感器，例如通過為每個傳感器分配專用長度的觸發(fā)脈沖來達到尋址目的。

·數(shù)據(jù)傳輸模式·

數(shù)據(jù)幀傳輸分為快速通道和慢速通道：重要信號用快速通道單幀模式，以實現(xiàn)高頻率的更新；非關(guān)鍵信號則通過慢速通道多幀傳輸完整信息。傳感器多幀串行報文由數(shù)據(jù)幀Status/Com狀態(tài)半字節(jié)的Bit 2和Bit 3定義，可以包含有關(guān)傳感器的附加信息，例如靜態(tài)的（類型信息…）或動態(tài)的（溫度、錯誤代碼…），具體有兩種不同的數(shù)據(jù)格式：

Short Serial Message短串行報文

當(dāng)狀態(tài)位Bit 3值為1時，短串行報文開始傳輸，此后連續(xù)傳輸15幀狀態(tài)位Bit 3值為0的報文，所以總計16幀SENT報文組合來傳輸附加信息。狀態(tài)位Bit 2則包括串行報文ID、數(shù)據(jù)字節(jié)和4位CRC校驗和。

Enhanced Serial Message增強型串行報文

采用18幀SENT報文組合來傳輸附加信息，起始標(biāo)志是Status/Com字段Bit 3連續(xù)為1111110，且要求Status/Com字段Bit 3組合的第7、13、18位都為0。報文數(shù)據(jù)根據(jù)Status/Com字段Bit 3組合中第8位的值分成2種不同的組合模式。如果該配置位值為0，則數(shù)據(jù)長度為12位，報文ID長度為8位；如果配置位值為1，則數(shù)據(jù)的長度最大可達16位，消息ID的長度只有4位。這兩種模式下CRC校驗和都是6 bit。

·開發(fā)和HiL臺架中SENT解決方案：

CANoe Option Sensor·

隨著智能傳感器SENT信號在轉(zhuǎn)向、制動和新能源控制器的應(yīng)用逐步增加，開發(fā)調(diào)試工具和已有HiL臺架需要升級或新購擴展來滿足SENT協(xié)議的仿真、分析和測試功能。Vector提供相應(yīng)的軟硬件滿足不同應(yīng)用場景。

通過可插拔的SENTPiggy靈活安裝在總線通信接口卡中，滿足傳感器和控制器開發(fā)調(diào)試與驗證所需硬件方案：

VN1640A – USB便攜式設(shè)備，可支持配置2通道SENT；

VN1530/1531 – PCIe接口總線卡，可支持配置1通道SENT；

VT2710 – 集成于HiL系統(tǒng)的測試板卡，可支持配置4通道SENT，支持故障注入和SPC功能。

CANoe Option Sensor支持SENT通信所需各項電氣、信號、初始化數(shù)據(jù)、SPC功能的直觀配置GUI。配置完成后將自動生成SENT監(jiān)控及激勵接口對應(yīng)的系統(tǒng)變量，可在CANoe及vTESTstudio中靈活使用，無縫集成進已有的仿真、分析以及HiL測試環(huán)境當(dāng)中，實現(xiàn)與常規(guī)總線和其它I/O的同步應(yīng)用環(huán)境。

通過模擬ECU或傳感器，CANoe Option Sensor支持對協(xié)議相關(guān)數(shù)據(jù)的自由控制及修改，其中錯誤檢測機制有助于對傳感器及ECU組成的真實系統(tǒng)進行監(jiān)測和調(diào)試。

參數(shù)化配置

實際使用中，CANoe Option Sensor的配置窗口位于Hardware – Sensors – Protocol Configuration。

對于ECU及Sensor，可隨時配置其為Real或Simulated模式。同時依照協(xié)議對于通信脈沖Tick長度，ECU供電電壓和各傳感器的數(shù)據(jù)幀結(jié)構(gòu)如Tick數(shù)、CRC校驗、Pause段模式、串行通信等提供豐富的配置選項，對每個數(shù)據(jù)段信號也可單獨配置Nibble數(shù)以及位置，SPC模式也可勾選配置：

配置成后，連接硬件模塊與ECU或傳感器對應(yīng)的線束，即可建立通訊：

實時運行及離線回放時，工程師熟悉的Trace、Graphic、Data等分析窗口依然適用，且會對SENT做特定解析。

根據(jù)配置情況，將生成對應(yīng)的系統(tǒng)變量接口，配合CAPL或vTESTstudio函數(shù)可完成協(xié)議各類信息的修改，用于仿真及HiL測試。也可使用Panel Design設(shè)計GUI，實現(xiàn)手動調(diào)試和監(jiān)控。

配合CANoe Option Scope，可完成SENT的物理層波形抓取和解析。

責(zé)任編輯：haq