MR2 BiSS編碼器外掛模組

今天來跟大家說明一下BiSS傳輸介面,其架構最初是由德國公司iC-Haus所提出,目前多數人使用的是BiSS C (BiSS Continuous Mode)BiSS是一個開源、免費授權、等時距、快速且安全的串列傳輸介面,提供控制器 (Controller)、感測器 (Sensor)、制動器 (Actuator)彼此之間雙向(Bidirectional)且即時 (Real time)的傳輸方式,其硬體配置與工業標準SSI (Serial Synchronous Interface)相容,目前多應用在需要高傳輸速度、高安全性且具彈性的工業控制場域,如機械手臂、運動控制、馬達位置訊號回授等。以下是BiSS的特色:


  • 主從架構 (Master-Slave)

  • 同步、連續的資料傳輸

  • 高速循環 (使用RS422時可達10 MHz,使用LVDS時可達100 MHz)

  • 具有延遲補償 (Line delay compensation)

  • 考量感測器訊號擷取時間 (Delayed ack time)

  • 安全保護 (CRC、Errors、Warnings)

  • Point-to-point架構或Bus架構


Point-to-point架構


Bus架構



BiSS封包格式

BiSS是一種基於週期的串列傳輸方式,一個完整的傳送週期又稱一個BiSS frame,而每個傳送週期會傳送兩種訊號:Single Cycle Data (SCD)Control Data (CD)

  • SCD用於傳送感測器訊號 (Sensor data, SD),以編碼器來說就是Single-turn (ST) Multi-turn (MT) 的位置與圈數資料,傳送方向為Slave→Master

  • CD則用於Master存取Slave的暫存器 (Register),用以獲取更多Slave的相關資料,每個週期僅傳送一個bit,故CD訊號是由多個BiSS frame所組成


" 只要提供您手上的BiSS編碼器規格書,我們的BiSS外掛模組就可以模仿出這個編碼器的MT、ST訊號格式!"



BiSS暫存器

BiSS最大的優點之一就是可以在傳送感測器訊號 (SD)時,同時傳送控制訊號 (CD),使控制器不用中斷接收SD但又可以同時獲取其他資料。控制訊號用於Master請求Slave回應特定訊息,也就是存取Slave的暫存器,這是由於Salve裝置通常具有非揮發記憶體如EEPROM,可以用來儲存許多重要的資料,如該裝置的狀態或是Electronic datasheet (EDS)BiSS暫存器的位址可參考下表。

BiSS暫存器位址定義


" 只要提供您手上的BiSS編碼器規格書,我們的BiSS外掛模組也可以模仿出這個編碼器的暫存器定義!"



EDS (Electronic datasheet)

EDS是描述該BiSS裝置的屬性和操作條件,就像是這個裝置的規格書,通常區分為兩個部分:Common partSpecific part,其中Common part包括了如Clock頻率、Timeout長度、Delay time長度、Channel長度、CRC多項式與初始值等等;而Specific part則包含了該裝置的詳細規格,您可至下列網址查看更多有關編碼器的規格書說明

(https://biss-interface.com/c/downloads/biss-eds-and-profile-definitions/)

當我們在看編碼器規格書時,常常會看到其支援的協議為SSI、Unidirectional BiSS、Bidirectional BiSS,我們就將這三個最常見的協議做了一個整理,只要掌握以下的區分,您也可以立即挑選出一個最適合您工作場域的BiSS編碼器。

常見協議規格整理



註1: 延遲補償 (Line delay compensation) Master計算MA第二個上升緣到Ack的第一個下降緣的 時間進行補償,此效果在訊號線較長時會很明顯

註2:考量感測器訊號擷取時間 (Delayed ack time) Master等待Start bit的這段時間,主要是有 些感測器會需要較長的時間擷取訊號,如ADC轉換




" 凱登智動的BiSS外掛模組可以完整支援以上三種通訊協議,僅需提供我們您正在使用的BiSS編碼器規格書,就能搭配MR2主機來進行快速的開發與驗證!"
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