基于瑞萨RZ/T2L的HIPERFACE DSL介绍

概述
在工业自动化和智能制造快速发展的今天，编码器在各类设备中扮演着关键角色，精准的位置和速度反馈是确保系统高效、稳定运行的基础。HIPERFACE DSL作为一种先进的编码器通信协议，正逐渐成为众多工业应用的首选。HIPERFACE DSL是由SICK AG开发的串行通信协议，专为编码器与控制器之间的数据传输而设计。其中，“DSL”即“Digital Synchronous Link”（数字同步链路），突出了其高速、同步、数字化的通信特性。

基于编码器的连接特性HIPERFACE DSL的一些优势如下：
   ●符合RS485标准，传输速率为9.375M。
   ●通过双绞线与编码器进行通信连接编码器的电缆可以作为屏蔽双绞线，铺设在通往电机的供电电缆内。这意味着无需在电机和变频器上安装编码器插头连接器。
   ●变频器与电机反馈系统之间的电缆长度可达100米，且不会降低运行性能。
 

图1 配备HIPERFACE DSL的驱动系统

应用场景
HIPERFACE DSL在不同工业领域有着广泛的应用案例。在风力发电行业，风机的叶片需要根据风速和风向进行精确调整，以实现最佳的风能捕获效率。HIPERFACE DSL连接的编码器能够实时测量叶片的角度和转速，并将数据快速传输给风机控制系统。

在半导体制造领域，芯片制造设备对精度的要求达到了纳米级别。在光刻机的晶圆定位系统中，HIPERFACE DSL编码器发挥着关键作用。它能够精确测量晶圆的位置，误差控制在极小范围内，保证光刻过程中图案的精准转移。这使得芯片制造的良品率大幅提升，为半导体产业的发展提供了有力支持。

在智能仓储物流领域，自动化立体仓库中的堆垛机需要在狭窄的空间内快速、准确地存取货物。HIPERFACE DSL编码器安装在堆垛机的电机和传动机构上，实时反馈堆垛机的位置和速度信息。通过这些精确的数据，堆垛机能够实现高速、精准的运行，提高仓储空间利用率和货物存取效率。

外设介绍
外设概述
T2L集成了HIPERFACE DSL（HDSL主站），以实现编码器与HIPERFACE DSL接口之间的通信。其主要功能如下：

示例程序
关于HIPERFACE DSL我们提供了三个不同的示例：

示例1

示例1使用RZ/T2L的编码器接口，按照 HIPERFACE DSL®通信协议规范从编码器获取信息并进行显示。比如从符合HIPERFACE DSL协议的（EFM50 - 0KF0A023A）获取角度信息等数据。

图2 示例1操作环境

通过本程序进行可以进行以下处理：
   i.通过控制台输入的命令显示以下信息：    A）快速位置和安全位置    B）电机转速    C）长消息的收发结果
   ii.同步模式运行。
   iii.通过复位操作结束运行

示例2
示例2使用RZ/T2L的编码器接口，从符合 HIPERFACE DSL®通信协议规范的编码器获取包括安全数据在内的信息，并进行显示。该驱动程序包含六个部分：开启处理部分、关闭处理部分、协议初始化、位置值获取和消息传输部分，以及由回调函数构成的数据接收部分。

图3 示例2软件配置框图

示例3
示例3供您参考如何使用HIPERFACE DSL安全SPI接口。该示例是在示例2基础上增加SPI接口访问功能。为了验证本功能，软件包将同一RZ/T2L设备的SPI模块用作SPI主机。该SPI主机可访问HIPERFACE DSL SPI接口。对于其他芯片的SPI模块也可以以同样的方式使用。软件框图中绿色的部分是增加的SPI驱动和数据传输。

图4 示例3软件配置框图