SPI信号与SSI信号的比较

SPI信号与SSI信号的比较i.SPI信号SPI接口的全称是SerialPeripheralInterface,意为串行外围接口，是Motorola首先在其MC68HCXX系列处理器上定义的SPI接口主要应用在EEPROM、FLASH、实时时钟、AD转换器，还有数字信号处理器和数字信号解码器之间SPI接口是在CPU和外围低速器件之间进行同步串行数据传输，在主器件的移位脉冲下，数据按位传输，高位在前，低位在后，为全双工通信，数据传输速度总体来说比I2C总线要快，速度可达到几Mbps,SPI信号传输线少，电路简单，并可多个链式选通而节省接口资源。虽然SPI有以上优点，然而它一般只用电路板上的信号传输，在真正的产品信号传输中却很少用到，原因主要是其抗干扰能力差SPI采用的是单端非平衡的传输方式，即传输的数据位的电压电平是以公共地作为参考的。在这种传输方式中，对于已进入信号中的干扰是无法消除和减弱的。而信号在传输过程中总会受到干扰，而且距离越长干扰越严重，以致于信号传输产生错误。在这种条件下，信号传输就变得毫无意义了。另外，由于单端非平衡传输方式以公共地作为参考点，地线作为信号回流线，因此也存在信号电流。当传输线两端的系统之间存在交流电位差时，这个电位差将直接窜到信号中，形成噪声干扰。所以，为了解决抗干扰问题，通常采用平衡传输balancetransissi方式，这里采用比较常见的RS422另外，SPI信号的硬件接口为单端非平衡性器件，信号地与电源共地，对于外界较大的感应冲击电压的影响下，较易由地引入反向感应电压的冲击而较易损坏硬件。作为工业用编码器，须通过各种EMC（电磁兼容性）试验才能作为正式产品，但SPI的信号无法通过EMC，因此是不能用SPI作为编码器信号接口输出的。2RS422简介RS422标准是RS2的改进型，全称是“平衡电压数字接口电路的电气特性”。它使用两根线之间的电压差来代表逻辑电平，通常称之为双绞线。它是一种平衡传输，任何噪声或干扰都会同时影响两根双绞线中的每一根，但对二者之间的差异影响很小，这种现象称为共模抑制。所以RS422可以在更远的距离上以更快的速度传输数据，其抗干扰能力远强于RS2、2SPI等非平衡传输方式。RS48信号是在RS422的基础上的改进，其对于差分电压的范围更大，差分特性更明显，其最大传输距离约12，最大传输速度可达1Mbs但是由于线路过长造成损耗，其传输速率会随着距离的增加而下降。RS422与RS48信号为国际电工协会确认的工业标准的串行信号。3SSI信号工业旋转编码器标准的同步串行信号SynchronousSerialInterface，由两组RS422差分信号组成，一组由接收信号端控制器发送开始中断的时钟脉冲，触发编码器设备返回另一组数据信号，每一个时钟周期对应一位数据，在接收端控制器中“同步”读取。普遍认同的通讯规约：设备在时钟的第一个下降沿准备数据，在随后的时钟上升沿开始发送数据，MSB（最高有效位）开始，连续发送至数据的LSB（最低有效位）后保持0（低）电平等待时钟的稳态,如果时钟没有给出稳态电平，设备重新发送一遍数据串行输出分同步与异步界面，同步就是发送指令与数据是同步的，这样就是指令（时钟）走一对电缆，数据走一对电缆，SS只是同步串行界面的简称，国际上并没有统一的标准，以德国海德汉、SM（现合并为S）为主的绝对值编码器厂商使用的差分、中断时钟同步的SS标准作为绝对值编码器SS输出的主流，一些厂家与其相似，但仍然有细微的差别，国内厂家往往不够了解，以为SS都是一样的，等买来连接起来才发现不对，或者在家里连接的都好的，到了现场连接就不稳定,或工作一段时间之后不稳定（由于对其细小差别的不了解，或因现场因素、或一段时间之后器件的细小变化而产生了变化）。国外厂家出于商业目的，往往要求配置其推荐的后续设备，而对于自行选定或开发的后续设备，除非有很大的量，一般是不确定支持的。国内如自行开发SS信号传感器或SS接收设备，应对各种SS的细微差别充分的了解，如不了解，往往会在家连的好好的，到了现场就经常不稳定,此为在SS信号的细节上没有处理好。同步串行信号的发展：SS信号是最简单的串行信号，同时，其信号的可靠性就较低，需要在发送-接收做相应的可靠性处理，随着运动控制速度要求越来越高，或数据可靠性要求越来越高，但是“同步串行”信号真正的在更高速或干扰情况下，其实已经不是“同步”了，为此同步串行信号增加了很多新的内容，如海德汉的，SM的，以及欧洲一线编码器联盟的Bs这些信号特点都是传输速度快，为避免传输速度快而产生的错码概率，而增加了循环校验码，并可以读取编码器内部的工作寿命、工作温度、光学读头可靠性等信息，这类编码器目前都是连接其专用的接口，成本较高，主要在高速运动控制中使用。S信号为国际电工协会标准的工业级信号，SS由组S信号构成，其同样符合工业级标准，为此，可作为工业级编码器信号接口标准。4S与SS的混淆几年前，国外某芯片厂家在国内推广其编码器专用芯片时，国内推广人员错误地将S信号与编码器的标准的SS信号混淆了（同为时钟同步信号而造成误解），并提供了时序图以“SS”来说明，以至于国内用户对于S与SS的不同性的模糊认知，事实上该芯片厂家已经更正为S的说明，但是国内市场上仍然有将SP故意混淆为编码器的SS信号来推销编码器的情况。以下图就是几年前国外某芯片厂家提供的S信号图，但其错误地标示为“SS”。