LIN2．1協(xié)議在車(chē)窗控制系統中的應用

引言
LIN協(xié)會(huì )于1999年發(fā)布了第一版LIN協(xié)議，至今已有十幾年了，在這十幾年中，LIN總線(xiàn)不斷發(fā)展，已經(jīng)在以車(chē)身控制為主的許多場(chǎng)合得到了應用。LIN總線(xiàn)至今一共有7個(gè)版本，其中，LIN2．1協(xié)議于2006年11月發(fā)布，是目前較新的一個(gè)版本。它與最新的LIN2．2協(xié)議幾乎沒(méi)有區別，卻比它的前身LIN2．0協(xié)議有明顯的改進(jìn)，主要體現在加入了事件觸發(fā)幀的競爭處理、完善了節點(diǎn)配置功能和進(jìn)行了診斷分級三個(gè)方面。這些改進(jìn)使用戶(hù)可以更加方便和快速地組織LIN網(wǎng)絡(luò )，可以根據自己的需求重新設置LIN網(wǎng)絡(luò )，既保證了產(chǎn)品的穩定性，又滿(mǎn)足了用戶(hù)的個(gè)性化需求，是LIN總線(xiàn)自身發(fā)展過(guò)程中很有意義的一步。

1 LIN2．1協(xié)議的新特點(diǎn)
1．1 事件觸發(fā)幀的競爭處理
如果有多于一個(gè)的從節點(diǎn)在同一個(gè)幀時(shí)隙里響應幀頭，就會(huì )導致競爭，競爭處理郜是由主節點(diǎn)完成的。LIN2．0的事件觸發(fā)幀競爭處理機制如圖1所示。某主節點(diǎn)的進(jìn)度表中有無(wú)條件幀A、事件觸發(fā)幀和無(wú)條件幀B。當競爭發(fā)生后，主節點(diǎn)會(huì )繼續按照之前的進(jìn)度表，在接收完所有與事件觸發(fā)幀相關(guān)的無(wú)條件幀后，再發(fā)送事件觸發(fā)幀幀頭。LIN2．1對此作出了改進(jìn)，它引入了競爭處理進(jìn)度表，LIN2．1的事件觸發(fā)幀競爭處理機制如圖2所示。每個(gè)事件觸發(fā)幀都有與之相對應的競爭處理進(jìn)度表，主節點(diǎn)在競爭處理進(jìn)度表里處理完競爭后，再返回執行普通的進(jìn)度表。顯然，LIN2．1的競爭處理機制需要花費的時(shí)間較短。

1．2 節點(diǎn)配置功能的完善
1．2．1 新增分配一系列幀ID的功能
將配置功能分配幀ID改為分配一系列幀ID。LIN2．0和LIN2．1協(xié)議中分配幀ID的格式如圖3所示。在LIN2．0中，只有NAD和Supplier ID都匹配的情況下，分配才能成功，但每次只能分配一個(gè)幀ID。而在LIN2．1中，只需要NAD匹配就可以了，每次可以分配最多4個(gè)幀ID，而LIN 2．0中的Message ID在LIN2．1中已經(jīng)被取消了。這種改進(jìn)的目的是提高LIN網(wǎng)絡(luò )配置的效率，更改后分配幀ID的速度最快可達到原來(lái)的4倍。

1．2．2 新增保存配置的功能
LIN2．1協(xié)議新增了保存從節點(diǎn)配置信息的功能，將從節點(diǎn)的配置信息存入到掉電不易失的存儲空間中。這樣，主節點(diǎn)對從節點(diǎn)的配置存復位后也不會(huì )丟失。
1．3 診斷分級
LIN2．1的另一大新特點(diǎn)是根據診斷功能將從節點(diǎn)分為3個(gè)級別。
(1)診斷一級
診斷一級一般應用于智能傳感器或執行器等一些不需要或只需要很少診斷功能的器件。診斷一級支持所有節點(diǎn)配置功能，并且只需要單幀傳輸。
(2)診斷二級
與診斷一級相比，診斷二級的節點(diǎn)增加了節點(diǎn)辨識的功能。例如，用戶(hù)可以獲得產(chǎn)品的軟、硬件版本號等。此外，診斷二級還支持讀寫(xiě)軟件內部的參數，比如溫度、車(chē)速等。診斷二級支持多幀傳輸。
(3)診斷三級
診斷三級的節點(diǎn)不僅包含了前面兩級的所有功能，還支持內部Flash的擦寫(xiě)，用戶(hù)可以通過(guò)LIN總線(xiàn)燒寫(xiě)程序。診斷三級支持多幀傳輸。

2 LIN2．1協(xié)議的節點(diǎn)配置功能
(1)分配N(xiāo)AD
為了避免某個(gè)NAD被重復使用，用戶(hù)可能需要為從節點(diǎn)分配新的NAD。
(2)有條件分配N(xiāo)AD
當用戶(hù)替換或增加從節點(diǎn)時(shí)，可能會(huì )出現兩種情況：
①一種是用戶(hù)不知道新增從節點(diǎn)的初始NAD，因此，必須以“廣播”的方式尋找所有的從節點(diǎn)并分配有效的NAD(“廣播”指的是給網(wǎng)絡(luò )中的所有從節點(diǎn)發(fā)送請求，它有一個(gè)專(zhuān)用的NAD為0x7F)。但如果直接這樣做，會(huì )導致所有的從節點(diǎn)獲得同一個(gè)NAD，這顯然是不允許的。為了避免這個(gè)情況，可以加入限制條件。
②另一種是用戶(hù)知道新增節點(diǎn)的初始NAD，但其和LIN網(wǎng)絡(luò )中已有從節點(diǎn)的NAD重復了。如果用戶(hù)只按照原始NAD分配新的NAD，則會(huì )導致兩個(gè)從節點(diǎn)的NAD都被修改。因此，必須加入限制條件。