BiSS Interface

Mit Open Source zum Erfolg!

Innerhalb der Positionssensorik und den Systemen, die ein Motor-Feedback regeln, bedarf es des BiSS Interface. Hierbei handelt es sich um ein freies Protokoll, welches eine Kompatibilität zum Serial-Synchronous-Interface SSI hat. Bei diesem Interface handelt es sich um die Version mit den Verbesserungen der Geschwindigkeit und der Anpassung der Leitungslänge. Angewendet wird das BiSS Interface neben der Positionssensorik auch noch bei Antriebsregelungen und der intelligenten Sensorik.

Bei der Positionssensorik bezieht sich dieses Protokoll im Speziellen auf den Drehgeber und die lineare Positionssensoren, welche beiden Absolutwertgeber sind. Darüber hinaus lässt sich der Einsatzbereich auch noch auf die Robotik ausdehnen. Die Spezifikationen des BiSS Interface zeigen sich, wenn man diese Schnittstelle genauer betrachtet.

  • Die Schnittstelle kann entweder bidirektional, seriell oder synchron verlaufen. Dieses Merkmal lässt sich unter dem Punkt „Open Source“ zusammenfassen, da dieses Protokoll somit frei zugänglich für verschiedene Anschlussoptionen ist.
  • Das Lesen der Daten erfolgt zyklisch und in Echtzeit, sodass während der Kommunikation zwischen einem Controller auf der einen Seite, und den Sensoren und Aktoren auf der anderen Seite, eine Datengeschwindigkeit von bis zu 64 Bit je Slave nachgewiesen werden kann. Bei dem Slave, also dem Sklaven, der auch als Master (Meister) bezeichnet wird, handelt es sich um eine hierarchisch festgelegte Verwaltung eines jeden Zugriffs auf ein Medium oder eine Ressource, seitens der Steuerung und Regelung. Auch Problemstellungen werden durch diese Komponente bearbeitet. Dieser Punkt ist die isochrone Datenübertragung.
  • Zu den Variationen des BiSS Interface zählen der B-Modus und der C-Modus. Hierdurch zeigen sich die Einsatzmöglichkeiten der Schnittstelle innerhalb der industriellen Kommunikation. So werden Daten zum Status eines Geräts oder auch Parameter übertragen. Zudem übermittelt das BiSS Interface auch Messwerte über die Temperatur und Beschreibungen bezüglich der vorgenommenen oder durchzuführenden Konfigurationen.

BiSS Interface – Besonderheiten

Durch diese Charakteristika eignet sich das BiSS Interface zum Einsatz bei Anwendungen, die es erfordern, dass schnelle Übertragungsgeschwindigkeiten, eine hohe Sicherheit, viel Flexibilität und ein bestens herabgesenkter Realisierungsaufwand vorhanden sind. Der Aspekt der gesicherten Kommunikation geschieht über CRC. Hierbei handelt es sich um den „cyclic redundany check“, also um die zyklisch ablaufende Prüfung der Redundanz. Mit diesem Verfahren können Prüfwerte zu speziellen Daten bestimmt werden. Dies hat den Nutzen, dass Fehler, die möglicherweise während einer Übertragung oder bei dem Vorgang der Speicherung von Informationen entstehen, erkannt und behoben werden können. Nennenswert ist bei der CRC-gesicherten Kommunikation, dass es hierbei einen getrennt ablaufenden Sicherungsprozess der Sensordaten und der Steuerungsdaten gibt, wodurch das Fehlerrisiko abermals minimiert werden soll und kann. Das BiSS Interface hat sich allerdings innerhalb der Positionssensorik und der Motor-Feedback-Systeme auch durch weitere besondere Merkmale bewiesen. So werden die Sensordaten in einer kontinuierlichen Übertragung übermittelt, ohne dass es hierbei zu einer Unterbrechung des Vorgangs kommt, wenn die gleichzeitige Nutzung der Steuerungsdaten erforderlich ist. Somit können die Aktoren innerhalb des Busses auch angesteuert werden, wenn im selben Augenblick die Sensor-Datenübertragung stattfindet. Speziell der Aspekt der Standardisierung macht das BiSS Interface zu einer modernen Art des Protokolls und zu einer nützlichen Komponente bei der Informationstechnik und Industriellen Kommunikation. Denn die Standardisierung fällt wesentlich breiter aus, was auf BiSS Profile, BiSS USER DATA oder auch BiSS EDS, also das elektronischen Datenblatt, zurückzuführen ist. Zudem hebt sich nochmals die volle Kompatibilität des Protokolls am Beispiel des BiSS Identifiers hervor.

Entwicklungen von BiSS Interface innerhalb der Positionssensorik

In der Datenkommunikation, in welcher die Kommunikation seriell abläuft, wurde diese freie Schnittstelle schnell zur beliebtesten Punkt-zu-Punkt-Verbindung, da hier der Master und der Slave einfach und bidirektional miteinander verbunden werden können. Allerdings sind die Entwicklungen zu diesem Protokoll, speziell in seinem Anwendungsbereich der Positionssensorik, wesentlich weitreichender. Erstmals präsentiert wurde diese Art der Schnittstelle im Jahre 2002. Beide Versionen, also sowohl der B-Modus, als auch der C-Modus, wurden vermarket, doch da in Bezug auf die Motor-Feedback-Systeme mehr positive Resonanz für die BiSS B-Option festgestellt werden konnte, wurde die BiSS C-Variante, die sich nicht für das Motorfeedback eignet, hinten angestellt. Im vergangenen Jahr wurden dann alle Patentklassen des B-Modus fallen gelassen, zu welchen „Mode Switching by Frequency Comparison“, „Mode Switching as such“ und „Block transmission of additional uncritical data“ zählten. Zudem werden mittlerweile innerhalb der Positionssensorik Multi-Cycle-Daten überhaupt nicht mehr verwendet. Dennoch entwickelt sich BiSS als Nachfolger für die SSI Schnittstelle, da es PHY-Schaltkreis von der SSI-Schnittstelle nutzt. Somit zeigt sich also die Entwicklungsspanne des BiSS Interface von seinen Anfängen als einfache Schnittstelle, die jedoch den Vorteil der freien Nutzung ohne den Zwang der Kompatibilität vorweisen kann, bis zu der Möglichkeit als ein Nachfolger für andere Schnittstellen zu gelten. Open Source steht somit als Basis für die Entwicklung moderner Schnittstellen zur Verfügung.