三种TPL菊花链通信协议的差别
本文导读
在这个数字化时代，汽车行业正朝着智能化、电动化的方向飞速发展。而为了确保汽车电池管理系统的稳定运行，nxp推出了tpl菊花链通信协议，在电池管理系统与电池模块之间构建了一条高效、可靠的通信桥梁。
目前在nxp的afe中支持的tpl协议分别是tpl1，tpl2，tpl3。 本文将对这三种tpl协议的差别以及最新推出的tpl3在应用和设计上的优势进行探讨。
tpl信号概述
在bms系统中，如果需要使用tpl信号进行通信，则需要使用到nxp的通信隔离网关----mc33664/mc33665。
mc33664/mc33665也是一个tpl收发器。它会将来自mcu接口（spi，can等）的数据，逐位将数据转换成脉冲相位编码的差分信号，再将差分信号转发到菊花链上。同样的，来自菊花链上的tpl信号也会经过网关转译成对应mcu接口的信号，再传输到mcu处理。
图 1 tpl信号的编码
tpl相关的信号编码如图所示,tpl通信就是由这四个基本元素构成：➢ som（start of message）：传输报文的开始，当前tpl报文传输开始；
eom（end of message）：传输报文的结束，当前tpl报文传输完成；
logic 1：代表数字信号 1；
logic 0：代表数字信号 0。
图 2 tpl通信报文示例
三种tpl协议的区别
tpl1、tpl2和tpl3除了传输报文的格式上之外，总体来说区别不算太大，具体的差别点，参考下表：
表 1tpl1/2/3不同点
3.1tpl1协议报文格式
tpl1协议长度是由6个字段40个bit构成，具体组成如图3所示
图 3 tpl1协议报文格式
bit0-bit7: 循环冗余校验(8位)；
bit8-bit11: 命令字段(4位)；
bit12-bit15: 设备id字段(4位)；
bit16-bit22: 寄存器地址字段(7位)；
bit23: 主/从字段(1位)，响应中始终为1；
bit24-bit39: 寄存器数据字段(16位)。
3.2tpl2协议报文格式
tpl2协议和tpl1协议报文格式基本一致，最主要的区别在于tpl2协议的设备地址字段从4bit扩充到了6bit，可寻址的设备数就从15个设备变成了63个设备。
图 4 使用mc33664时的tpl2报文格式
bit0-bit7: 循环冗余校验(8位)；
bit8-bit9: 命令字段(2位)；
bit10-bit11: 预留字段(2位)；
bit12-bit15: 消息计数(4位)；
bit16-bit21: 设备id字段(6位)；
bit23-bit22: 预留字段(2位)；
bit24-bit30: 寄存器地址字段(7位)；
bit31: 主/从字段(1位)，响应中始终为1；
bit32-bit47: 寄存器数据字段(16位)。
需要注意的是，tpl2协议兼容mc33664和mc33665，在mc33665上的tpl2报文相较图4有些许区别。
图 5 mc33665中的tpl2协议
bit10-bit11：cadd菊花链地址(2位)。
产生这种区别是因为mc33665有着4个菊花链端口，但mc33664只有一个tpl端口。所以当使用mc33665作为隔离网关时，需要根据菊花链的地址去进行寻址，于是在原先bit10-bit11预留的数据段，改成cadd，用于寻找菊花链地址。
3.3tpl3协议报文格式
tpl3协议报文支持动态报文长度，datalen[1:0]决定了报文携带的数据长度。
图 6 四种指令的tpl3报文格式
crc: 循环冗余校验(16位)；
padded: 可选择的数据域填充，填充的数据为0000h；
data: 数据域，最高可支持8个字节的数据传输；
radd: 寄存器地址（14位）；
datalen: 指示传输的数据段长度（2位）；
msgcnt: 本地消息计数器（4位）；
dadd: 设备地址（6位）；
cadd: 菊花链地址（3位）；
madd: 同一条菊花链上的端口地址（1位）；
cmd：指示该报文需要执行的操作（2位）。
读操作请求报文中特有的数据段：
00000b：读指令中预留，该数据段的数值必须为0（5位）；
pad：指示是否需要在读指令的响应报文的数据段中添加填充数据（1位）；
resplen：指示一帧读指令的响应报文中包含几个寄存器的数据（2位）；
numreg：该次读操作指令读取的寄存器数量。
tpl3的优势
tpl3协议相较另外两种协议的优势主要有下面两点：
1.tpl3协议报文支持动态报文长度，这就使得一帧tpl报文，最多可以读/写4个寄存器的数据。同时多寄存器连续读取和写入，这样的升级使得通信的效率得到较大的提升。
2.tpl3协议的推出主要是针对着mc33665这个隔离网关进行使用的，由于加入了madd(tpl端口地址)，以及cadd（tpl菊花链地址）这两个参数，配合有着4个tpl端口的mc33665使用，可以更好的进行菊花链拓扑的管理。
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tpl信号概述
在bms系统中，如果需要使用tpl信号进行通信，则需要使用到nxp的通信隔离网关----mc33664/mc33665。
mc33664/mc33665也是一个tpl收发器。它会将来自mcu接口（spi，can等）的数据，逐位将数据转换成脉冲相位编码的差分信号，再将差分信号转发到菊花链上。同样的，来自菊花链上的tpl信号也会经过网关转译成对应mcu接口的信号，再传输到mcu处理。
图 1 tpl信号的编码
tpl相关的信号编码如图所示,tpl通信就是由这四个基本元素构成：➢ som（start of message）：传输报文的开始，当前tpl报文传输开始；
eom（end of message）：传输报文的结束，当前tpl报文传输完成；
logic 1：代表数字信号 1；
logic 0：代表数字信号 0。
图 2 tpl通信报文示例
三种tpl协议的区别
tpl1、tpl2和tpl3除了传输报文的格式上之外，总体来说区别不算太大，具体的差别点，参考下表：
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3.1tpl1协议报文格式
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bit0-bit7: 循环冗余校验(8位)；
bit8-bit11: 命令字段(4位)；
bit12-bit15: 设备id字段(4位)；
bit16-bit22: 寄存器地址字段(7位)；
bit23: 主/从字段(1位)，响应中始终为1；
bit24-bit39: 寄存器数据字段(16位)。
3.2tpl2协议报文格式
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图 4 使用mc33664时的tpl2报文格式
bit0-bit7: 循环冗余校验(8位)；
bit8-bit9: 命令字段(2位)；
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bit24-bit30: 寄存器地址字段(7位)；
bit31: 主/从字段(1位)，响应中始终为1；
bit32-bit47: 寄存器数据字段(16位)。
需要注意的是，tpl2协议兼容mc33664和mc33665，在mc33665上的tpl2报文相较图4有些许区别。
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bit10-bit11：cadd菊花链地址(2位)。
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madd: 同一条菊花链上的端口地址（1位）；
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