基于 T2L 的 HIPERFACE DSL：工业编码器通信的新选择

在当今工业自动化和智能制造迅猛发展的大背景下，编码器在各类工业设备中所起的作用愈发关键。精准的位置和速度反馈是保障工业系统高效、稳定运行的基石。HIPERFACE DSL 作为一种先进的编码器通信协议，正凭借其独特的优势，逐渐成为众多工业应用的理想之选。

HIPERFACE DSL 是由 SICK AG 开发的串行通信协议，专门为编码器与控制器之间的数据传输而精心设计。其中，“DSL” 即 “Digital Synchronous Link”（数字同步链路），这一名称充分凸显了其高速、同步、数字化的卓越通信特性。

基于编码器的连接特性，HIPERFACE DSL 具备诸多显著优势。它完全符合 RS485 标准，传输速率高达 9.375M，能够实现快速、稳定的数据传输。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，这一设计巧妙地避免了在电机和变频器上安装编码器插头连接器的麻烦，不仅简化了安装流程，还降低了成本。此外，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，大大提高了系统的灵活性和适用性。

图 1 配备 HIPERFACE DSL 的驱动系统

HIPERFACE DSL 在不同的工业领域都有着广泛且成功的应用案例。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、精准地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，确保风机始终处于最佳运行状态。

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 编码器发挥着至关重要的作用。它能够精确测量晶圆的位置，将误差控制在极小范围内，保证光刻过程中图案的精准转移，从而大幅提升芯片制造的良品率，为半导体产业的发展提供了强有力的支持。

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，有效提高仓储空间利用率和货物存取效率。

RZT2L 集成了 HIPERFACE DSL（HDSL 主站），以实现编码器与 HIPERFACE DSL 接口之间的通信。其主要功能丰富多样，具有 2 道通信能力，采用 HIPERFACE DSL 协议，传输速率最大可达 9.375Mbaud。它具备安全功能，安全通道 1 接口可选择通过 SPI 在内部总线访问或外部 MCU 访问，支持安全应用，且可使用该 MPU 在普通应用中实现；安全通道 2 接口由外部 MCU 通过 SPI 访问；不支持 SensorHub SPI PIPE 接口；还具备系统诊断功能、快速位置功能等。同时，它还有自由运行模式和同步模式，能够提供状态和错误信息、事件寄存器、在线状态、电机反馈系统状态摘要以及电机反馈系统错误信息等，并可实施安全措施。

示例程序

关于 HIPERFACE DSL，我们提供了三个不同的示例。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。例如，从符合 HIPERFACE DSL 协议的（EFM50 - 0KF0A023A）获取角度信息等数据。通过本程序可以进行以下处理：通过控制台输入的命令显示快速位置和安全位置、电机转速、长消息的收发结果；实现同步模式运行；通过复位操作结束运行。

图 2 示例 1 操作环境

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 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

HIPERFACE DSL 通信协议凭借其出色的性能和广泛的应用场景，在工业领域展现出了巨大的潜力和价值。随着工业自动化和智能制造的不断发展，相信 HIPERFACE DSL 将会在更多的领域得到应用和推广。