本发明专利技术涉及一种基于FPGA处理器的PSI5信号模拟装置，包含电源模块、通讯接口、FPGA处理器、同步脉冲阈值设定模块、同步脉冲识别模块、电流设定模块、电流信号输出模块、故障注入模块和传感器接口模块，其中，同步脉冲识别模块与传感器接口模块经故障注入模块相连接；电源模块用于接入车载蓄电池以转化为装置所需的各种数字电压；同步脉冲阈值设定模块和同步脉冲识别模块电连接，同步脉冲识别模块用于接收ECU发出的同步脉冲并与同步脉冲阈值设定模块的阈值电压进行比较之后输出TTL电平至FPGA处理器；电流设定模块与电流信号输出模块电连接，电流信号输出模块用于将电流设定模块设定的信号电流输出至传感器接口模块。由此，本发明专利技术能低成本地实现ECU仿真测试。明能低成本地实现ECU仿真测试。明能低成本地实现ECU仿真测试。
【技术实现步骤摘要】
一种基于FPGA处理器的PSI5信号模拟装置
[0001]本专利技术属于控制器仿真测试
，具体涉及一种基于FPGA处理器的PSI5信号模拟装置。
技术介绍
[0002]PSI5(Peripheral Sensor Interface)协议是一种开放标准，基于用于外设气囊传感器的现有传感器接口，目前已经在数百万个气囊系统中得到验证。这种传感器的数据可通过双线接口同时进行同步和异步传输。PSI5通信协议的技术特性和低实施成本，使它同样适合许多其他汽车传感器应用。
[0003]传感器(Sensor)与ECU使用1对双绞线进行连接，ECU对传感器的供电和双向数据传输均通过双绞线完成，通讯速率有125kbps和189kbps两种可选。当传感器向ECU传输数据时，低电流为传感器静态消耗电流，高电流由传感器内部调制产生，采用曼彻斯特编码。
[0004]如图1所示，在同步模式中，ECU在向传感器供电的基础上，周期性发送一个高电平电压信号作为同步脉冲(Sync Pulses)。各传感器在检测到同步脉冲后，按照预先配置的时隙(Time Slot)发送各自的电流信号以传输数据。
[0005]在汽车电子控制器(ECU)仿真测试领域，需要通过硬件仿真技术模拟PSI5传感器信号，以实现ECU相关功能的测试。但是现实中，PSI5协议仿真模拟难度较高，且信号电气特性较为复杂，所以目前很多仿真测试不得不通过机械结构结合真实的传感器，实现对应场景的测试，这种测试方案成本较高，且控制较为复杂，不利于ECU仿真测试。
技术实现思路
[0006]本专利技术的目的是提供一种基于FPGA处理器的PSI5信号模拟装置，以低成本地实现ECU仿真测试。
[0007]为了解决上述技术问题，本专利技术公开了一种基于FPGA处理器的PSI5信号模拟装置，包含电源模块、通讯接口、FPGA处理器、同步脉冲阈值设定模块、同步脉冲识别模块、电流设定模块、电流信号输出模块、故障注入模块和传感器接口模块，所述FPGA处理器分别与所述电源模块、所述同步脉冲阈值设定模块、所述同步脉冲识别模块、电流设定模块、电流信号输出模块和所述故障注入模块电连接，所述同步脉冲识别模块与所述传感器接口模块经故障注入模块相连接；
[0008]所述电源模块用于接入车载蓄电池以转化为模拟装置所需的各种数字电压；
[0009]所述同步脉冲阈值设定模块和同步脉冲识别模块电连接，所述同步脉冲识别模块用于接收ECU发出的同步脉冲并与所述同步脉冲阈值设定模块的阈值电压进行比较之后输出TTL电平至FPGA处理器；
[0010]所述电流设定模块与电流信号输出模块电连接，所述电流信号输出模块用于将所述电流设定模块设定的信号电流经所述故障注入模块输出至所述传感器接口模块。
[0011]进一步地，所述同步脉冲阈值设定模块包括Boost升压电路和数字电位计，所述
Boost升压电路的输入电压为所述车载蓄电池电压，所述Boost升压电路的输出电压连接在所述数字电位计的输入端，所述FPGA处理器与所述数字电位计的电阻调节端电连接；
[0012]所述同步脉冲识别模块包括滤波电路和比较器电路，所述滤波电路的输入端接入ECU发出的同步脉冲，所述滤波电路的输出端与所述比较器电路中的一输入端电连接，所述比较器电路中的另一输入端与所述数字电位计的输出端电连接。
[0013]进一步地，所述电流设定模块包括多个串联的电流设定电路，每一个所述电流设定电路均包括并联的精密电阻和开关器件。
[0014]进一步地，所述开关器件为继电器或者MOS管。
[0015]进一步地，所有所述精密电阻的阻值按照从小到大排列呈倍数为2的递增关系。
[0016]进一步地，所述精密电阻和开关器件的串联数量均为16个，所有所述精密电阻的最小阻值为1欧姆。
[0017]进一步地，所述故障注入模块包括连接在传感器与ECU之间的第一功率开关、连接在蓄电池负极与ECU之间的第二功率开关、连接在蓄电池正极与ECU之间的第三功率开关以及连接在外部故障源与ECU之间的第四功率开关。
[0018]本项专利技术以FPGA处理器通过通讯接口接收PC端上位机的控制，通过同步脉冲阈值设定模块调节同步脉冲的参考电压阈值以识别ECU发出的同步脉冲，通过电流设定模块设定信号电流大小并进行输出至传感器接口模块，以模拟出PSI5信号，可以广泛应用于各种汽车电子控制器的测试，无需实车测试，降低了测试成本，减少了测试时间，提高了测试的一致性和重复性，可安全进行各种极限测试且易于控制；而且，在各种模式下，信号电流连续可调，可适用各种不同的传感器接口；在同步模式下，同步脉冲的参考电压阈值可调，提高了模拟装置的适用性，从而低成本地实现ECU仿真测试。
附图说明
[0019]图1为各传感器检测到的同步脉冲和所发出的电流信号的示意图；
[0020]图2为本实施例中一种基于FPGA处理器的PSI5信号模拟装置的整体框架示意图；
[0021]图3为本实施例中同步脉冲的生成示意图；
[0022]图4为本实施例中同步脉冲阈值设定模块的电路示意图；
[0023]图5为本实施例中同步脉冲识别模块的电路示意图；
[0024]图6为本实施例中电流设定模块的电路示意图；
[0025]图7为本实施例中故障注入模块的电路示意图；
[0026]图8为本实施例中一种基于FPGA处理器的PSI5信号模拟装置的执行流程示意图。
[0027]标号说明：
[0028]100、一种基于FPGA处理器的PSI5信号模拟装置；101、电源模块；102、通讯接口；103、FPGA处理器；104、同步脉冲阈值设定模块；105、同步脉冲识别模块；106、电流设定模块；107、电流信号输出模块；108、传感器接口模块；109、故障注入模块；
[0029]1041、数字电位计；
[0030]1051、低通滤波模块；1052、比较器；
[0031]1061、信号放大电路。
具体实施方式
[0032]下面通过实施例对本专利技术做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
[0033]应当理解，本文所使用的诸如“具有”，“包含”以及“包括”术语并不排除一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。
[0034]实施例一
[0035]如图2至图8所示所示，一种基于FPGA处理器的PSI5信号模拟装置100，如图2所示，包含电源模块101、通讯接口102、FPGA处理器103、同步脉冲阈值设定模块104、同步脉冲识别模块105、电流设定模块106、电流信号输出模块107、故障注入模块109、传感器接口模块108，FPGA处理器103分别与电源模块101、同步脉冲阈值设定模块104、同步脉冲识别模块105、电流设定模块106、电流信号输出模块107和故障注入模块109电连接，同步脉冲识别模块105和电流信号输出模块107经故障注入本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于FPGA处理器的PSI5信号模拟装置，其特征在于，包含电源模块、通讯接口、FPGA处理器、同步脉冲阈值设定模块、同步脉冲识别模块、电流设定模块、电流信号输出模块、故障注入模块和传感器接口模块，所述FPGA处理器分别与所述电源模块、所述同步脉冲阈值设定模块、所述同步脉冲识别模块、电流设定模块、电流信号输出模块和所述故障注入模块电连接，所述同步脉冲识别模块与所述传感器接口模块经故障注入模块相连接；所述电源模块用于接入车载蓄电池以转化为模拟装置所需的各种数字电压；所述同步脉冲阈值设定模块和同步脉冲识别模块电连接，所述同步脉冲识别模块用于接收ECU发出的同步脉冲并与所述同步脉冲阈值设定模块的阈值电压进行比较之后输出TTL电平至FPGA处理器；所述电流设定模块与电流信号输出模块电连接，所述电流信号输出模块用于将所述电流设定模块设定的信号电流经所述故障注入模块输出至所述传感器接口模块。2.如权利要求1所述的一种基于FPGA处理器的PSI5信号模拟装置，其特征在于，所述同步脉冲阈值设定模块包括Boost升压电路和数字电位计，所述Boost升压电路的输入电压为所述车载蓄电池电压，所述Boost升压电路的输出电压连接在所述数字电位计的输入端，所述FPGA处理器与所述数字电位计的电阻调节...
【专利技术属性】
技术研发人员：张永光，毛子通，杨杭杰，
申请(专利权)人：杭州迪为科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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