飞思卡尔汽车安全气囊系统——分布式系统接口(DSI)协议

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         汽车安全气囊系统变得越来越复杂、需要探测碰撞的传感器越来越多,汽车制造商面临着既要降低成本、又要提高乘客安全的压力。飞思卡尔半导体应对这一市场需求,推出了新一代安全总线接口器件,它们具有稳健、高速的通信能力。这些接口器件为用于新车的日益增长的碰撞传感器而设计。

       新推出的接口器件是MC33784和MC33781。(图一)MC33784既可以跟有DSI通信协议的分散传感器相连,也可以跟其他有模拟或者数字信号输出的传感器相连。MC33784跟MC33781相连的那侧是DSI的框架、信号以及从传感器返回来的信号。MC33781跟MCU相连的那侧是SPI信号。

图一、飞思卡尔汽车安全气囊系统——分布式系统接口协议(DSI)全貌 

        分布式系统接口(DSI)协议是先进的汽车安全总线,它由飞思卡尔开发。DSI协议支持点到点、并行和项链网络。 DSI协议已被世界上领先的安全气囊系统制造商采纳,包括TRW公司和日本电装公司(DENSO)。 DSI产品已经生产了很多年。 DSI协议的好处就是把分散的传感器(slave)象项链似的串起来,这根总线既可通信、又可供电。(图二)传感器有四位二进制地址,在系统初始化时,每个传感器被赋予一个地址,因此总共可把15个传感器连起来(地址0000保留)。

       当主芯片(master)MC68HC55不跟传感器交流时,总线的电压是高于6V的框架电压,它对所有传感器供电。当需要通信时,总线传递的是低1.5V、高4.5V的数字信号。这时,传感器靠Hcap管脚上的电容放电维持正常工作状态。 DSI信号在每个周期内电压高的时间跟低的时间长短(duty cycle)不同,一般2/3周期低电压、1/3高电压为数字”0”,而1/3低电压、2/3高电压为数字”1”。传感器对DSI命令的响应是以总线上电流变化的形式出现的。当电流由小变大时为”1”,由大变时小为”0”。电流的变化可以被DSI接口器件比如MC33790、MC33784等转化为高或低的数字电压信号。


 图二、飞思卡尔汽车安全气囊系统——分布式系统接口协议(DSI)的早期应用 

       飞思卡尔最新的DSI接口产品应用飞思卡尔SMARTMOS8技术、以较低的通道成本提供更多通道、改善了电磁干扰( EMI )和具有更高的总线速度上限。有12家汽车原始设备制造商在他们的车辆上使用了基于DSI的系统。协同安全气囊系统的关键客户,新的MC33781和MC33784器件将整合下一代DSI协议(版本2.02) 

       飞思卡尔是包括从电子控制系统到分散式气囊模块的领先的半导体产品供应商。该公司提供的安全气囊系统,包括16位S12和32位的微控制器(MCU)、压力和加速度传感器和基于SMARTMOS技术的模拟器件。飞思卡尔在为下一代安全气囊系统供应关键半导体元件的竞争中处于有利位置。

      把安全系统集成起来,比如把撞毁前探测和电子稳定程序(ESP)传感器集群加进安全气囊的电子控制系统,将不断使系统变得更复杂,并增加一些必要的传感器。立法,客户影响和汽车市场推进着对气囊相关系统的需求。到2010年,安全气囊电子控制单元的需求将达到六千六百万单位、分散式气囊的需求将达到一亿三千二百万单位、以及安全气囊系统的总有效市场将增长至11.4亿美元。

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