本文導讀

在這個數字化時代，汽車行業正朝著智能化、電動化的方向飛速發展。而為了確保汽車電池管理系統的穩定運行，NXP推出了TPL菊花鏈通信協議，在電池管理系統與電池模塊之間構建了一條高效、可靠的通信橋梁。

目前在NXP的AFE中支持的TPL協議分別是TPL1，TPL2，TPL3。 本文將對這三種TPL協議的差別以及最新推出的TPL3在應用和設計上的優勢進行探討。

TPL信號概述

在BMS系統中，如果需要使用TPL信號進行通信，則需要使用到NXP的通信隔離網關----MC33664/MC33665。

MC33664/MC33665也是一個TPL收發器。它會將來自MCU接口（SPI，CAN等）的數據，逐位將數據轉換成脈沖相位編碼的差分信號，再將差分信號轉發到菊花鏈上。同樣的，來自菊花鏈上的TPL信號也會經過網關轉譯成對應MCU接口的信號，再傳輸到MCU處理。

圖 1 TPL信號的編碼

TPL相關的信號編碼如圖所示,TPL通信就是由這四個基本元素構成：? SOM（Start of Message）：傳輸報文的開始，當前TPL報文傳輸開始；

EOM（End of Message）：傳輸報文的結束，當前TPL報文傳輸完成；

Logic 1：代表數字信號 1；

Logic 0：代表數字信號 0。

圖 2 TPL通信報文示例

三種TPL協議的區別

TPL1、TPL2和TPL3除了傳輸報文的格式上之外，總體來說區別不算太大，具體的差別點，參考下表：

表 1TPL1/2/3不同點

3.1TPL1協議報文格式

TPL1協議長度是由6個字段40個bit構成，具體組成如圖3所示

圖 3 TPL1協議報文格式

Bit0-Bit7: 循環冗余校驗(8位)；

Bit8-Bit11: 命令字段(4位)；

Bit12-Bit15: 設備ID字段(4位)；

Bit16-Bit22: 寄存器地址字段(7位)；

Bit23: 主/從字段(1位)，響應中始終為1；

Bit24-Bit39: 寄存器數據字段(16位)。

3.2TPL2協議報文格式

TPL2協議和TPL1協議報文格式基本一致，最主要的區別在于TPL2協議的設備地址字段從4bit擴充到了6bit，可尋址的設備數就從15個設備變成了63個設備。

圖 4 使用MC33664時的TPL2報文格式

Bit0-Bit7: 循環冗余校驗(8位)；

Bit8-Bit9: 命令字段(2位)；

Bit10-Bit11: 預留字段(2位)；

Bit12-Bit15: 消息計數(4位)；

Bit16-Bit21: 設備ID字段(6位)；

Bit23-Bit22: 預留字段(2位)；

Bit24-Bit30: 寄存器地址字段(7位)；

Bit31: 主/從字段(1位)，響應中始終為1；

Bit32-Bit47: 寄存器數據字段(16位)。

需要注意的是，TPL2協議兼容MC33664和MC33665，在MC33665上的TPL2報文相較圖4有些許區別。

圖 5 MC33665中的TPL2協議

Bit10-Bit11：CADD菊花鏈地址(2位)。

產生這種區別是因為MC33665有著4個菊花鏈端口，但MC33664只有一個TPL端口。所以當使用MC33665作為隔離網關時，需要根據菊花鏈的地址去進行尋址，于是在原先Bit10-Bit11預留的數據段，改成CADD，用于尋找菊花鏈地址。

3.3TPL3協議報文格式

TPL3協議報文支持動態報文長度，DATALEN[1:0]決定了報文攜帶的數據長度。

圖 6 四種指令的TPL3報文格式

CRC: 循環冗余校驗(16位)；

padded: 可選擇的數據域填充，填充的數據為0000h；

DATA: 數據域，最高可支持8個字節的數據傳輸；

RADD: 寄存器地址（14位）；

DATALEN: 指示傳輸的數據段長度（2位）；

MSGCNT: 本地消息計數器（4位）；

DADD: 設備地址（6位）；

CADD: 菊花鏈地址（3位）；

MADD: 同一條菊花鏈上的端口地址（1位）；

CMD：指示該報文需要執行的操作（2位）。

讀操作請求報文中特有的數據段：

00000b：讀指令中預留，該數據段的數值必須為0（5位）；

PAD：指示是否需要在讀指令的響應報文的數據段中添加填充數據（1位）；

RESPLEN：指示一幀讀指令的響應報文中包含幾個寄存器的數據（2位）；

NUMREG：該次讀操作指令讀取的寄存器數量。

TPL3的優勢

TPL3協議相較另外兩種協議的優勢主要有下面兩點：

1.TPL3協議報文支持動態報文長度，這就使得一幀TPL報文，最多可以讀/寫4個寄存器的數據。同時多寄存器連續讀取和寫入，這樣的升級使得通信的效率得到較大的提升。

2.TPL3協議的推出主要是針對著MC33665這個隔離網關進行使用的，由于加入了MADD(TPL端口地址)，以及CADD（TPL菊花鏈地址）這兩個參數，配合有著4個TPL端口的MC33665使用，可以更好的進行菊花鏈拓撲的管理。

審核編輯：湯梓紅