總線接口產(chǎn)生SPI信號(hào)綜述
時(shí)間:2022-06-05 03:44:00
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隨著汽車排放法規(guī)日益苛刻,對(duì)汽車傳感器的精度要求越來(lái)越高,對(duì)執(zhí)行器的控制也是越來(lái)越精確,這就要求汽車ECU處理器具有更高的通訊能力。當(dāng)前高壓共軌柴油機(jī)的噴油電磁閥的控制方式開(kāi)始突破以往的PWM控制方式,開(kāi)始采用SPI的控制方式。PWM控制方式的波形復(fù)雜,控制程序也較復(fù)雜,而且其控制靈敏性相對(duì)較差;SPI控制方式以數(shù)據(jù)幀的形式輸出,控制程序比較簡(jiǎn)單,而且輸出數(shù)據(jù)可任意定義,控制靈活性較大J。SPI:SerialPeripheralInterface(串行外圍設(shè)備接口)是一種高速、全雙工、同步的通訊總線,在芯片的管腳上只占用4個(gè)管腳,節(jié)約了芯片的管腳,同時(shí)也為PCB布局節(jié)省了空間J。正是由于這種簡(jiǎn)單易用的特性,現(xiàn)在越來(lái)越多的芯片集成了這種通訊協(xié)議,如:飛思卡爾公司生產(chǎn)的MC68HCXX系列處理器及英飛凌公司生產(chǎn)的TriCore系列處理器。SPI信號(hào)快速簡(jiǎn)便,不僅越來(lái)越多地應(yīng)用于通訊領(lǐng)域J,也越來(lái)越多地應(yīng)用于功率驅(qū)動(dòng)領(lǐng)域,如:發(fā)動(dòng)機(jī)噴油器驅(qū)動(dòng)。SPI能輸出比PWM控制方式更為精細(xì)、準(zhǔn)確的控制信號(hào),從而實(shí)現(xiàn)噴油量的精確控制。此外,SPI具有控制反饋,可實(shí)時(shí)反饋當(dāng)前控制狀態(tài)。所以一些噴油器智能驅(qū)動(dòng)芯片也開(kāi)始集成這種通訊協(xié)議接口,如:飛思卡爾公司生產(chǎn)的MC333885及英飛凌公司生產(chǎn)的TLE62XX系列。
1MSC下行內(nèi)核結(jié)構(gòu)及工作原理
1.1TC1796簡(jiǎn)介
英飛凌公司生產(chǎn)的TriCore系列中的TC1796是一款專門(mén)針對(duì)汽車應(yīng)用而設(shè)計(jì)的功能強(qiáng)大的處理器芯片。TC1796中集成了一個(gè)MSC(微秒總線接口)模塊]。該模塊專門(mén)為驅(qū)動(dòng)外圍功率設(shè)備而設(shè)計(jì)。該模塊的數(shù)據(jù)信息和控制信息通過(guò)高速同步串行下行通道與外圍功率設(shè)備通訊,MSC中內(nèi)置了SPI的所有引腳,同時(shí)做了些擴(kuò)展,具有四個(gè)片選通道,而且具有N型與P型輸出通道。
1.2下行通道結(jié)構(gòu)
MSC內(nèi)核分下行通道與上行通道,這里主要介紹下行通道。下行通道由32位移位寄存器、下行通道控制模塊、lfO控制模塊,下行數(shù)據(jù)寄存器DD、下行控制寄存器DC以及兩個(gè)多路復(fù)用器組成。下行通道模塊結(jié)構(gòu)如圖1所示。
1.3下行通道工作原理
在下行通道控制模塊的控制下,將32位移位寄存器內(nèi)存放的值通過(guò)s0端輸出。32位移位寄存器中存放的值主要有以下四個(gè)來(lái)源:
(1)由TC1796內(nèi)部GPTA(局部定時(shí)器陣列)模塊產(chǎn)生,經(jīng)ALTIN輸入;
(2)同樣由TC1796內(nèi)部GPTA模塊產(chǎn)生,經(jīng)ALTIN反相后輸入;
(3)由MSC內(nèi)部的下行數(shù)據(jù)寄存器DD產(chǎn)生;
(4)由MSC內(nèi)部的下行控制寄存器DC產(chǎn)生。
2下行控制
32位移位寄存器分為SRH與SRL兩部分,所以下行控制SRH與SRL也分為兩部分。由于SRH與SRL相似,這里以SRL控制為例進(jìn)行講述。MSC下行控制是通過(guò)三個(gè)控制寄存器(DSC.CP,DSDSL.SLx,ESR.ENLx)與一個(gè)控制信號(hào)(EMGSTOPMSC)實(shí)現(xiàn)的,將上述的四種數(shù)據(jù)來(lái)源載入到32位移位寄存器??刂魄闆r如表1所示。
3下行幀定義
下行命令幀:一個(gè)完整的命令幀包括兩部分,主動(dòng)周期與被動(dòng)周期。主動(dòng)周期由SRL主動(dòng)周期與SRL主動(dòng)周期組成,SRL與SRH周期內(nèi)傳送的數(shù)據(jù)位數(shù)由寄存器DSC.NBC定義。下行數(shù)據(jù)幀:一個(gè)完整的數(shù)據(jù)幀包括主動(dòng)周期和被動(dòng)周期。主動(dòng)周期由SRL周期和SRL周期組成,SRL周期的數(shù)據(jù)位長(zhǎng)度由寄存器DSC.NBBL定義,SRH周期的數(shù)據(jù)位長(zhǎng)度由寄存器DSC.NDBH定義。被動(dòng)周期數(shù)據(jù)長(zhǎng)度由寄存器DSC.PPD定義。