智能传感器总线SENT信号的介绍配置

为了更好满足动力域、安全域和底盘舒适域控制器的安全应用，SAE定义SENT协议用于传感器和ECU 之间高分辨率数据交互的应用，替代传统 10 位 A/D 和 PWM 的低分辨率技术，同时可作为 CAN 或 LIN 在某些应用场景中的低成本替代方案。目前SENT已广泛应用在EMS、TCU和EPS等诸多控制系统中。

·SENT整体简介·

SENT（Single Edge Nibble Transmission） 全称单边半字传输协议，是SAE J2716规范推出的一种点对点的单向传输方案，用于车载传感器向ECU的数据传输，其主要特点如下：

传感器到ECU的低成本单向传输协议；

三线制：ECU给传感器供电线、参考地GND和数据线；

数字电平信号：0~0.5V为逻辑电平0，4.1~5V为逻辑电平1；

标准时间周期Tick范围为3~90微秒，数据传输速度可达30kb/s。

·数据帧结构·

传感器上电后开始周期性传输数据，整体结构如下：

Sync 同步脉冲，固定56Tick；

Status/Com 状态及通讯字段，12~27 Tick脉冲，即1个Nibble（4bit）；

Data 数据段，12~162 Tick脉冲，即1~6个Nibble；

CRC 校验字段，12~27 Tick脉冲，即1个Nibble；

Pause 暂停段， 12~768 Tick脉冲。

其中可选的Pause暂停段是从SENT 2010版协议开始添加的，因为有些传感器需动态调整Tick脉冲数，从而实现Data数据段变化时保持整帧固定长度（周期）。

·Nibble数据结构·

数据以Nibble半字节（4bit）的形式传输，其值通过两个下降沿之间的长度进行编码。时间精度以1个Tick脉冲为单位，每个Nibble从下降沿开始，以低电平逻辑0状态保持至少5个Tick，直到下一个下降沿的时间决定当前的半字节值。后一个下降沿距离前一个下降沿至少相隔12Tick，至多27Tick，相隔Tick数减去12即为最终的Nibble值。Nibble值最小为0，最大为15，二进制表示时即为4bit。

·SPC协议·

Short PWM Code（SPC）模式是对 SAE 2716 定义 SENT 协议同步数据传输的加强，用于提高通信效率和进一步降低成本。无SPC功能的传感器在上电后直接连续传输数据，而 SPC 传感器（如集成NXP MPC5510系列SENT/SPC芯片）仅在接收到ECU发出触发脉冲后开始传输数据，因此ECU可以在总线上操作和选取传感器，例如通过为每个传感器分配专用长度的触发脉冲来达到寻址目的。

·数据传输模式·

数据帧传输分为快速通道和慢速通道：重要信号用快速通道单帧模式，以实现高频率的更新；非关键信号则通过慢速通道多帧传输完整信息。传感器多帧串行报文由数据帧Status/Com状态半字节的Bit 2和Bit 3定义，可以包含有关传感器的附加信息，例如静态的（类型信息…）或动态的（温度、错误代码…），具体有两种不同的数据格式：

Short Serial Message短串行报文

当状态位Bit 3值为1时，短串行报文开始传输，此后连续传输15帧状态位Bit 3值为0的报文，所以总计16帧SENT报文组合来传输附加信息。状态位Bit 2则包括串行报文ID、数据字节和4位CRC校验和。

Enhanced Serial Message增强型串行报文

采用18帧SENT报文组合来传输附加信息，起始标志是Status/Com字段Bit 3连续为1111110，且要求Status/Com字段Bit 3组合的第7、13、18位都为0。报文数据根据Status/Com字段Bit 3组合中第8位的值分成2种不同的组合模式。如果该配置位值为0，则数据长度为12位，报文ID长度为8位；如果配置位值为1，则数据的长度最大可达16位，消息ID的长度只有4位。这两种模式下CRC校验和都是6 bit。

·开发和HiL台架中SENT解决方案：

CANoe Option Sensor·

随着智能传感器SENT信号在转向、制动和新能源控制器的应用逐步增加，开发调试工具和已有HiL台架需要升级或新购扩展来满足SENT协议的仿真、分析和测试功能。Vector提供相应的软硬件满足不同应用场景。

通过可插拔的SENTPiggy灵活安装在总线通信接口卡中，满足传感器和控制器开发调试与验证所需硬件方案：

VN1640A – USB便携式设备，可支持配置2通道SENT；

VN1530/1531 – PCIe接口总线卡，可支持配置1通道SENT；

VT2710 – 集成于HiL系统的测试板卡，可支持配置4通道SENT，支持故障注入和SPC功能。

CANoe Option Sensor支持SENT通信所需各项电气、信号、初始化数据、SPC功能的直观配置GUI。配置完成后将自动生成SENT监控及激励接口对应的系统变量，可在CANoe及vTESTstudio中灵活使用，无缝集成进已有的仿真、分析以及HiL测试环境当中，实现与常规总线和其它I/O的同步应用环境。

通过模拟ECU或传感器，CANoe Option Sensor支持对协议相关数据的自由控制及修改，其中错误检测机制有助于对传感器及ECU组成的真实系统进行监测和调试。

参数化配置

实际使用中，CANoe Option Sensor的配置窗口位于Hardware – Sensors – Protocol Configuration。

对于ECU及Sensor，可随时配置其为Real或Simulated模式。同时依照协议对于通信脉冲Tick长度，ECU供电电压和各传感器的数据帧结构如Tick数、CRC校验、Pause段模式、串行通信等提供丰富的配置选项，对每个数据段信号也可单独配置Nibble数以及位置，SPC模式也可勾选配置：

配置成后，连接硬件模块与ECU或传感器对应的线束，即可建立通讯：

实时运行及离线回放时，工程师熟悉的Trace、Graphic、Data等分析窗口依然适用，且会对SENT做特定解析。

根据配置情况，将生成对应的系统变量接口，配合CAPL或vTESTstudio函数可完成协议各类信息的修改，用于仿真及HiL测试。也可使用Panel Design设计GUI，实现手动调试和监控。

配合CANoe Option Scope，可完成SENT的物理层波形抓取和解析。

责任编辑：haq