Simulazione di SPI a margherita per sistemi di gestione delle batterie
Cos'è il Daisy Chain SPI?
I computer e altri sistemi elettronici utilizzano le porte seriali per consentire il trasferimento di dati tra i dispositivi collegati. L'interfaccia periferica seriale (SPI) è un tipo di interfaccia di comunicazione seriale che consente il trasferimento sincrono di dati tra un dispositivo master come un microcontrollore (MCU) e uno o più dispositivi periferici (dispositivi slave). In SPI, il dispositivo master genera un segnale di clock, un segnale di selezione e un segnale di dati in ingresso (ad esempio i dati trasmessi ai dispositivi slave). Le unità slave ricevono il segnale dei dati in ingresso in sincronia con il segnale di clock mentre il segnale di selezione è attivo e generano un segnale di uscita dei dati in sincronia con il segnale di clock per la ricezione da parte dell'unità master. L'SPI è una forma di interfaccia comune nelle applicazioni automobilistiche per migliorare la flessibilità, la configurabilità e la segnalazione degli errori da parte dei componenti elettronici. L'SPI a margherita è un metodo di comunicazione seriale sincrono tra un dispositivo master e più dispositivi slave. La differenza principale rispetto all'SPI "convenzionale" è che gli slave non sono selezionati dallo slave select, ma che cambiando lo slave select a 0 logico si avvia la trasmissione e il reset dello SS la termina.
Configurazione SPI a margherita
Quando più dispositivi comunicano con lo stesso master sullo stesso bus SPI, è necessaria una configurazione SPI a margherita per mantenere le porte GPIO disponibili. Il master deve essere configurato per generare un chip select, un segnale di intestazione e più campi di indirizzo a seconda del numero di dispositivi collegati in serie. Inoltre, il master genera un segnale di clock che può essere utilizzato per trasmettere i dati in modo sincrono attraverso la catena. La figura seguente mostra che il master invia un segnale master tramite SDI1, che viene decodificato da ogni dispositivo della catena e i comandi corrispondenti vengono eseguiti.
Dettagli sull'implementazione
La configurazione tradizionale a margherita consente un numero ridotto di terminali sul dispositivo master, ma limita la larghezza di banda della comunicazione. Ad esempio, in alcune implementazioni sono necessarie due transazioni (due frame di comunicazione) per leggere da un dispositivo slave. Nei sistemi che consentono la lettura di un singolo frame, la velocità di trasmissione delle informazioni tra le unità slave collegate in serie si riduce all'aumentare del numero di unità slave. Il sistema di comunicazione seriale sincrono qui descritto utilizza la configurazione a margherita per ridurre il numero di terminali necessari sul dispositivo master, consentire la lettura di un singolo frame e fornire una velocità di trasmissione indipendente dal numero di dispositivi slave nella catena. Alcune implementazioni consentono il funzionamento con un solo dispositivo slave senza introdurre un overhead di protocollo aggiuntivo. La figura seguente mostra la struttura di trasmissione e ricezione dei dati tra master e slave.
Daisy Chain SPI nei sistemi di gestione delle batterie
In un sistema di gestione delle batterie, ci sono molti slave che monitorano le tensioni delle celle della batteria. Il BMS è composto da una scheda master per ogni stringa del pacco batterie. Il master contiene l'elaborazione dei segnali, le misurazioni, le interfacce di comunicazione e di controllo. Un modulo batteria può essere composto da un massimo di 14 celle e richiede uno slave per la misurazione della tensione e il monitoraggio della temperatura. Il collegamento tra gli slave e il master avviene tramite una catena a margherita.
Simulazione della Daisy Chain SPI con la piattaforma Promira
La piattaforma Promira è una piattaforma le cui applicazioni possono essere configurate in modo specifico dall'utente. L'ampia documentazione API rende la piattaforma Promira una scelta adatta per creare una configurazione a margherita e per simulare un sistema di gestione della batteria. La piattaforma Promira è dotata di molte caratteristiche, come la funzione GPIO e la funzione di cambio di livello integrata, che possono coprire un'ampia gamma di applicazioni. Inoltre, l'utente ha accesso al Centro di Controllo, che può essere utilizzato per caricare una sequenza di comandi tramite script batch.
Strumenti di test e misurazione SPI Daisy Chain
Strumenti di test e misurazione per Daisy Chain SPI
Poiché l'SPI Daisy Chain si differenzia dall'SPI solo per la differenza nel chip select, gli strumenti SPI possono essere utilizzati per controllare e monitorare il progetto Daisy Chain.
