lin总线技术分析

LIN总线：用于车体把握的总线标准1概述2LIN数据传输3LIN在汽车中的应用2023/11/711概述LIN(LocalInterconnectNetwork)是一种低本钱的串行通讯网络，用于实现汽车中的分布式电子系统把握，LIN的目标是为现有汽车网络(例如CAN总线)供给帮助功能。因此，LIN总线是一种帮助的总线网络，在不需要CAN总线的带宽和多功能的场合，比方智能传感器和制动装置之间的通讯。2023/11/72本地互连网络(LIN)是一种用于汽车中分布电子系统的新型低本钱串行通讯系统，它是现有汽车多重传输网络的补充。LIN瞄准一些低端应用，在这些应用中每个节点的通讯本钱都必需大大低于CAN而且不需要CAN的高性能、高带宽和多功能。LIN相对于CAN的本钱节省主要是由于承受单线传输、硅片中硬件或软件的低实现本钱和无需在附属节点中使用石英或陶瓷谐振器。2023/11/73LIN实现了一种具有本钱效益的智能传感器和执行器的通讯方式。这种通讯是基于串行通讯接口(SCI)数据格式、单宿主/多从概念、单线12V总线和没有稳定时间基的节点的时钟同步。低端多路通讯的汽车标准不久前才消逝。承受这个标准，汽车制造商及其供给商能以特殊经济的方式创立、实现和处理简洁的分层化多路复用系统。2023/11/74LIN总线本钱低的缘由LIN相对于CAN的本钱节省主要是由于承受单线传输、硅片中硬件或软件的低实现本钱和无需在附属节点中使用石英或陶瓷谐振器。这些优点是以较低的带宽和受局限的单宿主总线访问方法为代价的。2023/11/75LIN网络的构造lin网络由一个主节点和多个从节点组成。主节点主任务从任务主节点主任务从任务从节点1从任务从节点n从任务…2023/11/76除了宿主节点的命名之外，LIN网络中的节点不使用有关系统设置的任何信息。我们可以在不要求其它附属节点转变硬件和软件的状况下向LIN中增加节点。2023/11/77LIN节点构造LIN线路接口承受+UARTLINRXTXLIN节点通信媒介〔铜线〕LINUART集成在微把握器部件中Lin节点拥有线路接口〔LIN标准〕以便同其他LIN电控单元之间处理信息数据。还有一局部是协议把握器〔集成在微把握器中〕。2023/11/78通讯概念LIN包含一个宿主节点和一个或多个附属节点。全部节点都包含一个被分解为发送和接收任务的附属通讯任务，而宿主节点还包含一个附加的宿主发送任务。在实时LIN中，通讯总是由宿主任务发起的。宿主节点发送一个包含同步中断、同步字节和消息识别码的消息报头。附属任务在收到和过滤识别码后被激活并开头消息响应的传输。响应包含两个、四个或八个数据字节和一个检查和(checksum)字节。报头和响应局部组成一个消息帧。2023/11/79LIN总线是单线，通过从电池正极Vbat的端接电阻向导线或总线供电。总线收发器是ISO9141标准的一个增加实现。该总线可以承受两个互补的规律电平：接近于地的电压显性值(dominantvalue)表示规律“0”，电压接近于电池供电电压的隐性值(recessivevalue)表示规律“1”。该总线的端接局部使用1k(在宿主节点)和30k(在附属节点)的上拉电阻。附属节点的端接电容通常为220pF。2023/11/710

如上文所述，LIN网络基于主从节点构架而形成网络拓扑构造。主节点需要向从节点发出周期性的检测信号，检测结果由从节点反响给主把握器。其中周期依据大事检测的实时性要求而设定。

如图二所示，LIN的信号由一个由主任务供给的标头〔Header〕和由从任务处理的响应局部〔Response〕构成。标头包含一个13位的同步间隔字段〔SynchBreakField〕、一个由主任务产生的同步字段〔SynchField〕，以及一个辨识字段〔IdentifierField〕。其中每一个字节字段都以串行位元组方式发送，起始位的第一位为“0”，而终止位为“1”。由主任务执行的信号标头会依整个LIN丛集的进度表准备每个信号的传输时间，以确保数据传输确实定性及避免网络超载的危急。在LIN网络中只有主节点承受晶体振荡器来为系统供给准确的根本时钟，此时钟会嵌入上述的同步字段中，让从任务能与主节点时序同步。LIN信号的响应局部包含一个数据域位〔DataFiled〕，长度为2/4/8个字节，和一个长度为一个字节的验证字段〔ChecksumField〕。LIN网络架构

2023/11/711图二LIN信号构造示意图2023/11/712

LIN总线中数据借助报文帧来传输，报文帧由报文头和响应组成。

报文头只能由主机任务发送，它包括同步间隔场、同步场和标识符场三个局部。同步间隔场为至少13个连续的显性位〔低电平〕，它标志着一个报文帧的开头。其后为同步场，同步场规律值为0x55，从机节点利用同步场来实现与主机节点的同步。标识符场紧跟在同步场之后，长度为一个字节。标识符场中低6位为标识符位，共可组成64个标识符，其中60个用作一般报文传输、两个用作诊断帧、一个用作用户定义帧、一个留作LIN扩展用。标识符后两位为奇偶校验位。

标识符指出当前帧的内容，从机节点据此来确定自己是否应当对当前帧做出响应、做出何种响应。2.LIN数据传输2023/11/713响应由从机任务发送，它由数据场和校验和场组成。数据场由报文帧所携带的数据组成，长度为一到八个字节。报文帧的最终为校验和场，长度为一字节，LIN1.3及其以前的标准版本中规定校验和场仅对数据场作校验，称为传统校验和，LIN2.0标准中规定校验和场校验范围包括数据场和标识符场，称为增加校验和。一个完整的报文帧如以下图。图LIN报文帧2023/11/714LIN信息传输过程

LIN从机向主机传输数据示如以下图，整个过程在主机的协调下进展。从机向主机传输数据

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LIN主机向两个或两个以上的从机发送数据如以下图，整个过程在主机的协调下进展。主机向两个或两个以上的从机发送数据2023/11/716

从机和从机之间传输数据如以下图，整个过程在主机的协调下进展。从机和从机之间传输数据2023/11/7173LIN在汽车中的应用现以车门LIN网络为例介绍LIN总线设计的一般方法。车门把握LIN网络的构造及其在车门上的布置如右图所示，该网络由主机节点、后视镜从机节点、摇窗机从机节点、门锁从机节点构成。车门把握LIN网络LIN总线系统实例1：车门2023/11/718主机节点采集本地各把握开关的状态并承受CAN总线上的远程信息，据此产生把握指令，并将指令转换为LIN报文帧通过LIN网络发送给相应从机节点，从机节点接收到与自己相关的报文帧后对报文帧进展拆封、解读，然后依据获得的指令把握相应的执行器动作，从而实现对车门各部件的把握。同时，在需要时从机节点分别将其把握部件所处状态反响给主机节点，主机节点再将该状态信息通过指示灯或喇叭供给应驾驶员或通过CAN总线发送给其他把握单元。主机节点也作为本LIN网络与上层CAN网络连接的网关。a.主机节点b.从机节点LIN主机节点和从机节点CAN/LIN网关2023/11/719主机节点主要由把握器、电源、把握按钮、LIN接口、CAN接口和指示灯几局部组成。后视镜从机节点主要由把握器、电源、LIN接口、执行器驱动单元和执行器如后视镜调整电机、除霜加热器等组成。a.主机节点b.从机节点CAN/LIN网关2023/11/720LIN总线系统实例：镜子镜子功能可被集成到一个或更多个LIN附属节点上。这些功能包括：镜子上下、进出马达把握；加热；水坑灯；转向灯；削减刺眼现象(电镀彩色镜，ECM)等。带CAN接口和USART/增加USART的高性能8位把握器应能满足宿主节点的需求。存储器需求和封装尺寸要求取决于软件功能、CAN软件堆栈和硬件I/O需求。在这个例子中，附属节点功能可由低性能8位把握器实现。2023/11/721LIN网络在车镜把握上的应用2023/11/722LIN和系统要求那么LIN是如何满足对低功耗、低系统本钱、功能增加甚至削减汽车总重量的要求呢？首先它可以便利地用软件实现LIN协议，该协议不需要单片机赐予过多的硬件支持，通过使用一个简洁的USART或增加型USART就可以实现。USART支持诸如自动波特率检测等功能，这意味着在LIN应用中可以使用一个简洁的质优价廉的8位单片机。还有一个优点就是LIN在协议层不需要简洁的操作系统，不多的软件开销还使得设计人员能够