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    IC-Haus BiSS 接口

    2016-5-5 20:02:04      點擊:

    BiSS 接口

    BiSS Logo

    介紹

    BiSS 是一個給傳感器和執行器的開放數字接口。

    該接口提供雙向快速通信,使用簡單硬件實現 (跟工業標準SSI接口兼容)。BiSS 適合實時數據采集,而且帶安全功能例如CRC校驗保護數據傳送。

    BiSS Point-to-Point

    歷史

    長期以來,編碼器制造商靠模擬信號或簡單數字增量信號接口傳送位置信息。隨著時間的流逝和編碼器技術的發展,帶新處理方法和高集成度,讓編碼器生成高分辨率位置數據,而且增加了先進的功能例如命令,寄存器通信等等。因此需要實現一個新的接口,帶能適合此高端設備的特性。SSI 是一個過時的工業標準,無法滿足制造商的速度和功能要求。少數制造商推出了自己的協議,但是封閉性很強,不同牌子產品存在不兼容性。

    2002年 iC-Haus 推出 BiSS 開放接口。BiSS 目的是提供給傳感器和執行器的雙向快速通信標準,而且保留與SSI (Synchronous Serial Interface)標準接口硬件兼容。在超過10年的時間里 BiSS 使用不斷的發展,目前超過300家授權設備制造商,包括工業領先如 巴魯夫 (Balluff),堡盟 (Baumer),丹納赫 (Danaher Motion),庫伯勒 (Kübler),亨士樂 (Hengstler),Höhner,倍加福 (Pepperl+Fuchs),雷尼紹 (Renishaw),施耐德電氣 (Schneider Electric),安川電機 (Yaskawa),禹衡光學 (Yuheng Optics) 和其它在使用 BiSS 接口。

    BiSS 特性和優點

    BiSS Encoder

    BiSS 接口是專用實時傳感器和執行器接口,和通用現場總線不同。BiSS 接口主要特性如下:

    • 開放 (Open source)
      與市場上的私有的接口不同,BiSS 是完全開放。不同制造商能開發同樣接口產品,提高不同牌子的兼容性。此優點不僅造福了能直接使用高性能多功能接口的制造商,而且也造福了用戶有多產品選擇和不靠一個制造商的價格壟斷。

    • 使用兩個單向信號提供快速串行同步通信
      BiSS 是能達到高速度傳送的串行接口,長距離用標準 RS422 收發器速度一般高于 10 MHz,短距離用 LVDS 連接一般高于 100 MHz。

    • 單向或雙向
      BiSS 按產品要求提供不同操作模式。簡單單向傳送用 BiSS-C Unidirectional,永久雙向模式 (連續工作,無需模式轉換) 用 BiSS-C 加兩條線實現單通道傳感器和執行器通信。

    • 線延遲補償
      工業應用要求通過長線在多噪音環境的可靠通信。BiSS 接口帶線延遲補償,經過長距離后還能達到高速度,因此適合此應用。

    • 安全功能
      BiSS 接口滿足安全應用要求,帶安全功能,如:從傳感器到控制器的錯誤和報警信息和傳送數據的16位CRC校驗。

    • 組網功能
      部分應用需要多傳感器數據同步采集,例如多軸運動控制。BiSS 接口提供組網功能,將所有傳感器串聯到控制器的一個數據通道,方便控制器采集全部數據。

    • 設備描述
      BiSS 接口帶設備電子識別,連接傳感器到控制器后,控制器就自動鑒定連接的傳感器參數 (Plug-and-Play)。通過 EDS (Electronic DataSheet, 信息存在傳感器內存),XML文件或 BiSS Profile 里存的標準描述數據,設備的所有參數能直接傳送到控制器,控制器讀取設備描述后能自動修改其自身參數以配合該設備。BiSS 授權設備制造商接收獨特的身份識別 (Manufacturer ID),以便任何控制器可識別此產品制造商。

    BiSS 協議幀結構如下:

    BiSS Frame

    在 BiSS 通信下,采集數據的控制器 (控制操作) 叫 BiSS Master (主機),提供數據的傳感器叫 BiSS Slave (從機)。執行器也算是 BiSS Slave,但是接收 BiSS Master 傳送的數據。

    MB4U

    BiSS 實現

    實現 BiSS 通信很簡單,硬件要求低。

    因為 BiSS Slave 資源數需很小,所有邏輯電路都集成在傳感器芯片里。BiSS Slave 邏輯使用大約 1,000 邏輯門,方便集成在傳感器集成電路里,也不需要多加一個專門處理接口協議器件占電路板位置 (相對于現場總線)。

    BiSS Master 能按照公司的要求和技術水平用不同方法實現:

    • BiSS Master 芯片
      iC-Haus 提供 iC-MB3 和 iC-MB4 集成電路,包含所有 BiSS 協議功能。此芯片通過單片機的串行或并行接口控制。

    • 基于 FPGA 的 BiSS Master
      iC-Haus 也提供 VHDL IP核,包含 BiSS 協議功能,簡單集成在制造商的 FPGA 或 CPLD 硬件。

    • 基于單片機的 BiSS Master
      BiSS Master 也能通過 C/C++ 代碼用 DSP/單片機實現。

    為了方便實現和測試 BiSS 接口,許多工具可用,例如BiSS到USB適配器 (帶讀取BiSS數據軟件),帶BiSS協議的邏輯分析器,VHDL 仿真模塊等等。


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