一種實(shí)用的LIN協(xié)議驅動(dòng)器的設計與實(shí)現

　　引言

　　LIN總線(xiàn)作為CAN總線(xiàn)的有效補充，在低端車(chē)身電子領(lǐng)域替代CAN總線(xiàn)，既能滿(mǎn)足功能要求，又能節約成本，在對成本更加敏感的國產(chǎn)車(chē)上得到大規模應用。不同于CAN總線(xiàn)有專(zhuān)門(mén)的協(xié)議驅動(dòng)器，用戶(hù)不用管理底層的通信而直接進(jìn)行應用程序的編寫(xiě)[1]，LIN總線(xiàn)沒(méi)有專(zhuān)門(mén)的協(xié)議驅動(dòng)器，一般需要在SCI模塊的基礎上用軟件實(shí)現其底層通信，筆者為某國產(chǎn)車(chē)設計了一款LIN主節點(diǎn)產(chǎn)品，結合LIN 2.0規范，首先介紹下LIN協(xié)議驅動(dòng)器的功能，然后從數據鏈路層、應用層兩個(gè)方面介紹協(xié)議驅動(dòng)器的關(guān)鍵設計技術(shù)。

　　驅動(dòng)器功能

　　LIN規范定義了數據格式、報文格式以及基于時(shí)間片的調度通信機制，作為L(cháng)IN主節點(diǎn)，需要實(shí)現的功能包括：

　　1、報文的封裝和發(fā)送、接收和解析，根據報文格式填充/提取ID和數據;

　　2、通信管理，以調度表的方式控制時(shí)間片的輪轉和相應幀的發(fā)送;

　　3、網(wǎng)絡(luò )管理，休眠和喚醒;

　　LIN總線(xiàn)采取8N1的SCI數據格式，協(xié)議驅動(dòng)器在SCI的基礎上以軟件的形式實(shí)現。軟件就是“數據+操作”[2]，作為一個(gè)可復用、移植性強的軟件模塊，其數據結構和API函數的設計是軟件模塊設計的兩個(gè)重要組成部分，下面從數據鏈路層和應用層兩個(gè)方面介紹下協(xié)議驅動(dòng)器的數據結構設計和API函數設計。

　　數據鏈路層

　　數據鏈路層主要實(shí)現LIN報文的發(fā)送及接收，報文格式如圖1所示。

　　LIN報文由報文頭+響應組成，報文頭包括同步間隔、同步字段和標識符三個(gè)部分，其中同步間隔為10 bit 0，同步場(chǎng)為0x55，標識符唯一標識該報文;響應包括數據和校驗兩個(gè)部分，報文數據長(cháng)度由應用層設計指定，也可以認為由標識符唯一指定，校驗和包括經(jīng)典校驗和和增強型校驗和兩種方式，均采用帶進(jìn)位加法進(jìn)行計算，不同之處在于經(jīng)典校驗和只對數據做校驗，而增強型校驗和的校驗數據中含有標識符，診斷報文采用經(jīng)典校驗和，其它報文采用增強型校驗和。

　　由于LIN物理層為單線(xiàn)通信，且采取一種多從的時(shí)間片輪轉方式，不存在CAN總線(xiàn)的競爭總線(xiàn)問(wèn)題[3]，所以L(fǎng)IN節點(diǎn)發(fā)送數據可以回讀到同樣的數據，其報文的發(fā)送和接收可以統一在SCI的接收中斷中，以狀態(tài)機的形式實(shí)現[4]，狀態(tài)對應報文的各個(gè)組成部分，狀態(tài)機跳轉條件便是數據接收中斷。根據LIN報文結構，設計如下形式的結構體：