LIN總線(xiàn)技術(shù)及應用——概述(一)

下圖所示是LIN網(wǎng)絡(luò )的拓撲結構，LIN網(wǎng)絡(luò )是一個(gè)單主節點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò )，在這個(gè)網(wǎng)絡(luò )中有且只能有一個(gè)主節點(diǎn)（master node），從節點(diǎn)（slave node）的通信都是依靠主節點(diǎn)來(lái)調度的，詳細的內容在之后發(fā)布的文章中我們會(huì )繼續介紹。

下圖所示是LIN總線(xiàn)的通信模型，如圖一共分為四層，底層是物理層，主要是定義了線(xiàn)纜和LIN觸發(fā)器，第二層是數據鏈路層，主要負責報文幀的處理，第三層是傳輸層，主要是信號交互和網(wǎng)絡(luò )層的報文處理，最頂層是應用層。

如下圖所示是一個(gè)簡(jiǎn)單的汽車(chē)的網(wǎng)絡(luò )架構，其中有CAN總線(xiàn)、LIN總線(xiàn)以及MOST總線(xiàn)等等，LIN總線(xiàn)也是構建汽車(chē)網(wǎng)絡(luò )的一個(gè)重要組成部分。

大致了解了LIN總線(xiàn)，現在讓我們來(lái)說(shuō)說(shuō)LIN總線(xiàn)的起源吧。

LIN(Local Interconnect Network)協(xié)會(huì )成立于1998年。

• 成立時(shí)的主要成員：

5家整車(chē)廠(chǎng)：Audi, BMW, DaimlerChrysler, Volvo, VW

1家半導體制造商：Motorola（LIN總線(xiàn)的規范由摩托羅拉發(fā)布）

1家工具提供商：Mentor Graphics

• 目前的主要成員：

5家整車(chē)廠(chǎng)：Audi, BMW, DaimlerChrysler, Volvo, VW

1家半導體制造商：Freescale

1家工具提供商：Mentor Graphics

LIN聯(lián)盟（即LIN協(xié)會(huì )）一直在努力將LIN總線(xiàn)推廣為ISO國際標準。如今，雖然LIN聯(lián)盟已經(jīng)解散了，LIN總線(xiàn)卻一步步成為了通用的ISO國際標準。

根據ISO官網(wǎng)上資料，目前LIN總線(xiàn)協(xié)議的ISO標準還在發(fā)展中并未發(fā)布，協(xié)議為ISO17987，從ISO17987-1到ISO17987-7已經(jīng)有7個(gè)部分在編；已經(jīng)發(fā)布了的是一個(gè)關(guān)于LIN的UDS診斷協(xié)議ISO14229-7。

那么LIN總線(xiàn)為何會(huì )出現呢?

——LIN總線(xiàn)的主要目的在于提供一種低成本的車(chē)用總線(xiàn)，從而形成對CAN總線(xiàn)的補充。

——LIN總線(xiàn)已經(jīng)廣泛地被世界上的大多數汽車(chē)公司以及零配件廠(chǎng)商所接受，有望成為公認的A類(lèi)網(wǎng)絡(luò )標準。

接下來(lái)介紹一下LIN總線(xiàn)的主要特點(diǎn)。

• 功能簡(jiǎn)單，實(shí)時(shí)性低

• 成本低

• 傳感器/執行器級的總線(xiàn)

• 基于UART數據格式、主從結構、單線(xiàn)12V

• 串行通信

• 開(kāi)放、不需要使用費和版稅

下面這個(gè)圖說(shuō)明了CAN總線(xiàn)和LIN總線(xiàn)的關(guān)系，在一個(gè)汽車(chē)的網(wǎng)絡(luò )中，LIN總線(xiàn)一般是掛在CAN總線(xiàn)下面的，它們通過(guò)網(wǎng)關(guān)聯(lián)系起來(lái)，完成信息交互，這個(gè)網(wǎng)關(guān)也相當于LIN網(wǎng)絡(luò )的主節點(diǎn)，可以調度LIN的其他的從節點(diǎn)。

LIN協(xié)議版本概述

如下表格是LIN協(xié)議的版本以及發(fā)布時(shí)間，不同版本之間也增添了很多新的內容。其中，LIN1.3和LIN2.0是使用最多的版本。

SAE J2602是美國機動(dòng)工程師協(xié)會(huì )的LIN標準， 建立在LIN 2.0的基礎之上，但是，降低了LIN 2.0規范的一些軟件單元的復雜性，以努力縮短LIN從節點(diǎn)所需要的嵌入式軟件代碼長(cháng)度并降低其復雜度。

下面這個(gè)時(shí)間軸是LIN協(xié)議的發(fā)布時(shí)間以及增加的內容。

LIN規范組成

• LIN物理層規范

描述了LIN總線(xiàn)的物理層，包括位傳輸速率，時(shí)鐘容錯范圍等

• LIN協(xié)議規范

描述了LIN總線(xiàn)的數據鏈路層

• LIN診斷和配置規范

描述了如何在數據鏈路層之上提供診斷信息和節點(diǎn)配置服務(wù)

• LIN應用程序接口（API）

描述了網(wǎng)絡(luò )和應用程序之間的接口，包括診斷模塊

• LIN配置語(yǔ)言規范（LDF）

介紹了LIN配置文件的格式。LIN配置文件用于配置整個(gè)網(wǎng)絡(luò )，并作為OEM和不同網(wǎng)絡(luò )節點(diǎn)的供應商之間的通用接口，同時(shí)可作為開(kāi)發(fā)和分析工具的一個(gè)輸入

• LIN節點(diǎn)能力描述語(yǔ)言規范（NCF）

介紹了描述從機節點(diǎn)的語(yǔ)言格式，LIN集群設計工具可以使用NCF文件自動(dòng)地生成LIN描述文件

• LIN傳輸層規范

描述了傳輸最高能達到4095個(gè)字節數據的方法

• LIN診斷規范

描述了從機節點(diǎn)所支持的診斷服務(wù)類(lèi)型，診斷服務(wù)都使用傳輸層