SSI – Synchron Serielle Schnittstelle

Bei der Synchron-Seriellen Schnittstelle (SSI – Synchronous serial interface) handelt es sich um eine digitale Schnittstelle, die vor allem bei Weg- und Winkelmesssystemen zum Einsatz kommt. Sie eignet sich besonders für Anwendungen bei denen Wert auf Zuverlässigkeit und Signalrobustheit gelegt wird. Entwickelt wurde die SSI von der Max Stegmann GmbH, die heute zur Unternehmensgruppe von SICK gehört. Mittlerweile wird SSI auch von vielen anderen Herstellern eingesetzt. Im Unterschied zu einer parallelen Schnittstelle, bei der die Bits parallel über viele verschiedene Leitungen übertragen werden, geschieht hier die Übertragung seriell, also nacheinander.

SSI-Sensoren im Einsatz: Der autonome Mobilbagger

Im Projekt „Autonomer Mobilbagger“ kommen mehrere SSI-Sensoren, unter anderem zur Winkel- und Längenmessung, zum Einsatz

SSI – Einfacher Aufbau mit vielen Vorteilen

Der große Vorteil beim SSI liegt im einfachen Aufbau. So sind nur zwei Leitungspaare nötig, bei denen eines den Takt und das andere die Daten überträgt. In den Sensoren selbst wird nur ein Schieberegister sowie ein Monoflop zur Ansteuerung des Schieberegisters benötigt. Durch die geringe Anzahl an Kabeln kann somit der Verkabelungsaufwand sehr gering gehalten werden und die paarweise Verdrillung der Kabel sowie die synchronen und symmetrischen Takt- und Datensignale führen zu einer guten Abschirmung gegen Störeinflüsse. Ebenso ist der Verkabelungsaufwand und die Kabellänge von der Länge des Datenworts unabhängig.

Funktionsweise der Datenübertragung

Zur Übertragung der Daten aus dem Schieberegister, das dauerhaft mit dem aktuellen Sensorwert beschrieben ist, wird bei jedem Takt ein Bit des aktuellen Messwerts auf die Datenleitung gelegt. An einen Takt können dabei bis zu drei Geber angeschlossen werden, womit auch mehrere Sensoren gleichzeitig ausgelesen werden können. Im Ruhezustand befinden sich Taktleitung und Datenleitung auf dem High-Pegel. Durch einen Wechsel des Takt-Signals zu Low, werden zuerst die bitparallelen Daten des Schieberegisters kurzzeitig eingefroren. Jetzt beginnt die eigentliche Datenübertragung indem das Taktsignal wieder auf High wechselt und damit das Most Significant Bit, also das erste Bit des Datenworts übertragen wird. Die folgenden Bits werden jetzt bei jedem weiteren Pegelwechsel der Taktleitung übertragen, bis schließlich alle Bits des Datenworts übertragen sind. Anschließend kann direkt die Übertragung des nächsten Messwerts stattfinden.

Fazit

Die Synchron-Serielle Schnittstelle ist heutzutage im Bereich der Punkt-zu-Punkt Kommunikation mit Sensoren sehr weit verbreitet. Dies lässt sich vor allem auf die kostengünstige Technologie und den einfachen Aufbau zurückführen. Im Gegensatz zur Vorgängertechnologie, der parallelen Dateübertragung, besticht das SSI durch eine hohe Flexibilität, Einfachheit und, aufgrund der geringen Anzahl an Bauteilen, durch Robustheit. Darum ist die Synchron-Serielle Schnittstelle aus der heutigen industriellen Praxis nicht mehr wegzudenken.

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