SSI Encoders

동기 직렬 인터페이스
동기 직렬 인터페이스(SSI)는 마스터(예: 컨트롤러)와 슬레이브(예: 센서) 간의 산업용 애플리케이션에 널리 사용되는 직렬 인터페이스 표준입니다.
클럭은 마스터(컨트롤러)에 의해 구동되고 데이터 라인은 슬레이브(센서)에 의해 구동됩니다. 작동하지 않을 때 클록과 데이터 라인은 모두 하이입니다. 위치 값은 최상위 비트(MSB)부터 시작하여 제어 시스템의 클록 신호에 동기적으로 전송됩니다. 클록 시퀀스의 클록 신호가 처음으로 하이에서 로우로 변경되는 즉시(그림 1A), 센서 데이터는 전송 내에서 변경되지 않도록 고정(래치)됩니다. 클록 신호의 다음 상승 에지(그림 1B) 전환으로 전송은 최상위 비트(MSB)로 시작됩니다. 클록 신호의 다음 상승 에지 전환으로 다음 비트가 데이터 라인의 출력에 설정됩니다. 최하위 비트(LSB)가 이동된 후 클록 신호의 마지막 상승 에지 전환(그림 1C)으로 인해 데이터 라인이 낮음(전송 종료)으로 전환됩니다.

일시 정지 시간
클럭의 마지막 하강 에지 이후, 데이터 라인은 전송 타임아웃(이전 출판물에서는 모노플롭 타임이라고도 함)이라고 하는 일정 시간 동안 낮은 상태를 유지합니다. 이는 슬레이브가 데이터 전송이 완료되었음을 깨닫는 데 필요한 최소 시간입니다. tm 이후, 데이터 라인은 유휴 상태로 설정되고(그림 1D) 슬레이브는 데이터 업데이트를 시작합니다. 해당 시간 내에 클록 신호(데이터 출력 요청)가 수신되면 동일한 데이터가 다시 전송됩니다(다중 전송 참조). 최소 일시 정지 시간은 20us이고 최대 일시 정지 시간은 제한되지 않습니다.
그림 1: SSI 전송

전송 중단
전송은 인코더로 전송되는 클록 신호를 중단하여 언제든지 중단될 수 있습니다. 일시 중지 시간이 지나면 데이터 값이 업데이트되고 인코더는 데이터를 전송할 준비가 됩니다. 더 이상 중지 명령이 필요하지 않으며 잘못된 명령을 보내서 인터페이스를 손상시킬 가능성도 없습니다.

SSI 전송 이진 데이터 표현
데이터 표현은 인코더 제조업체를 통해 표준화되지 않았습니다. 이진 코드의 가장 일반적인 데이터 표현은 왼쪽 정렬 데이터입니다. 즉, 데이터는 MSB로 시작하는데, 이는 멀티턴 인코더의 경우 가장 높은 비트(그림 2 위) 또는 싱글턴 인코더의 경우 가장 높은 비트(그림 2 아래)입니다.
그림 2: SSI 전송 데이터 표현 이진 코드
Mxx – 멀티턴 인코더의 회전 데이터를 나타냅니다. 25비트
Sxx – 싱글턴 인코더의 각도 데이터를 나타냅니다. 13비트

그레이 코드 데이터 표현
인코더 데이터는 때때로 그레이 코드로 표현됩니다. 이 코드에서는 "Tannenbaum-format"이라는 표현이 여전히 꽤 일반적입니다. 이 표현에서 처음 12비트는 멀티턴 데이터(회전)를 나타내고, 두 번째 13비트는 싱글턴 데이터를 나타냅니다. 데이터는 13 Clk 사이클에 중심을 두고 있습니다. (그림 3)에서 예를 찾아보세요.
그림 3: SSI 전송 데이터 표현 그레이 코드

다중 전송/링시프트
데이터 무결성을 보장하기 위해 동일한 데이터를 여러 번 전송하고 수신된 값을 비교할 수 있습니다. 이 절차는 종종 다중 전송 또는 링시프트라고도 합니다. 다중 전송을 달성하는 순서는 전체 데이터 워드를 수신한 후 클록 신호를 계속 보내는 것입니다(그림 4 A). 단일 "0" 바이트 후에 데이터는 다시 MSB로 시작합니다. 다중 전송은 전송된 클록 신호에서 멈추는 것만으로 단일 전송과 동일한 방식으로 종료됩니다. 주의: 모든 인코더 모델이 다중 전송 기능을 지원하는 것은 아닙니다.
그림 4: SSI 다중 전송

물리 및 케이블링
물리적 전송은 EIA-422(RS-422) 표준에 따라 실현되며, 이는 구성 요소의 가용성을 보장하고 산업 환경에서도 안정적인 전송을 보장합니다. 이점은 다음과 같습니다.
최대 1200m(4000피트)의 긴 전송 거리
차동 전송은 노이즈 내성을 증가시킵니다.
넓은 공통 모드 범위는 마스터와 슬레이브 간의 접지 전위 차이를 허용합니다.

RS422 표준을 준수하는 꼬인 쌍 케이블을 사용하는 것이 좋습니다. 최대 보드 속도는 케이블 길이에 따라 달라지며, 다음 값을 가이드로 사용할 수 있습니다.

팁과 힌트
13비트 싱글턴 해상도 이상의 인코더를 연결하는 방법은?
컨트롤러는 종종 13비트 싱글턴 해상도로 제한됩니다. 더 높은 싱글턴 해상도(예: 16비트)의 인코더를 연결하려면 컨트롤러를 25비트 멀티턴 모드로 사용하고 컨트롤러의 스케일링 기능을 사용해 보세요.