主动悬架系统主要由传感器、执行器和控制器等部件组成。其中，传感器用于感知路面情况和驾驶员需求，实现对悬架性能的实时监控，从而提高车辆的操控性、舒适性和安全性。在传感器设计过程中，为保证数据可靠传输，需要一个通用接口，PSI5是针对汽车传感器而制定的通信协议，具有抗干扰接口、与传感器兼容的通信速率，能有效保证数据传输。
01 PSI5整体介绍
PSI5协议（Peripheral Sensor Interface）是一种广泛应用于汽车电子领域的双向数字通信协议，主要用于传感器与电子控制单元（ECU）之间的数据传输。其优势在于低功耗、高抗干扰性以及低成本，特别适合用于安全气囊、压力传感器等对实时性和可靠性要求极高的场景。
1.物理层
PSI5通过双绞线实现ECU与传感器之间供电、数据传输。ECU通过PSI5 收发器向传感器提供稳压，并读取其传输的数据。传感器数据通过曼彻斯特编码格式以电流形式传输到ECU。
传感器和ECU连接拓扑主要包括：异步连接模式（PSI5-A）、同步并行总线模式（PSI5-P）、同步通用总线模式（PSI5-U）、同步菊花链总线模式（PSI5-D）。
2. 数据链路层
PSI5数据传输格式为：2个起始位，10-28个数据位，1个奇偶校验位或CRC校验位。
在同步模式中,ECU在向传感器供电的基础上,周期性发送一个高电平电压信号作为同步脉冲。各传感器在检测到同步脉冲后,按照预先配置的时隙(TimeSlot)发送各自的电流信号以传输数据。
当串行报文(SerialMessage)通道位设置为2个位长度时,串行报文将通过18个连续的帧进行传输,一般用于更新周期要求不高的数据。
3. 应用层
数据范围：对于在数据域A中传输的10位数据,PSI5规范将其分为3个部分:
-480至+480(0x1E0-0x220)为传感器实际输出信号值;
-512至-481(0x200-0x20F)为块(Block)ID及数据,用于传输初始化数据;
+481至+511(0x1E1-0x1FF)为状态及错误报文。
对于数据域A中大于10位数据的低位部分以及数据域B,不受该数据范围划分影响。
传感器初始化：
在每次上电或重置后,需在发送任何有效的传感器数据之前发送其初始化辨识信息。
初始化一般分为3个阶段。
阶段1:传感器启动,无数据发送;
阶段2:发送ID+初始化数据信息,同时传感器进行自检;
阶段3:发送传感器自检结果。初始化完成后即可传输正常数据以及传感器自检的状态信息。
02 PSI5传感器模拟
在悬架系统开发中，提前验证传感器与 ECU 的通信逻辑是缩短周期的关键。
图 1 PSI5传感器模拟与解析闭环测试架构
1. 通道复用技术
单个物理通道可虚拟6个独立传感器，128通道系统即可模拟768节点超大规模网络。
2. 动态行为建模
内置温度漂移、信号衰减、噪声注入等多种故障模型，支持蒙特卡洛随机仿真。
3. 时序精准控制
采用FPGA硬件时间戳机制，实现士10ns级信号同步，满足ASIL D级功能安全验证需求。
03 PSI5信号解析与调试
物理层信号解码：实时显示电压波形、脉宽调制(PWM)特征及信号完整性指标。
协议层数据解析：自动提取传感器ID、测量值、状态标志等结构化信息。
应用层语义还原：支持用户自定义脚本将原始数据转换为工程单位(如kPa、℃)。
04 PSI5在汽车悬架系统中的核心应用
1. 极端工况覆盖。
并行模拟激光雷达、毫米波雷达、惯导模块的PSI5数据流，构建雨雪强光干扰等复杂场景。
2.仿真测试
硬件在环（HIL）仿真：模拟传感器信号，复现实车路况（如颠簸路面加速度波形），提前验证 ECU 通信逻辑。
故障注入与容错测试：可模拟线束短路、断路等故障，测试 ECU 对异常信号的处理能力。
核心优势：
05 总结
PSI5 协议凭借其高效的通信机制和高可靠性，成为主动悬架系统的核心技术。其模拟与解析技术支持全流程实验室验证，加速传感器与 ECU 的协同开发。随着汽车智能化发展，PSI5 将进一步赋能悬架系统与自动驾驶的深度融合，推动车辆操控性、舒适性与安全性的全面提升。