本文導(dǎo)讀

在這個(gè)數(shù)字化時(shí)代，汽車行業(yè)正朝著智能化、電動化的方向飛速發(fā)展。而為了確保汽車電池管理系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，NXP推出了TPL菊花鏈通信協(xié)議，在電池管理系統(tǒng)與電池模塊之間構(gòu)建了一條高效、可靠的通信橋梁。

目前在NXP的AFE中支持的TPL協(xié)議分別是TPL1，TPL2，TPL3。 本文將對這三種TPL協(xié)議的差別以及最新推出的TPL3在應(yīng)用和設(shè)計(jì)上的優(yōu)勢進(jìn)行探討。

TPL信號概述

在BMS系統(tǒng)中，如果需要使用TPL信號進(jìn)行通信，則需要使用到NXP的通信隔離網(wǎng)關(guān)----MC33664/MC33665。

MC33664/MC33665也是一個(gè)TPL收發(fā)器。它會將來自MCU接口（SPI，CAN等）的數(shù)據(jù)，逐位將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成脈沖相位編碼的差分信號，再將差分信號轉(zhuǎn)發(fā)到菊花鏈上。同樣的，來自菊花鏈上的TPL信號也會經(jīng)過網(wǎng)關(guān)轉(zhuǎn)譯成對應(yīng)MCU接口的信號，再傳輸?shù)組CU處理。

圖 1 TPL信號的編碼

TPL相關(guān)的信號編碼如圖所示,TPL通信就是由這四個(gè)基本元素構(gòu)成：? SOM（Start of Message）：傳輸報(bào)文的開始，當(dāng)前TPL報(bào)文傳輸開始；

EOM（End of Message）：傳輸報(bào)文的結(jié)束，當(dāng)前TPL報(bào)文傳輸完成；

Logic 1：代表數(shù)字信號 1；

Logic 0：代表數(shù)字信號 0。

圖 2 TPL通信報(bào)文示例

三種TPL協(xié)議的區(qū)別

TPL1、TPL2和TPL3除了傳輸報(bào)文的格式上之外，總體來說區(qū)別不算太大，具體的差別點(diǎn)，參考下表：

表 1TPL1/2/3不同點(diǎn)

3.1TPL1協(xié)議報(bào)文格式

TPL1協(xié)議長度是由6個(gè)字段40個(gè)bit構(gòu)成，具體組成如圖3所示

圖 3 TPL1協(xié)議報(bào)文格式

Bit0-Bit7: 循環(huán)冗余校驗(yàn)(8位)；

Bit8-Bit11: 命令字段(4位)；

Bit12-Bit15: 設(shè)備ID字段(4位)；

Bit16-Bit22: 寄存器地址字段(7位)；

Bit23: 主/從字段(1位)，響應(yīng)中始終為1；

Bit24-Bit39: 寄存器數(shù)據(jù)字段(16位)。

3.2TPL2協(xié)議報(bào)文格式

TPL2協(xié)議和TPL1協(xié)議報(bào)文格式基本一致，最主要的區(qū)別在于TPL2協(xié)議的設(shè)備地址字段從4bit擴(kuò)充到了6bit，可尋址的設(shè)備數(shù)就從15個(gè)設(shè)備變成了63個(gè)設(shè)備。

圖 4 使用MC33664時(shí)的TPL2報(bào)文格式

Bit0-Bit7: 循環(huán)冗余校驗(yàn)(8位)；

Bit8-Bit9: 命令字段(2位)；

Bit10-Bit11: 預(yù)留字段(2位)；

Bit12-Bit15: 消息計(jì)數(shù)(4位)；

Bit16-Bit21: 設(shè)備ID字段(6位)；

Bit23-Bit22: 預(yù)留字段(2位)；

Bit24-Bit30: 寄存器地址字段(7位)；

Bit31: 主/從字段(1位)，響應(yīng)中始終為1；

Bit32-Bit47: 寄存器數(shù)據(jù)字段(16位)。

需要注意的是，TPL2協(xié)議兼容MC33664和MC33665，在MC33665上的TPL2報(bào)文相較圖4有些許區(qū)別。

圖 5 MC33665中的TPL2協(xié)議

Bit10-Bit11：CADD菊花鏈地址(2位)。

產(chǎn)生這種區(qū)別是因?yàn)镸C33665有著4個(gè)菊花鏈端口，但MC33664只有一個(gè)TPL端口。所以當(dāng)使用MC33665作為隔離網(wǎng)關(guān)時(shí)，需要根據(jù)菊花鏈的地址去進(jìn)行尋址，于是在原先Bit10-Bit11預(yù)留的數(shù)據(jù)段，改成CADD，用于尋找菊花鏈地址。

3.3TPL3協(xié)議報(bào)文格式

TPL3協(xié)議報(bào)文支持動態(tài)報(bào)文長度，DATALEN[1:0]決定了報(bào)文攜帶的數(shù)據(jù)長度。

圖 6 四種指令的TPL3報(bào)文格式

CRC: 循環(huán)冗余校驗(yàn)(16位)；

padded: 可選擇的數(shù)據(jù)域填充，填充的數(shù)據(jù)為0000h；

DATA: 數(shù)據(jù)域，最高可支持8個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)傳輸；

RADD: 寄存器地址（14位）；

DATALEN: 指示傳輸?shù)臄?shù)據(jù)段長度（2位）；

MSGCNT: 本地消息計(jì)數(shù)器（4位）；

DADD: 設(shè)備地址（6位）；

CADD: 菊花鏈地址（3位）；

MADD: 同一條菊花鏈上的端口地址（1位）；

CMD：指示該報(bào)文需要執(zhí)行的操作（2位）。

讀操作請求報(bào)文中特有的數(shù)據(jù)段：

00000b：讀指令中預(yù)留，該數(shù)據(jù)段的數(shù)值必須為0（5位）；

PAD：指示是否需要在讀指令的響應(yīng)報(bào)文的數(shù)據(jù)段中添加填充數(shù)據(jù)（1位）；

RESPLEN：指示一幀讀指令的響應(yīng)報(bào)文中包含幾個(gè)寄存器的數(shù)據(jù)（2位）；

NUMREG：該次讀操作指令讀取的寄存器數(shù)量。

TPL3的優(yōu)勢

TPL3協(xié)議相較另外兩種協(xié)議的優(yōu)勢主要有下面兩點(diǎn)：

1.TPL3協(xié)議報(bào)文支持動態(tài)報(bào)文長度，這就使得一幀TPL報(bào)文，最多可以讀/寫4個(gè)寄存器的數(shù)據(jù)。同時(shí)多寄存器連續(xù)讀取和寫入，這樣的升級使得通信的效率得到較大的提升。

2.TPL3協(xié)議的推出主要是針對著MC33665這個(gè)隔離網(wǎng)關(guān)進(jìn)行使用的，由于加入了MADD(TPL端口地址)，以及CADD（TPL菊花鏈地址）這兩個(gè)參數(shù)，配合有著4個(gè)TPL端口的MC33665使用，可以更好的進(jìn)行菊花鏈拓?fù)涞墓芾怼?/p>

審核編輯：湯梓紅