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定制PSI5控制板浏览数:174次
 随着汽车内智能传感器使用的增加，传统的传感器信号不能满足传输丰富的编码信息以及EMC要求。PSI5（外围传感器接口）作为汽车传感器的开放标准接口，可以更好地满足动力/安全/底盘/舒适域控制器的应用安全。PSI5诞生于已成熟使用的ECU外围传感器接口，如Bosch等厂商将PSI5应用于ESP、安全气囊、主动悬架、自动驾驶等ECU与加速度、角速度、压力、位置等传感器的通讯当中。 苏州永节电子有限公司定制PSI5测试设备，耐久设备。 PSI5整体简介 PSI5协会成员由多家一级供应商及芯片厂商组成，包括Veoneer、Bosch和Continental等。PSI5 V1.3版本在目前量产车型中有着广泛的应用。从V2.0版本开始，PSI5在Base规范之外，提供针对安全气囊、车辆动力学控制、动力系统三个部分的子规范。最新的V2.3规范在物理层、数据链路层和应用层方面提供新的内容和结构，并且兼容V1.3版本定义的参数。 物理层 传感器与ECU使用1对双绞线进行连接，ECU对传感器的供电和双向数据传输均通过双绞线完成，通讯速率有125kbps和189kbps两种可选。传感器和ECU连接拓扑主要包括：异步连接模式（PSI5-A）、同步并行总线模式（PSI5-P）、同步通用总线模式（PSI5-U）、同步菊花链总线模式（PSI5-D）。  图1 | PSI5连接拓扑简化示意图 当传感器向ECU传输数据时，低电流为传感器静态消耗电流，高电流由传感器内部调制产生，采用曼彻斯特编码。每个传感器在1个ECU同步周期内，传输数据的帧间隔需要至少保持TGap，其值需要大于位长度TBit。  图2 | 传感器至ECU通信的编码及帧时间参数 数据链路层 - 传感器至ECU的通信 传感器周期性发送数据帧至ECU，每个数据帧由p个位组成，包含：
> 数据域A（10-24个位，强制）； > 数据域B（0-12个位，可选）； > 传感器状态位（也称为错误标志位，0-2个位，可选）； > 帧控制位（表明当前帧/数据的类型或传感器ID，0-4个位，可选）； > 串行报文通道（0或2个位，可选）。  图3 | PSI5帧格式 在同步模式中，ECU在向传感器供电的基础上，周期性发送一个高电平电压信号作为同步脉冲。各传感器在检测到同步脉冲后，按照预先配置的时隙（Time Slot）发送各自的电流信号以传输数据。 当串行报文（Serial Message）通道位设置为2个位长度时，串行报文将通过18个连续的帧进行传输，一般用于更新周期要求不高的数据。  图4 | 串行报文数据帧格式 数据链路层 - ECU至传感器的通信 ECU至传感器的通讯帧由以下部分组成：
利用在同步模式下ECU周期性向传感器发送同步脉冲的特性，根据帧的发送编码方式不同，提供相应的2类帧格式： 第一种Tooth Gap方式是通过调整ECU周期发送的同步脉冲“有/无”来分别表示“1/0”信号。该发送起始条件包含至少5个连续的逻辑0或至少31个连续的逻辑1。数据长度由传感器地址（SAdr）和功能代码（FC）定义。提供3种可选帧格式。 第二种Pulse Width方式是通过改变ECU周期发送的同步脉宽宽度“长/短”来分别表示“1/0”。提供1种可选帧格式。 应用层 – 数据范围 对于在数据域A中传输的10位数据，PSI5规范将其分为3个部分：
对于数据域A中大于10位数据的低位部分以及数据域B，不受该数据范围划分影响。  图5 | 数据域A中10位数据范围定义 应用层 – 传感器初始化 在每次上电或重置后，需在发送任何有效的传感器数据之前发送其初始化辨识信息。 初始化一般分为3个阶段。
阶段2时初始化数据一般包含传感器的类型、制造商代码、生产日期等信息。为保证不同传感器厂商的产品与ECU可以正常建立通讯，需要明确基本的互换性要求：传感器配置、连接模式和时间参数；供电及同步脉冲等电压参数；传感器电流驱动能力以及所需承受的回路负载；初始化数据信息，包括重复次数（k）。具体可参考PSI5协会提供的一致性测试规范及Check List。 HiL台架中PSI5解决方案： CANoe Option Sensor 随着智能传感器PSI5信号在安全、底盘和动力域中的应用逐步增加，传统的HiL台架需要新购或升级扩展来满足PSI5协议的仿真、分析和测试功能。
> 特殊信号或系统采用ASAM XIL API集成第三方设备； > 通过CANoe Option AMD/XCP采集ECU内部A2L变量，满足基本功能测试。 硬件 PSI5的仿真、分析、测试由VT System中的VT2710板卡及配套的PSI5SENTpiggy完成。VT System是Vector针对ECU功能、总线一致性、诊断通信、环境耐久等测试场景提供的模块化I/O及总线板卡。VT2710板卡提供4路PSI5通道，可通过配置实现传感器仿真、ECU仿真、监听通信工作模式，内置电气故障注入功能。  图6 | 串行总线板卡VT2710及其PSI5通道原理简图 软件 CANoe Option Sensor提供PSI5所需各项电气、信号、初始化数据的直观配置图形界面，配置信息可单独导出复用于其他项目工程。配置完成后将自动生成PSI5的监控及激励接口——系统变量。系统变量在CANoe及vTESTstudio中的灵活使用，使其可无缝集成到已有的仿真、分析以及HiL测试环境当中。 通过模拟ECU或传感器，CANoe Option Sensor支持开发工程师及测试工程师建立从简单到苛刻的测试环境，可实现对协议相关数据的自由控制及修改。此外，CANoe Option Sensor的错误检测机制有助于对传感器及ECU组成的真实系统进行监测和调试。 实际使用 CANoe Option Sensor的配置窗口位于Hardware – Sensors – Protocol Configuration：  图7 | Option Sensor配置按钮 对于不同的串行总线，提供多种初始化配置模板供用户选择，方便快捷：  图8 | PSI5初始化配置模板 对于ECU及Sensor，可随时配置其为Real或Simulated模式。同时对于ECU和传感器各自的通信速率、供电电平、同步脉冲电压及时间参数、Slot时间、初始化协议版本、数据帧结构等提供丰富的配置选项，对每个信号可单独配置其时间参数、初始化参数及解析方式：  图9 | PSI5数据域信号配置界面  图10 | 传感器初始化数据配置界面 配置完成后，连接VT2710与ECU或传感器对应的线束，即可建立通讯：
 图11 | CANoe工程界面（PSI5）  图12 | PSI5物理波形分析及解码（CANoe Option Scope） PSI5常应用于主动/被动安全域相关ECU，以及自动驾驶ECU等对功能安全要求较高的领域，同时PSI5有其独立的硬件、软件定义规范，因此对PSI5协议也应与CAN、LIN、Ethernet等常见总线协议一样，需考虑其一致性测试的重要性，以确保传感器可以为ECU的正常工作提供良好的外部输入信息。PSI5协会提供对ECU和传感器使用的一致性测试规范以及Check List，可作为一致性测试的实施参考。 苏州永节电子有限公司定制PSI5测试设备，耐久设备。
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