LIN總線(xiàn)：汽車(chē)車(chē)身控制應用標準

　　基于LIN的系統的組件：

　　創(chuàng )建基于LIN的系統的復雜性遠遠低于基于CAN的系統?；贚IN的系統所需組件包括：

　　- 物理收發(fā)器(PHY)

　　- 帶有串行通信模塊(SCB)/接口的微控制器

　　- 開(kāi)發(fā)工具：軟件

　　典型LIN網(wǎng)絡(luò )類(lèi)似于圖2所示帶有一個(gè)主節點(diǎn)和多個(gè)從節點(diǎn)的系統。

　　圖2：典型LIN網(wǎng)絡(luò )

　　物理收發(fā)器注釋?zhuān)捍蠖鄶礚IN實(shí)現方案采用收發(fā)器管理接口連接和支持更高的電壓電平。這些收發(fā)器一般位于微控制器外部。

　　為了在LIN網(wǎng)絡(luò )中擔當從節點(diǎn)，MCU需要一個(gè)串行通信接口(SCI)或串行通信模塊(SCB)，以支持UART，從而實(shí)現接口連接。LIN協(xié)議采用UART作為基本收發(fā)方式。如果無(wú)法在MCU硬件中實(shí)現UART，則可以采用軟件實(shí)現。但是不建議采用這種方法，因為會(huì )給處理器帶來(lái)不必要的負載。為用作主節點(diǎn)，我們需要采用更高端的MCU。除了支持SCI的UART之外，主節點(diǎn)還需要一個(gè)時(shí)鐘發(fā)生器。

　　LIN采用符合ISO9141標準的BUS單線(xiàn)連接。如今我們具有更高級的汽車(chē)級MCU，其以?xún)戎肔IN-PHY提供對LIN的專(zhuān)用支持。這種集成可以使實(shí)現方案更緊湊、更簡(jiǎn)單。

　　大多數MCU供應商至少會(huì )在其一個(gè)器件系列中支持LIN接口。例如賽普拉斯半導體公司的可編程片上系統(PSoC)，其提供一個(gè)在單芯片上集成可編程邏輯、存儲器和MCU的片上系統架構。這些器件支持能夠配置為L(cháng)IN的串行通信接口，從而很有可能適用于需要LIN的汽車(chē)應用。

　　除了MCU和LIN PHY之外，配置LIN接口的不同參數通常需要軟件模塊等開(kāi)發(fā)工具。賽普拉斯等處理器廠(chǎng)商可提供支持軟硬件同步設計的設計環(huán)境，如：PSoC Designer 與PSoC Creator。此類(lèi)工具提供靈活的LIN組件或用戶(hù)模塊，其可以根據設計需求進(jìn)行編程并運行。

　　MCU供應商還需要通過(guò)符合LIN規范的一致性測試對其LIN接口進(jìn)行驗證或認證。幾乎所有OEM廠(chǎng)商都會(huì )提出此項要求，而MCU供應商在其開(kāi)發(fā)過(guò)程中遵守相關(guān)要求。

　　LIN消息幀：

　　為了更好地了解數據如何通過(guò)LIN傳輸，需要了解相關(guān)消息幀。LIN消息幀由一個(gè)報頭和一個(gè)響應組成。報頭長(cháng)度固定，而響應包含0~8字節的數據。幀間響應時(shí)間是從節點(diǎn)響應LIN主節點(diǎn)發(fā)出的請求所需要的時(shí)間。幀間響應時(shí)間隨網(wǎng)絡(luò )節點(diǎn)不同而不同，因為其取決于各節點(diǎn)的軟硬件實(shí)現。響應之后是一個(gè)針對消息幀的數據部分而計算的校驗和。

　　報頭分為三個(gè)字段：

　　1. 同步間隔場(chǎng)(SYNC-break field)用于 激活所有連接的LIN從節點(diǎn)，使其偵聽(tīng)報頭的隨后部分。它由一個(gè)起始位和多個(gè)顯性位(dominant bit)組成。

　　2. 同步場(chǎng)(SYNC-field)是一個(gè)標準的數據格式字節。運行于RC振蕩器上的LIN從節點(diǎn)采用固定量的上升沿和下降沿之間的距離測量總線(xiàn)的當前位時(shí)間，以便重新計算內部波特率。

　　3. 標識符(ID)場(chǎng)由主節點(diǎn)發(fā)送到所有LIN節點(diǎn)，其通常包含64個(gè)不同值之一，并且在8位數據中含有2個(gè)奇偶校驗位。標識符包含隨后通過(guò)LIN總線(xiàn)傳輸的信息，如：發(fā)送者、接受者、用途以及數據字段長(cháng)度。

　　消息幀結構如圖3所示。.

　　圖3：LIN消息幀結構

　　LIN應用：

　　我們已經(jīng)清楚哪類(lèi)汽車(chē)應用需要LIN。我們來(lái)快速查看一下采用LIN網(wǎng)絡(luò )的典型應用列表(見(jiàn)表2)。為了更好地了解其差異，表2將需要LIN的應用與需要CAN的應用進(jìn)行了對比。

　　車(chē)載電子數量在不斷增多，其網(wǎng)絡(luò )復雜性也在不斷提高。我們在不遠的將來(lái)會(huì )在路上看到能夠相互通信的無(wú)人駕駛汽車(chē)。隨著(zhù)汽車(chē)電氣網(wǎng)絡(luò )數量增多和復雜性提高，更簡(jiǎn)單、更便宜的替代產(chǎn)品也在不斷增加，其中最流行的是LIN。LIN已經(jīng)成為大多數不需要CAN等級安全性的車(chē)身控制應用的標準，而且在將來(lái)還會(huì )保持其流行勢頭。隨著(zhù)新版本的發(fā)布(最新版本為2.2A版)，LIN也在保持其更新，以滿(mǎn)足汽車(chē)新標準要求。這同時(shí)也要求汽車(chē)MCU供應商裝備最新、最優(yōu)LIN接口版本，以便在車(chē)身控制應用領(lǐng)域發(fā)揮其用武之地。