磁気エンコーダTLE5012B その2

以前にInfineon製の磁気エンコーダTLE5012Bについて

紹介しました。

TLE5012Bの問題点はSPIインタフェース互換のSSCという通信方式で

MOSIとMISOが1つで双方向に通信を行います。

前回はMOSIとMISOに抵抗を挟んで通信しましたが、

STM32のHALライブラリにはSSCに対応したHalf Duplexモードがあるため、

そちらを使用して通信してみました。

CubeMXではHalf Duplex Masterとして設定します。

配線ではMISOは使用せず、
MOSIのみで双方向に通信します。

1本のみの通信のため、抵抗値を0にしています。

コードは下記の通りです。

uint16_t GetEncPos(){

　uint8_t    sData[6];
  uint8_t rData[6];
  uint8_t rCRCBuff[12];
  uint16_t res;

　HAL_GPIO_WritePin(ENC_CS1_GPIO_Port, ENC_CS1_Pin,0);//CS

　sData[0]=0x80;sData[1]=0x21;
　HAL_SPI_Transmit(&hspi1,sData,2,500);

　sData[0]=0x00;sData[1]=0x00;sData[2]=0x00;sData[3]=0x00;
　rData[0]=0;rData[1]=0;rData[2]=0;rData[3]=0;

　for(int i=0; i<1; i++)asm("nop");//Point

　HAL_SPI_Receive(&hspi1,(uint8_t*)&rData,4,500);

　HAL_GPIO_WritePin(ENC_CS1_GPIO_Port, ENC_CS1_Pin,1);//CS

　uint8_t rCRC;//CRC from Recieve data
  uint8_t dCRC;//Calc CRC from Data

   rCRCBuff[0]=0x80;
   rCRCBuff[1]=0x21;
   rCRCBuff[2]=rData[0];
   rCRCBuff[3]=rData[1];

   rCRC=rData[3];
   dCRC=GetCRC8(rCRCBuff, 4);//CRC check
   
    if(rCRC!=dCRC){
        ENC_Err_Count++;
        return 0;
    }
 
　res =(rData[0]<<8)+rData[1];
　return  0x7FFF&res;

}

uint8_t GetCRC8(uint8_t *buff, size_t size )
{
    uint8_t crc=0xFF;
    uint8_t i;

    while(size--){
        crc^= *buff++;
        for(i=0;i<8;i++){
            crc=crc&0x80?(crc<<1)^0x1d:crc<<1;
        }

    }
    return (~crc)&0xFF;
}

以前紹介したコードとの差はHalf Duplex Masterのため、

HAL_SPI_TransmitReceiveを使用せずに

HAL_SPI_ReceiveとHAL_SPI_Transmitを使用している点です。

自動的にMOSIの入出力がHALライブラリ内で切り替わります。

また、SafetyWordのCRCチェックを行っています。

実際に高速で通信した際に

角度読み出しコマンド実行後にすぐに角度を読み出すと、

正しい値を返さない現象が発生しました。

Infineonのフォーラムでも同じような不具合のディスカッションがされており、

角度読み出しコマンド実行後に10us待ってから読み出すことが重要なようです@2MHz

実際にFullDuplexMasterで以前紹介したようなMOSIとMISOを使用する配線で

10us待つためには

sData[0]=0x80;sData[1]=0x21;

HAL_SPI_TransmitReceive(&hspi1,sData,rData,2,200);
sData[0]=0x00;sData[1]=0x00;sData[2]=0x00;sData[3]=0x00;
rData[0]=0;rData[1]=0;rData[2]=0;rData[3]=0;
HAL_SPI_Receive(&hspi1,(uint8_t*)&rData,4,200);

とすると丁度良い待ち時間になりました。

通信クロックに関して、

FullDuplexMasterではSPIクロック最大2MHz、

HalfDuplexMasterではSPIクロック最大4MHzという結果でした。

8MHzではビット読み違いが多発し、CRCチェックで値が落ちて通信できませんでした。

最終的に値取得周期は

TLE5012Bが2個、FullDuplexMaster@2MHzで約120us

TLE5012Bが2個、HalfDuplexMaster@4MHzで約100us

という結果となりました。

値読み出しコマンドとSafetyWord分の通信が必要なため、

1回の通信で8bit x 6回の通信が必要です。

SafetyWordを読み込まない場合でも8bit x 4回の通信が必要です。

TLE5012Bは内部更新周期42.7usで読み出すためには

SPIクロックを8MHzにしてなんとか実現可能なレベルということが分かりました。

AMS社のAS5048Aでは8bit x 2回の通信で済むため、

比べると通信量が多いことが分かります。

安さと15bit分解能、フィルタ内蔵というのは良いですが

SSCインタフェース、通信量の多さ、

角度読み出しコマンド後の待機時間の曖昧さには要注意です。