汽车传感器应用及PSI5硅验证设置简介

PSI5（外围传感器接口5）是汽车传感器应用的接口。它用于将外围传感器连接到汽车电子设备中的电子控制单元（ECU）。 PSI5的主要特点是：

双线电流接口

曼彻斯特编码数字数据传输

125kbps和189kbps的高数据传输速度

广泛的传感器电源电流

可变数据字长（10位至28位，一位粒度）

异步和同步操作以及不同的总线模式

双向通信

PSI5主站为从传感器提供预调节电压，并向正方向调制电源电压以提供同步传感器数据。从传感器到主机的数据传输是通过调制电源线上的电流来实现的。

图1.电压和电流PSI5中的调制

PSI5的验证是一项复杂的任务，因为电源和数据都存在于一条线路上。主设备通过电源线（电压调制）发送同步脉冲，通过使用电源电流调制发送信息来响应从设备。模拟和数字信息都存在于调制电流波形中。

目前，PSI5 模拟器用于验证业界的PSI5接口。这些模拟器由硬件部分和控制硬件部分的GUI组成，硬件部分与ECU或要验证的传感器通信。模拟器可以设置为用作传感器验证的ECU，或用作ECU验证的传感器，或用作分析数据和信号的分析仪。

验证传感器时，simulyzer为传感器提供电源和同步脉冲。可以通过查看GUI内范围内的信号或通过将记录的数据与预期数据进行比较来分析来自传感器的响应。模拟器检查传感器预期的响应格式，并进行CRC校验。因此，大多数测试可以使用PSI5 Simulyzer进行。

PSI5模拟器有一些限制，因为100％的测试覆盖率无法实现。这些限制包括：

电源 - 有些传感器的工作电压低至4V，但市场上的PSI5模拟器无法在4V下工作

使用PSI5接口和DSI3接口并行 - 某些传感器支持在DSI3模式下检查PSI5模式的功能。使用simulyzers无法做到这一点，这些对于PSI5和DSI3模式是不同的。

定时控制 - 模拟器可以控制定时参数，但仅在开始通信之前。通信开始后，无法更改参数。因此，不可能在运行中测试包括丢失同步脉冲和改变同步脉冲参数。

电源错误情况 - 由于在ECU和传感器通信时无法更改参数，因此产生电源 - 电压情况是不可能的。

对于自动应用，验证SoC的各种错误情况（功能/实施安全要求）以实现通过使用故障注入方法进行ASIL评级。

图2. 100％测试覆盖率的PSI5验证设置

我们的验证设置使用波形发生器和带有电流探头的示波器来验证SoC。波形发生器充当电源和数据源。波形发生器的GUI用于生成PSI5特定波形，并使用带有电流探头的示波器分析来自SoC的响应。

下面介绍了一些最关键的情况。黄色信号是来自波形发生器的命令（电压），蓝色信号是来自SoC的响应（电流）。

图3.同步脉冲与SoC响应之间的电源错误注入快照

图3显示了一种测试，其中注入供应错误以验证PSI5在这种条件下的行为。可以看出，当遇到电源欠压错误时，响应传输中止，并且SoC按预期再次传输相同的响应。使用simulyzer无法进行此测试。有必要验证此功能，因为如果PSI5因汽车供电错误而挂起或传输一些不正确的传感器数据，可能会产生误报或ECU无法检测到事故。

图4.触发PSI5一个同步脉冲的DSI命令快照

图4显示了DSI的测试（分布式系统接口）命令启用PSI5。从波形发生器发送同步脉冲，SoC用一些已知数据作出响应。再次使用simulyzer无法验证这一点，因为DSI和PSI5的模拟器不相同。

因此，为了在验证PSI5时实现100％的测试覆盖率，提出的使用波形发生器和示波器的方法需要使用电流探头和PSI5模拟器。