关于对SENT信号传输协议的理解

汽车ECU开发 2021-11-14 10:34

0  手电筒传信

SENT协议,类似用手电筒传递信息。

首先约定:A每次点亮手电筒时,B按下秒表计时,A将信息藏于时间。B根据“密码本”对照看每次点灯时间长度来查找对应字母。于是,A不停的亮灯,灭灯,亮灯灭灯。B根据A亮灭灯来掐表,对照密码本看是什么字母。由于AB手里的秒表时基不同,彼此时间并不同步。为了解决这个问题,AB又约定:A每次发送信息,都会持续点亮56秒,然后A再发送数据。这56秒是给B对表用的。

于是,B接收到A的56秒数据时,都会同步自己的秒表,这样就能确保A的时间刻度和B时间刻度保持一致,查密码本时就不会出错。

但手电筒传递过程中,偶尔出现恶劣情况或有飞沙掠影,B可能看到A的灯光“虚闪”,这样的话,B掐表就会出现紊乱。

为了解决这个问题,AB约定:A每次发送完信息后,再发送一个验证码,验证码是由前面的信息反算得来。即A每次发送的信息都会有一套加密算法得到一组验证码,A再将验证码发送出去。B接收到信息后,也会接收到验证码,同时B根据相同算法将接收的数据转换得到一组验证码,将计算得到的验证码和接收到的验证码比较,一致说明信息正确,不同则丢弃数据。

简单总结就是:对表、计时和验证,这也就是SENT协议传输的全过程。

1  概览

SENT (Single Edge Nibble Transmission)协议,最初由通用公司在2005年提出,后来由SAE完善并成为SAE标准文件 — SAE J2716。SENT协议这种新的传感器接口具有传输效率高、成本低等优点,能满足发动机控制系统的复杂需求。

SENT协议有以下特点:

  • 是一种数字信号传输协议,具有更高的传输精度和速度;

  • 单线传输数据能力,减少信号线,降低成本。加上电源和地线,总共3线;

  • 点对点连接,一个传感器信号对应一个SENT接口;

  • 单向传输协议,数据只能从传感器到ECU,传输是连续的,不需要请求命令;

  • 具有更强大的诊断功能;

  • 可传输大数据;

  • 发送数据的时间由传感器的时钟决定;

  • 数据的传输可以分为快速通道和慢速通道,重要的信号用快速通道以实现高频率的更新,比如压力等,对于非关键的信号,如诊断等可以放在慢速通道传输;

  • 快速通道是每一帧传输一个完整的信号,慢速通道需要多帧来传输一个完整的信号,即更新频率不同;

2  协议特性

先了解两个概念:
  脉冲周期(Pulse Period): 发送信号的连续两个下降沿间隔时间;
  半字节(Nibbbles): 信号识别的基本单位,共4 bit;
Nibble的发送时间由传感器时钟决定,发送的时钟周期范围 3us 到 10us,以传感器的性能决定。
一个Nibble的最短时间为12 时钟周期(数值0的时候);在发送一个Nibble时,需要大于4个(通常用5个)时钟周期的拉低时间,剩余的clock需要拉高,为下降沿做准备。
Nibble所表示的数值由两个下降沿之间的时钟数决定。
每增加一个数值,时钟数在12的基础上加1,所以最小的数0的时钟数为12,最大数15的时钟数为27。
时钟周期数 = 5个LOW时钟周期 + 7个HIGH时钟周期 + n*Clock

当nibble值为0时,时钟周期数:5个LOW + 7个HIGH + 0 *Clock,即 12个时钟周期;

当nibble值为15时,时钟周期数:5个LOW + 7个HIGH + 15 *CLOCK,即27个时钟周期。

3  数据帧

一个SENT帧通常由四个域组成:分别是同步域、通讯状态域、数据域和校验域组成。在帧与帧之间还可插入可选的暂停域。

标定/同步域:56个时钟周期
通讯状态域:一个Nibble,4 bit,12-27个时钟
数据域:数据域的字节定义由不同的应用决定,但是对于一个特定的应用,数据域的长度是固定的,即数据的Nibble数量是固定的。长度为6个Nibble。
校验域:一个Nibble,4 bit,12-27个时钟


状态域

状态信息包括Sensor ID、生产厂家和诊断信息等。STATUS中有一个位可以用于传输传感器的状态信息,当然是通过多个SENT帧拼接而成。

状态消息分为短消息和增强型消息,由Status域定义给出:

短消息


一帧消息需要有16个连续的SENT帧组成:
Bit 3作用:第一个SENT帧中为1,表示一个消息的开始,其余15个帧均为0  
Bit 2作用:由每个SENT帧的数据域拼接成数据类型定义。这些类型包括Message ID、Data Byte和相应的CRC值等,此CRC和SENT帧内部的CRC算法一样。MessageID决定了Data Byte数值的意义。
12-bit data and 8-bit message ID (configuration bit = 0)


增强型消息


增强型消息可以表示更大的Message ID和Data Byte,这些定义需要连续18个SENT帧来完成,还是由bit3 和bit 2共同在18个帧中拼接完成。
增强型消息可以配置成两种形式:(由第8个SENT帧的bit3作为configuration bit)
16-bit data and 4-bit message ID (configuration bit = 1)

数据域


SENT帧的数据包含传感器输出值的fast channel和传感器的状态信息slow channel。比如,
Nibble #1 = 0d
Nibble #2 = 15d
Nibble #3 = 0d
Nibble #4 = 8d
Nibble #5 = 15d
Nibble #6 = 0d
Nibble #7 = 8d
Nibble #8 = 12d

按照3μs的时钟周期,那么该帧SENT报文的传递时间为456μs(152个时钟周期)到816μs(272个时钟周期)之间。

数据域可以表征一个物理信号,比如角度。

例如,12 bits来表征角度信息,8 bits来表征滚动计数0到255,最后一个数据nibble来讲角度的MSN信息反转。那么,SENT协议的数据帧应该是:
Nibble #2 = Angular Information
– MSN (Most Significant Nibble)
Nibble #3 = Angular Information
– MidN (Middle Nibble)
Nibble #4 = Angular Information
– LSN (Least Significant Nibble)
Nibble #5 = 8 bit rolling counter
– MSN (Most Significant Nibble)
Nibble #6 = 8 bit rolling counter
– LSN (Least Significant Nibble)
Nibble #7 = Inverted copy of Nibble #2
(15 – Nibble #2 value)

数据域也可以表征两个物理信号,比如压力和温度。

例如,12 bits来表征压力,12 bits来表示温度,那么,SENT协议的数据帧应该是:
Nibble #2 = Pressure Information
– MSN (Most Significant Nibble)
Nibble #3 = Pressure Information
– MidN (Middle Nibble)
Nibble #4 = Pressure Information
– LSN (Least Significant Nibble)
Nibble #5 = Temperture Information
– MSN (Most Significant Nibble)
Nibble #6 = Temperture Information
– MidN (Middle Nibble)
Nibble #7 = Temperture Information
– LSN (Least Significant Nibble)

数据接收策略 

ECU检查同步段的时间长度,如果算出来的时钟数和理论上的时钟数相差±20%以内,则认定为一个新数据的开始,并且此后的时钟数的计算将以此同步段换算出来的clock时间为基准,进行计算。
例如,对于一个3us时钟的计算如下:
同步段理论时间:3us*56=168us
时钟比例 K= 同步段测量的时间值/168 us
数据N的值:Data Value N = Round[(数据N的测量时间/K – 36 us)/3us]
此外,接收端还需要依据J2726编写相应的CRC计算方法,才能检验CRC是否正确。

接收检测

当出现如下任何一种情况时,接收端认为出现错误:

1. 同步段时间超出理论时间的±20%;

2. 两个同步段之间的下降沿数不等;

3. Checksum不对;

4. 计算出的Nibble值在0-15之外;
5. 连续两次的同步段时间比例大于±1/64;

传输速率
传输速率受时钟周期,数据值和时钟偏差容错值等因素影响。对于一个基于3us时钟周期的6个nibble数据的SENT传感器来说,忽略数据拼接的时间,传输速率在24.7 kBits/s—64.9 kBits/sec之间。
另外,SENT协议有SENT2008和SENT2010两种,SENT2008一帧数据的长度包含8个Nibble和1个校验位,SENT2010一帧数据的长度包含8个Nibble,1个校验位及1个可变暂停位。

推荐阅读

CANoe常用操作讲解

特斯拉最新的12V蓄电池有什么不同?

特斯拉最新中央计算模块(CCM)解析

关于对自动驾驶传感器的理解

2021款特斯拉Model Y ECU接口梳理

详解CANoe之CAPL编程

关于CAN时间同步的理解

dbc文件的格式以及创建详解

大众ID.4 X网络架构详解

学习笔记——NVM数据处理机制

学习笔记——AUTOSAR NVM基础知识

基于UDS的Bootloder详解

关于整车上下电流程的理解

一文详解CAN总线错误帧|附下载

DoIP协议介绍,资料分享!

详解车载网络 OTA系统的开发|文末附下载

一文了解汽车嵌入式AUTOSAR架构|附下载

特斯拉Autopilot系统安全研究|附dbc下载

分享不易,恳请点个【在看】
汽车ECU开发 专注于汽车电子ECU软件开发,技术分享。
评论
  • 晶台光耦KL817和KL3053在小家电产品(如微波炉等)辅助电源中的广泛应用。具备小功率、高性能、高度集成以及低待机功耗的特点,同时支持宽输入电压范围。▲光耦在实物应用中的产品图其一次侧集成了交流电压过零检测与信号输出功能,该功能产生的过零信号可用于精确控制继电器、可控硅等器件的过零开关动作,从而有效减小开关应力,显著提升器件的使用寿命。通过高度的集成化和先进的控制技术,该电源大幅减少了所需的外围器件数量,不仅降低了系统成本和体积,还进一步增强了整体的可靠性。▲电路示意图该电路的过零检测信号由
    晶台光耦 2025-01-16 10:12 95浏览
  • 随着消费者对汽车驾乘体验的要求不断攀升,汽车照明系统作为确保道路安全、提升驾驶体验以及实现车辆与环境交互的重要组成,日益受到业界的高度重视。近日,2024 DVN(上海)国际汽车照明研讨会圆满落幕。作为照明与传感创新的全球领导者,艾迈斯欧司朗受邀参与主题演讲,并现场展示了其多项前沿技术。本届研讨会汇聚来自全球各地400余名汽车、照明、光源及Tier 2供应商的专业人士及专家共聚一堂。在研讨会第一环节中,艾迈斯欧司朗系统解决方案工程副总裁 Joachim Reill以深厚的专业素养,主持该环节多位
    艾迈斯欧司朗 2025-01-16 20:51 107浏览
  • 故障现象 一辆2007款法拉利599 GTB车,搭载6.0 L V12自然吸气发动机(图1),累计行驶里程约为6万km。该车因发动机故障灯异常点亮进厂检修。 图1 发动机的布置 故障诊断接车后试车,发动机怠速轻微抖动,发动机故障灯长亮。用故障检测仪检测,发现发动机控制单元(NCM)中存储有故障代码“P0300 多缸失火”“P0309 气缸9失火”“P0307 气缸7失火”,初步判断发动机存在失火故障。考虑到该车使用年数较长,决定先使用虹科Pico汽车示波器进行相对压缩测试,以
    虹科Pico汽车示波器 2025-01-15 17:30 95浏览
  • 一个易用且轻量化的UI可以大大提高用户的使用效率和满意度——通过快速启动、直观操作和及时反馈,帮助用户快速上手并高效完成任务;轻量化设计则可以减少资源占用,提升启动和运行速度,增强产品竞争力。LVGL(Light and Versatile Graphics Library)是一个免费开源的图形库,专为嵌入式系统设计。它以轻量级、高效和易于使用而著称,支持多种屏幕分辨率和硬件配置,并提供了丰富的GUI组件,能够帮助开发者轻松构建出美观且功能强大的用户界面。近期,飞凌嵌入式为基于NXP i.MX9
    飞凌嵌入式 2025-01-16 13:15 193浏览
  • 全球领先的光学解决方案供应商艾迈斯欧司朗(SIX:AMS)近日宣布,与汽车技术领先者法雷奥合作,采用创新的开放系统协议(OSP)技术,旨在改变汽车内饰照明方式,革新汽车行业座舱照明理念。结合艾迈斯欧司朗开创性的OSIRE® E3731i智能LED和法雷奥的动态环境照明系统,两家公司将为车辆内饰设计和功能设立一套全新标准。汽车内饰照明的作用日益凸显,座舱设计的主流趋势应满足终端用户的需求:即易于使用、个性化,并能提供符合用户生活方式的清晰信息。因此,动态环境照明带来了众多新机遇。智能LED的应用已
    艾迈斯欧司朗 2025-01-15 19:00 78浏览
  • 百佳泰特为您整理2025年1月各大Logo的最新规格信息,本月有更新信息的logo有HDMI、Wi-Fi、Bluetooth、DisplayHDR、ClearMR、Intel EVO。HDMI®▶ 2025年1月6日,HDMI Forum, Inc. 宣布即将发布HDMI规范2.2版本。新规范将支持更高的分辨率和刷新率,并提供更多高质量选项。更快的96Gbps 带宽可满足数据密集型沉浸式和虚拟应用对传输的要求,如 AR/VR/MR、空间现实和光场显示,以及各种商业应用,如大型数字标牌、医疗成像和
    百佳泰测试实验室 2025-01-16 15:41 157浏览
  • 随着智慧科技的快速发展,智能显示器的生态圈应用变得越来越丰富多元,智能显示器不仅仅是传统的显示设备,透过结合人工智能(AI)和语音助理,它还可以成为家庭、办公室和商业环境中的核心互动接口。提供多元且个性化的服务,如智能家居控制、影音串流拨放、实时信息显示等,极大提升了使用体验。此外,智能家居系统的整合能力也不容小觑,透过智能装置之间的无缝连接,形成了强大的多元应用生态圈。企业也利用智能显示器进行会议展示和多方远程合作,大大提高效率和互动性。Smart Display Ecosystem示意图,作
    百佳泰测试实验室 2025-01-16 15:37 169浏览
  • 近期,智能家居领域Matter标准的制定者,全球最具影响力的科技联盟之一,连接标准联盟(Connectivity Standards Alliance,简称CSA)“利好”频出,不仅为智能家居领域的设备制造商们提供了更为快速便捷的Matter认证流程,而且苹果、三星与谷歌等智能家居平台厂商都表示会接纳CSA的Matter认证体系,并计划将其整合至各自的“Works with”项目中。那么,在本轮“利好”背景下,智能家居的设备制造商们该如何捉住机会,“掘金”万亿市场呢?重认证快通道计划,为家居设备
    华普微HOPERF 2025-01-16 10:22 174浏览
  • 80,000人到访的国际大展上,艾迈斯欧司朗有哪些亮点?感未来,光无限。近日,在慕尼黑electronica 2024现场,ams OSRAM通过多款创新DEMO展示,以及数场前瞻洞察分享,全面展示自身融合传感器、发射器及集成电路技术,精准捕捉并呈现环境信息的卓越能力。同时,ams OSRAM通过展会期间与客户、用户等行业人士,以及媒体朋友的深度交流,向业界传达其以光电技术为笔、以创新为墨,书写智能未来的深度思考。electronica 2024electronica 2024构建了一个高度国际
    艾迈斯欧司朗 2025-01-16 20:45 142浏览
  • 电竞鼠标应用环境与客户需求电竞行业近年来发展迅速,「鼠标延迟」已成为决定游戏体验与比赛结果的关键因素。从技术角度来看,传统鼠标的延迟大约为20毫秒,入门级电竞鼠标通常为5毫秒,而高阶电竞鼠标的延迟可降低至仅2毫秒。这些差异看似微小,但在竞技激烈的游戏中,尤其在对反应和速度要求极高的场景中,每一毫秒的优化都可能带来致胜的优势。电竞比赛的普及促使玩家更加渴望降低鼠标延迟以提升竞技表现。他们希望通过精确的测试,了解不同操作系统与设定对延迟的具体影响,并寻求最佳配置方案来获得竞技优势。这样的需求推动市场
    百佳泰测试实验室 2025-01-16 15:45 230浏览
  • 日前,商务部等部门办公厅印发《手机、平板、智能手表(手环)购新补贴实施方案》明确,个人消费者购买手机、平板、智能手表(手环)3类数码产品(单件销售价格不超过6000元),可享受购新补贴。每人每类可补贴1件,每件补贴比例为减去生产、流通环节及移动运营商所有优惠后最终销售价格的15%,每件最高不超过500元。目前,京东已经做好了承接手机、平板等数码产品国补优惠的落地准备工作,未来随着各省市关于手机、平板等品类的国补开启,京东将第一时间率先上线,满足消费者的换新升级需求。为保障国补的真实有效发放,基于
    华尔街科技眼 2025-01-17 10:44 126浏览
  • 实用性高值得收藏!! (时源芯微)时源专注于EMC整改与服务,配备完整器件 TVS全称Transient Voltage Suppre,亦称TVS管、瞬态抑制二极管等,有单向和双向之分。单向TVS 一般应用于直流供电电路,双向TVS 应用于电压交变的电路。在直流电路的应用中,TVS被并联接入电路中。在电路处于正常运行状态时,TVS会保持截止状态,从而不对电路的正常工作产生任何影响。然而,一旦电路中出现异常的过电压,并且这个电压达到TVS的击穿阈值时,TVS的状态就会
    时源芯微 2025-01-16 14:23 151浏览
我要评论
0
点击右上角,分享到朋友圈 我知道啦
请使用浏览器分享功能 我知道啦