绝对值编码器接口：SSI、BISS、Hiperface、EnDat之间的差异

绝对编码器可以通过并行或串行通讯、现场总线或基于以太网的协议（如 EtherCAT）与控制器通信。在这些接口选项中，串行通信是要比并行通信更简单的解决方案（并行通信需要每位输出都是使用一对双绞线），并且非常适合在没有复杂到需要现场总线或基于以太网的协议的应用中。在这里，我们将看看目前四种最常见的绝对值编码器串行接口之间的差异：SSI、BiSS、Hiperface DSL 和 EnDat 2.2。

SSI：同步串行接口

顾名思义，SSI是一种同步协议，这意味着数据通过控制器提供的时钟信号或脉冲从编码器同步传输到控制器。编码器输出可以是二进制或格雷码，每个时钟脉冲传输1 bit，单圈编码器的标准字长为13 bits，多圈编码器的标准字长为25 bits。

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Fig.1 SSI编码器接口很简单，只有四根用于通信的线（数据的双绞线和时钟信号的双绞线）和两根用于电源的线。

根据RS-422标准，同步串行接口使用两对双绞线进行通信：一对用于差分数据信号，一对用于差分时钟信号。还有两根线用于为编码器供电。时钟频率或数据传输速率最高可达1.5 MHz，实际具体频率取决于线缆的长度。为了确保数据的完整性，一些SSI编码器支持多次传输（也称为“多路径”或“循环移位”传输），在这种传输中，相同的数据被传输多次，控制器比较传输的数据以确保它们匹配。

Biss：双向同步串行接口

双向同步串行接口是一种开放协议，与SSI类似，数据传输由来自控制器的时钟信号同步，使用Biss协议，时钟速率可达10 MHz。Biss依然使用两对双绞线：一对用于差分数据信号，一对用于差分时钟信号。此外再加上两根用于电源的线。

与仅支持单向通信的SSI不同，Biss支持双向通信，这意味着控制器可以读取和写入编码器中的非易失性存储器，其中寄存器包含编码器标识信息。Biss编码器还可以根据需要向控制器发送温度等数据。与SSI相比，Biss的另一个独特功能在于，在每个数据周期内，主机确定并补偿任何传输延迟，允许数据传输速率高达10 Mbps。

BiSS的最新版本是BiSS-C（C = Continuly），该接口通常简称为“BiSS”。

Fig.2 BiSS允许双向通信，因此使用两根线与控制器（MA+和MA-）进行通信，使用两根线与编码器（SL+和SL-）进行通信，外加两根电源线。

与SSI编码器不同，Biss编码器可以点对点或通过总线连接。当通过总线连接时，来自所有编码器的数据在一个连续的帧中被时钟（同步）到主站，而不是单独传输。Biss还使用了循环冗余校验（CRC）进行错误检查，这是一种比多次传输更可靠的方法。还有一个Biss安全接口，符合IEC61508 SIL 3标准的安全应用。

Hiperface DSL

Hiperface DSL，即HIgh PERformance InterFACE Digital Servo Link高性能数字伺服链路接口，最初是由SICK 开发的专有接口。然而，在 2016 年，SICK 通过许可模式“开放”了接口，允许其他制造商将该技术集成到其产品中。

与其Hiperface前身不同，Hiperface DSL是一种全数字协议，仅使用两根线进行双向通信和编码器电源，与电机电源线捆绑在一起（尽管需要变压器来提高共模噪声的抑制）。这样做的好处是无需在电机和控制器之间单独对编码器进行连接。Hyperfaces DSL符合RS-485标准，数据传输速率为9.375 Mbaud。数据可以周期的传输（尽可能快）或与控制器时钟同步传输。

Fig.3 Hiperface DSL包括用于位置反馈、参数交换、过程数据、安全位置和状态监测（SensorHub）数据的通道，所有这些都通过两根线（可集成到电机电缆中）来传输。

Hiperface DSL架构还包括用于传输电机参数数据、状态监测数据和集成安全运动的通道，数据通过两根数字通信线传输。这种冗余和错误检查使Hiperface DSL接口符合SIL3安全标准。

EnDat 2.2

海德汉的编码器数据或EnDat 2.2接口是一种同步的双向的标准，它使用四根线进行通信：两根线用于差分数据，两根线用于差分时钟信号。此外在加上两根用于电源的线和两根用于电池缓冲或并行电源的线。EnDat 2.2可以提供高达2 MHz的时钟频率，在某些型号上，对传播延迟的额外补偿使高达16 MHz的频率成为可能。

由于Hiperface DSL已经成为一个“开放”接口，EnDat现在是唯一一个保持专有的绝对值编码器串行接口（应该注意的是，原始的Hiperface协议也仍然是专有的）。