Протокол SAE J2716 SENT

Все уже давно наслышаны о модулях увеличения мощности двигателя автомобиля с помощью корректировки показаний датчиков. Делают их все кому не лень, но теперь появились новые датчики с SENT протоколом на новых премиальных автомобилях, что для многих производителей стало достаточно большой проблемой. Разрабатывая такую систему, нам протокол показался очень интересным и решили написать краткое описание.

Введение

SENT (Single Edge Nibble Transmission) — это новый серийный протокол однонаправленной связи, преимущественно используемый в автомобильных датчиках. Протокол SENT имеет ряд преимуществ по сравнению со старыми серийными протоколами связи. С его помощью датчики начали работать намного надежнее и эффективнее, а также стали невосприимчивы к электро-магнитным возмущениям. Также большим преимуществом является использование осциллографа, для демонстрации физических уровней передач, цифрового кодирования, и интерполяции данных.

Можем предложить USB-SENT декодеры нашего производства

Спецификация SENT

Официально протокол SENT специфицируется обществом автомобильных инженеров (SAE) под наименованием SAE J2716. Вся доступная спецификация находится на официальном сайте SAE, где в деталях описывается внутренняя работа всех быстрых и медленных каналов связи с различными параметрами приложений.

Инновационные решения, которые были применены в SAEJ2716:

• Применение дополнительного Pause-импульса;

• Использование нового расширенного последовательного сообщения в вместо первоначального короткого сообщения;

• Диагностика и корректировка импульсов для последовательной калибровки импульсов сравнения;

• Добавление модификации рекомендуемого 4-битового вычисления контрольной суммы. Рекомендуемые вычисление контрольной суммы включает в себя обработку нулевого полубайта в дополнение к основным полубайтам, для предотвращения общей ошибки в последней части байта данных и контрольной суммы. Оригинальный метод CRC сохраняется в качестве опции в процессе производства;

• Добавлена новая рекомендованная топология схемы для улучшения работы систем. Все новые датчики должны использовать рекомендованную топологию, которая сохраняется в качестве опции в процессе производства;

• Добавление EMC-принципов тестирования чувствительности;

• Использование сброса импульсов передатчика;

Структура протокола SENT

Протокол SENT работает по принципу точка-точка, действующим между датчиком и электронным блоком управления (ECU). Датчик непрерывно передает данные по каналу, в то время как ЭБУ принимает и обрабатывает их.

На рисунке 1 представлен общий вид нескольких отправленных сигналов (с периодом 3 мкс), которые наблюдаются с помощью осциллографа. Трудно поверить, что ключевая информация находится в длине импульсов с разностью, обрабатываемой датчиком раз в 5 микросекунд.

Рисунок 1 – сигнал, обрабатываемый датчиком каждые 5 микросекунд

Приглядевшись, на рисунке сигнала можно заметить 10 отрицательных импульсов. Информация, содержащаяся в отправленных сигналах, заключается в ширине импульсов. Каждый импульс представляет собой 4-битовое значение, называемое «полубайтовая передача».

Ниже на рисунке представлена макроструктура передачи.

Рисунок 2 – последовательность передачи сигналов, разделенных Pause-импульсомд

Первым ключом информации отправленного сигнала является длина импульса SYNC, обозначенная серым цветом на рисунке. Далее следует синхроимпульс длиной 170.70 мкс. После того как становится известно значение Tick Times, происходит декодрирование последующих полубайтов.

Рисунок 3 – декодирование первого полубайта

На основе Tick Times (3.0482 мкс) определенного ранее, обрабатывается первый полубайт, длина которого составляет 73,52 мкс. Это значение делится на количество Tick Times. Другими словами, разница ширины импульса между полубайтом со значением 5 и полубайтом со значением 6 будет +3.0482 мкс.

В отличие от протоколов, основанных на NRZ кодировании, отдельные битовые значения в SENT не связываются с битовым временем. Тем не менее, ради удобства чтения сигнала, полубайт раскладывается на равноотстоящие биты

Последний шаг в расшифровке переданного сигнала состоит в группировке полубайт в зависимости от значений температуры и давления.

Рисунок 4 – группировка полубайт в зависимости от значений температуры и давления

Контроль значений давления и температуры

В процессе установки для получения графика давления составляется структурная схема, показанная на рисунке 5. Каждый из элементов схемы передает полученные значения на следующий элемент. Функция MessageToValue принадлежит к опции ProtoBusMag, которая может конвертировать результаты декодирования в массив чисел.

Рисунок 5 – Структурная схема работы осциллографа

Вывод

Используя современный осциллограф, снабженный SENT-декодером появляется возможность надежного контроля выходных данных датчика. Сложный сигнал легко декодируется и графически интерпретируется в режиме реального времени, что значительно увеличивает точность и надежность измерений.