LIN總線(xiàn)：一種用于車(chē)體控制應用的新興標準

　　LIN規范包含傳輸協(xié)議、傳輸介質(zhì)以及用于開(kāi)發(fā)工具和應用軟件的接口。LIN在硬件和軟件方面支持網(wǎng)絡(luò )節點(diǎn)的互操作性并具有可預測的電磁兼容（EMC）行為。這個(gè)概念可以實(shí)現無(wú)縫的開(kāi)發(fā)和設計工具鏈并提高了開(kāi)發(fā)速度和網(wǎng)絡(luò )的可靠性。

　　LIN瞄準一些低端應用，在這些應用中每個(gè)節點(diǎn)的通訊成本都必須大大低于CAN而且不需要CAN的高性能、高帶寬和多功能。LIN相對于CAN的成本節省主要是由于采用單線(xiàn)傳輸、硅片中硬件或軟件的低實(shí)現成本和無(wú)需在從屬節點(diǎn)中使用石英或陶瓷諧振器。這些優(yōu)點(diǎn)是以較低的帶寬和受局限的單宿主總線(xiàn)訪(fǎng)問(wèn)方法為代價(jià)的。

　　典型應用

　　在一個(gè)中央式車(chē)體控制系統中，執行機構和傳感器依靠CAN的連接能力使用硬連線(xiàn)與一個(gè)電子控制單元（ECU）相連接。ECU通過(guò)CAN通訊線(xiàn)路同其它主要ECU交換信號。如果本地執行器和傳感器要求高計算性能則應選擇硬連線(xiàn)。在本地性能要求不高的系統中，可以用基于智能執行器和傳感器的分布系統來(lái)代替。選擇這種劃分方式是為了采用通用元件來(lái)實(shí)現可伸縮的系統架構。

　　如果用于本地智能和聯(lián)網(wǎng)的附加成本可以通過(guò)生產(chǎn)和開(kāi)發(fā)的成本節省得到補償，這個(gè)架構是經(jīng)濟實(shí)用的。這個(gè)架構得以實(shí)施的關(guān)鍵是子總線(xiàn)LIN標準、低成本的機電裝配和半導體集成。

　　LIN總線(xiàn)典型的應用是諸如車(chē)門(mén)、導向輪、座位、馬達、氣候控制、照明、雨水傳感器、智能擦抹器、智能發(fā)電機、開(kāi)關(guān)板或RF接收器等構件。我們可以很容易地把這些構件連接到汽車(chē)網(wǎng)絡(luò )并接入各種類(lèi)型的診斷和服務(wù)。通常使用的信號模擬編碼可以用數字信號替換從而使線(xiàn)束得以?xún)?yōu)化。

　　LIN是一種基于通用SCI（UART）字節字接口的單線(xiàn)串行通訊協(xié)議。目前幾乎所有微控制器都配有低成本的UART接口模塊。LIN也可以使用軟件代碼或純狀態(tài)機來(lái)實(shí)現。在LIN中，媒體訪(fǎng)問(wèn)由宿主節點(diǎn)控制而不需要從屬節點(diǎn)的仲裁或沖突管理，因而可以使最壞情況下的信號傳輸延遲時(shí)間得到保證。

　　同步機制是LIN的一個(gè)特殊特性，它允許通過(guò)從屬節點(diǎn)恢復時(shí)鐘而不需要石英或陶瓷諧振器。線(xiàn)驅動(dòng)器和接收器的規范遵循有所增強的ISO9141單線(xiàn)標準。最大傳輸速度為20kbps，這是根據EMC和時(shí)鐘同步要求而定。

　　除了宿主節點(diǎn)的命名之外，LIN網(wǎng)絡(luò )中的節點(diǎn)不使用有關(guān)系統設置的任何信息。我們可以在不要求其它從屬節點(diǎn)改變硬件和軟件的情況下向LIN中增加節點(diǎn)。由于識別碼數量較少（64）和傳輸速度相對較低，LIN的規模通常在12個(gè)節點(diǎn)之下（盡管并不局限于此）。時(shí)鐘同步、簡(jiǎn)單的UART通訊和單線(xiàn)介質(zhì)是保證LIN經(jīng)濟性的主要因素。

　　通訊概念

　　LIN包含一個(gè)宿主節點(diǎn)和一個(gè)或多個(gè)從屬節點(diǎn)。所有節點(diǎn)都包含一個(gè)被分解為發(fā)送和接收任務(wù)的從屬通訊任務(wù)，而宿主節點(diǎn)還包含一個(gè)附加的宿主發(fā)送任務(wù)。在實(shí)時(shí)LIN中，通訊總是由宿主任務(wù)發(fā)起的。

　　宿主節點(diǎn)發(fā)送一個(gè)包含同步中斷、同步字節和消息識別碼的消息報頭。從屬任務(wù)在收到和過(guò)濾識別碼后被激活并開(kāi)始消息響應的傳輸。響應包含兩個(gè)、四個(gè)或八個(gè)數據字節和一個(gè)檢查和（checksum）字節。報頭和響應部分組成一個(gè)消息幀。

　　消息的識別碼指明了消息的內容而不是目的地。這個(gè)通訊概念使我們能以多種方式實(shí)現數據交換：從宿主節點(diǎn)（使用其從屬任務(wù)）到一個(gè)或多個(gè)從屬節點(diǎn)，從從屬節點(diǎn)到宿主節點(diǎn)和/或其它從屬節點(diǎn)。直接從從屬節點(diǎn)到從屬節點(diǎn)發(fā)送信號而無(wú)須通過(guò)宿主節點(diǎn)路由或從宿主節點(diǎn)向網(wǎng)絡(luò )的所有節點(diǎn)廣播消息也是可能的。消息幀的序列由宿主節點(diǎn)控制。在宿主節點(diǎn)調度幀中，消息的數目、序列和頻率由波特率、系統響應時(shí)間和時(shí)間行為來(lái)決定。在系統設計過(guò)程中，必須周密考慮各種情況，因為如果宿主節點(diǎn)丟失了一個(gè)從屬節點(diǎn)消息，由于主從概念，這個(gè)消息將只能最早在下一個(gè)調度序列到達宿主節點(diǎn)。