本地互連網(wǎng)(LIN)協(xié)議

LIN協(xié)議

LIN是一個(gè)基于通用SCI（UART）字節詞接口的單線(xiàn)串行通信協(xié)議。LIN也可以用軟件等效代碼或純狀態(tài)機執行。LIN網(wǎng)絡(luò )中的媒介接入是由主節點(diǎn)控制的，這樣就不需要從節點(diǎn)仲裁或沖突管理，從而保證了信號傳輸（參見(jiàn)圖2）沒(méi)有最糟情況的延遲時(shí)間。
LIN的主要特性包括：
--低成本單線(xiàn)執行
--基于VBAT的增強型ISO9141
--速度高達20Kbps（由于EMC的限制）
--單主節點(diǎn)和多從節點(diǎn)概念
--沒(méi)有仲裁需求
--基于通用UART/SCI接口硬件的低成本硅實(shí)現
--從節點(diǎn)自行同步，無(wú)需晶體或壓電陶瓷
--顯著(zhù)減少了硬件平臺的成本
--保證信號傳輸的延遲時(shí)間
--可預知的系統

　　LIN的一個(gè)特殊特性是同步機制，它允許由從節點(diǎn)進(jìn)行時(shí)鐘恢復，而無(wú)需晶體或壓電陶瓷。線(xiàn)驅動(dòng)器和接收器的規范遵循某種增強的ISO9141單線(xiàn)標準。最高傳輸速度是20kbps，這是電磁兼容性（EMC）和時(shí)鐘同步要求所致。

　除了主節點(diǎn)的命名外，LIN網(wǎng)絡(luò )中的節點(diǎn)不使用任何與系統配置有關(guān)的信息。節點(diǎn)可以增加到LIN網(wǎng)絡(luò )中，而無(wú)需改變其他從節點(diǎn)的硬件或軟件。LIN網(wǎng)絡(luò )的典型大小為12個(gè)節點(diǎn)（盡管這是不受限制的），這是由于少量的64個(gè)標識符和比較低的傳輸速度所致。時(shí)鐘同步、UART通信的簡(jiǎn)單和單線(xiàn)媒介是LIN具有成本效益的主要因素。

通信概念

　　LIN網(wǎng)絡(luò )由一個(gè)主節點(diǎn)和一個(gè)或更多的從節點(diǎn)組成。所有節點(diǎn)都包括一個(gè)分為發(fā)送和接收任務(wù)的從節點(diǎn)通信任務(wù)，而主節點(diǎn)包括一個(gè)附加的主節點(diǎn)發(fā)送任務(wù)。主動(dòng)LIN網(wǎng)絡(luò )中的通信總是由主節點(diǎn)任務(wù)開(kāi)始的。

　主節點(diǎn)發(fā)送一個(gè)由同步中斷、同步字節和信息標識符組成的信息報頭。正好一個(gè)從任務(wù)在接收和過(guò)濾標識符時(shí)被激活，然后開(kāi)始傳輸信息響應。該響應包括兩個(gè)、四個(gè)或八個(gè)數據字節和一個(gè)校驗和字節。報頭和響應部分形成一個(gè)信息幀。

　　信息標識符表示信息的內容，而不是目的文件。這個(gè)通信概念可以實(shí)現各種方法的數據交換：從主節點(diǎn)（使用其從任務(wù)）到個(gè)一個(gè)或更多從節點(diǎn)，從一個(gè)從節點(diǎn)到主節點(diǎn)和/或其他從節點(diǎn)。直接在從節點(diǎn)開(kāi)始將信號發(fā)送到從節點(diǎn)，而無(wú)需通過(guò)主節點(diǎn)進(jìn)行路由是可能的，或從主節點(diǎn)將信息廣播到網(wǎng)絡(luò )中的所有節點(diǎn)。信息幀的順序是由主節點(diǎn)控制的。主節點(diǎn)時(shí)序幀中的信息數目、順序和頻率是與波特率、系統響應時(shí)間和時(shí)間行為一起確定的。統的設計必須仔細，因為如果主節點(diǎn)錯過(guò)了一個(gè)從節點(diǎn)的信息，由于主從的概念，這條信息將在下一個(gè)時(shí)序最先到達主節點(diǎn)。

　　LIN協(xié)議提供了一個(gè)啟動(dòng)每個(gè)信息幀的專(zhuān)用同步模式，可使從節點(diǎn)在無(wú)需晶體或壓電陶瓷的條件下，使其本地時(shí)基與主節點(diǎn)的時(shí)基保持同步。

LIN物理層

　　LIN總線(xiàn)是由一個(gè)正電池節點(diǎn)Vbat的終止電阻器終端匹配電阻供電的單線(xiàn)總線(xiàn)。該總線(xiàn)的線(xiàn)收發(fā)器是一個(gè)ISO9141標準的增強型工具?？偩€(xiàn)可以采用兩個(gè)補充的邏輯水平：代表一個(gè)邏輯‘0’的具有接近接地電氣電壓的顯性值，以及代表邏輯‘1’的具有接入電池供電電壓的電氣電壓隱性值。

　　該總線(xiàn)利用一個(gè)主節點(diǎn)的1Ω上拉電阻和從節點(diǎn)上的30Ω電阻進(jìn)行終端匹配。從節點(diǎn)終端匹配電容的典型值為220pF。主節點(diǎn)的電容比較高，是為了使整個(gè)線(xiàn)電容不依賴(lài)于從節點(diǎn)的數目。

LIN物理層的主要電氣參數為：

參數典型值
通信速度9.6kbd，19.2kdb
電壓水平13.5V
信號回轉率2V/μs
終端匹配電阻器主節點(diǎn)：1kΩ
從節點(diǎn)：30kΩ
終端匹配電容器主節點(diǎn)：220pF
從節點(diǎn)：2.2nF
線(xiàn)電容100？150pF/m

LIN物理層的規范對收發(fā)器出了高性能的要求.收發(fā)器交換不應該干擾其他電子元件。特別需要注意的是必須滿(mǎn)足汽車(chē)制造商的EMC要求，利用波形成形或邊緣圓化，可以最大限度地減少收發(fā)器的傳導發(fā)射。

總結

車(chē)身控制功能的持續進(jìn)步，以及單片機和LIN協(xié)議是降低系統成本的關(guān)鍵因素。作為用于實(shí)現分級車(chē)輛網(wǎng)絡(luò )的驅動(dòng)因素之一，LIN標準為涵蓋了傳輸協(xié)議、傳輸媒介、開(kāi)發(fā)工具之間的接口和軟件編程界面等規范。LIN從硬件和軟件的角度保證了網(wǎng)絡(luò )節點(diǎn)的協(xié)同工作能力，并可預知EMC行為。LIN總線(xiàn)可滿(mǎn)足車(chē)身控制應用在性能和成本方面的要求。它支持執行器和傳感器設計的標準化和再用性。