前言：
主動懸架系統主要由感測器、執行器和控制器等部件組成。
其中，感測器用於感知路面情況和駕駛員需求，實現對懸架效能的實時監控，從而提高車輛的操控性、舒適性和安全性。 在感測器設計過程中，為保證資料可靠傳輸，需要一個通用介面，PSI5是針對汽車感測器而制定的通訊協議，具有抗干擾介面、與感測器相容的通訊速率，能有效保證資料傳輸。
電控空氣懸架在高階車上已經成為標配，並且憑藉國內新能源發展勢頭，也在不斷向中端車型下放，由此出現更多研發與測試的需求。
電控空氣懸架與傳統控制器懸架的區別在於，使用電磁閥替代了機械式高度閥，在主動懸架控制器下能夠快速控制調節車身至目標高度，這裡高度感測器就發揮了作用。
在懸架HIL測試中，就需要對高度感測器進行模擬。本文就將對高度感測器常用的PSI5協議模擬應用做詳細介紹。
PSI5協議全稱是外圍感測器介面5協議，因為其中等資料傳輸速率（典型速率125kbps）、高可靠性、低實現成本的特性，而廣泛應用於車輛感測器。
以下就PSI5通訊方式、模擬測試環境搭建及實際工具配置做詳細介紹。
1 PSI5通訊方式介紹
1.1 PSI5 物理層
PSI5透過雙絞線實現ECU與感測器之間供電、資料傳輸。ECU透過PSI5 收發器向感測器提供穩壓，並讀取其傳輸的資料。感測器資料透過曼徹斯特編碼格式以電流形式傳輸到ECU。如圖：
“高電流-低電流”轉換代表邏輯“1”，
“低電流-高電流”轉換代表邏輯“0”。
1.2資料鏈路層
PSI5資料傳輸格式為：2個起始位，10-28個資料位，1個奇偶校驗位或CRC校驗位
PSI5工作模式：
感測器和ECU連線拓撲主要包括：非同步連線模式（PSI5-A）、同步並行匯流排模（PSI5-P）、同步通用匯流排模式（PSI5-U）、同步菊花鏈匯流排模式（PSI5-D）。
2 環境搭建
PSI5模擬測試，可以採用VT2710板卡。它是Vector旗下的一款串列埠通訊板卡，支援PSI5、SENT等感測器通訊協議模擬。可以測試ECU與一個或多個數字感測器之間的序列通訊，還可以監控序列匯流排上的通訊，用於控制試驗檯上的外圍裝置。感測器介面PSI5和SENT的使用需要結合CANoe Option Sensor，最多支援4路感測器通道。
前期準備：
1.CANoe及Option Sensor的license；
2.VT2710板卡與PSI5/SENT piggy。
下圖為VT2710引腳定義圖，共有四路PSI5通道，真實ECU連線ECU+與ECU-，真實感測器連線Sensor+與Sensor-。
如圖：
VT2710板卡既可以模擬ECU或感測器進行通訊，也可以對真實ECU與感測器之間通訊資料進行監控與採集，還可以同時配置多個真實和模擬感測器進行聯合使用。
3通道配置
Step1:
開啟Sensor Configuration，可以選擇New From Template 透過模板新建配置
或選擇PSI5通道進行自定義配置
Step2:
將真實ECU/感測器設定成Real，將模擬裝置設定成Simulated
Step3:
點選右鍵，單通道新增多個感測器、幀時隙、訊號：
Step4:
板卡通道配置：
Assigned hardware channel:配置VT2710板卡通道
Communication mode:同步或非同步通訊模式選擇
Bit rate：通訊速率設定83/125/189kbps
Cycle time:迴圈週期時間
Step5:
ECU配置：
Sensor supply voltage:感測器供電電壓
Sync pulse sustain voltage：同步脈衝維持電壓
Sync pulse rise time：同步脈衝上升沿持續時間
Sync pulse sustain time：同步脈衝高電平持續時間
Sync pulse fall time：同步脈衝下降沿持續時間
Send current trigger level：設定觸發電流閾值
Step6:
感測器設定：
Max. startup time：感測器啟動所需要的最長時間
在感測器中匹配不同的幀時隙
Slot start time：同步脈衝結束後時隙開始的時間
Slot length：幀持續時間
Specifies the length of a time slot：當前幀開始時間
一個同步脈衝週期中設定多個幀時隙，在每個幀時隙設定不同的感測器資料。
右側根據感測器手冊配置幀格式內容及資料內容。
關於PSI5通訊引數設定就已完成，點選OK，CANoe會自動生成相關係統變數，可以進行設定與觀測PSI5通訊資料，下面為真實ECU與模擬感測器通訊過程圖：
4 其他功能
故障注入功能：VT2710板卡對PSI5提供故障注入功能：短路/斷路及電阻/電容修改，最大承載電流 250mA。
FPGA封裝高速幀：當通訊過程中需要資料響應要求過高時，並且需要動態結合前幀指令進行判斷並響應時，可以使用FPGA程式設計進行指令碼開發。VT2710預設整合可自程式設計的FPGA晶片，使用者可選VHDL語言或Intel® DSP Builder Advanced Blockset Builder進行FPGA開發。
總結：
PSI5是主要應用於汽車感測器的通訊協議。本文透過對PSI5匯流排的解析及CANoe中配置，方便更好理解ECU與感測器之間的傳輸機制，從而進行PSI5通訊測試。VT2710板卡不僅能夠實現正常訊號的模擬，而且能驗證控制器的故障注入功能，從而滿足控制器在開發過程中的測試要求。
本文對高度感測器常用的PSI5協議模擬測試應用做了詳細介紹：通訊方式解讀、模擬測試環境搭建以及實際工具使用配置等，而這些僅是懸架HIL測試的一部分，後續將分享更多應用案例。也歡迎關注我們的底盤HIL測試方案。
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