汽车设计中最重要的是安全性,因此设计人员需要增加更多的和辅助驾驶系统。难点是尽管温度和湿度波动很大并且存在振动和电磁兼容性问题,但这些系统需要一个通用,并且必须能够可靠地通信,实现零错误。
对于设计人员来说,不妨了解符合外设传感器接口 (PSI5) 要求的基于传感器的解决方案。这是一种坚固的抗干扰接口,最初用于安全气囊系统,但现在正越来越多地用于新的传感器密集型汽车应用。
本文将先介绍 PSI5 总线,然后介绍和描述多种 PSI5 系统解决方案以及如何使用它们来配置基于传感器的控制系统。
外设传感器接口 (PSI5)
PSI5 接口用于将多个传感器连接到电子控制单元 (ECU),已广泛用作安全气囊和相关约束系统的主要传感器通信总线。它是 PSI5 组织网站 PSI5.org 上提供的一个开放标准。最新的规范是 PSI5 版本 2.3,已作为所有子标准(包含用于安全气囊、底盘和安全控制以及传动系统的子标准)的一项通用基本标准发布。
PSI5 标准以两线(双绞线)总线实施,数据传输采用电流调制和曼彻斯特编码,数据速率为 125 kbps(可选 189 kbps)。与其他常见汽车数据总线相比,它属于中速接口(表 1)。
接口总线 物理连接 最大比特率 最大比特率下的最大长度 LIN 3 线 19.2 kbps 40 m PSI5 2 线 189 kbps 12 M SE 3 线 333 kbps 5 MCAN4 线 1 Mbps 40 M FlexRay 2 线或 4 线 10 Mbps 22 M
表 1:常见汽车数据总线的比较。PSI5 属于中速接口。(数据:Digi-KeyElectronics)
PSI5 在中速范围内的优势在于成本比 CAN 或 FlexRay 更低,但具有与传感器数据兼容的数据速率。SENT 数据总线也用于传感器数据传输,但其限制在于仅能将数据从传感器发送到电子控制单元 (ECU)。PSI5 为双向,允许传感器寻址和配置。
PSI5 在汽车 ECU 中的典型实施包括馈送多个接口的(图 1)。
图 1:汽车微控制器 ECU 的框图,包括用于常见汽车数据总线(含 PSI5)的 I/O 端口。(图片:Digi-Key Elec