車內(nèi)網(wǎng)絡(luò)解決方案分析

硅元件上的可能實(shí)施

根據(jù)目標(biāo)MCU提供的功能，可以采用幾種LIN驅(qū)動器實(shí)施策略。

對于沒有UART模塊的MCU，需要位響應(yīng)(Bit-Bang)解決方案，使用一個(gè)定時(shí)器和兩個(gè)通用IO引腳將UART功能構(gòu)建到軟件中。主要優(yōu)勢是沒有UART的MCU一般是最便宜的處理器。另一方面，這樣的CPU使用非常精密，需要為每個(gè)字節(jié)都發(fā)送中斷請求。最后，這種解決方案與基于UART的解決方案相比一般需要更多內(nèi)存，比如，在飛思卡爾68HC908QY器件中就可以找到這類LIN驅(qū)動器。

帶有標(biāo)準(zhǔn)的UART（SCI）模塊的MCU一般意味著驅(qū)動器的軟件安裝更加簡單，但另一方面，UART模塊會增加最終解決方案的MCU成本。與需要位響應(yīng)(Bit-Bang)解決方案相比，這種解決方案的優(yōu)勢在于CPU的負(fù)荷更低，因?yàn)榛贚IN通訊的中斷只對接收到的每個(gè)字節(jié)進(jìn)行。

LIN優(yōu)化UART模塊的MCU是減少驅(qū)動器軟件部分而增加功能/特性的下一個(gè)步驟。飛思卡爾68HC908EY 或 68HC908GR設(shè)備中采用的增強(qiáng)型SCI模塊提供波特率調(diào)節(jié)和仲裁模塊選項(xiàng)，無需額外的定時(shí)器就能測量輸入信號（對LIN同步消息有用）。另一方面，這種方法可能會增加最終設(shè)計(jì)的成本。

最后一點(diǎn)，也是很重要的一點(diǎn)，理想的解決方案應(yīng)使用LIN專用的UART模塊。飛思卡爾MCU（如68HC908QL設(shè)備）的SLIC（LIN 從接口控制器）模塊就是一個(gè)范例。與標(biāo)準(zhǔn)的UART解決方案相比，這種解決方案的成本和復(fù)雜性更高，并且要求實(shí)施SLIC優(yōu)化的驅(qū)動器。另一方面，SLIC提供如下功能：自動同步、自動波特率調(diào)整、與上述任何解決方案相比中斷數(shù)大大減少、自動校驗(yàn)和的生成與驗(yàn)證。因此，它允許將MCU專用于用戶應(yīng)用。

此外，還有一種非常有趣的解決方案是將所有與LIN有關(guān)的計(jì)算轉(zhuǎn)移到支持LIN的協(xié)處理器模塊上。飛思卡爾的MC9S12X系列采用了這種方案。這些產(chǎn)品配備有完全獨(dú)立于核心的X-gate RISC協(xié)處理器，可將整個(gè)LIN通訊負(fù)載從CPU核心中釋放，從而保證CPU在所有時(shí)間內(nèi)都可用于用戶應(yīng)用。

LIN2.0應(yīng)用實(shí)例

如前所述，LIN通訊協(xié)議設(shè)計(jì)用于汽車傳感器和執(zhí)行器應(yīng)用。但是，其使用并不限于這些領(lǐng)域。此處介紹的支持LIN的無刷直流電機(jī)（BLDC）發(fā)動機(jī)風(fēng)扇控制應(yīng)用就是LIN應(yīng)用于其它領(lǐng)域的一個(gè)實(shí)例。

無刷直流電機(jī)（BLDC）在汽車應(yīng)用中越來越常見，主要用在空調(diào)控制和發(fā)動機(jī)冷卻風(fēng)扇中。與有刷直流電機(jī)相比，無刷直流電機(jī)（BLDC）使用電子交換，而不是機(jī)械交換器，因此能提高整個(gè)系統(tǒng)的可靠性和效率。并且，由于無刷直流電機(jī)（BLDC）轉(zhuǎn)子可產(chǎn)生轉(zhuǎn)子磁通量，能夠?qū)崿F(xiàn)更高的機(jī)電轉(zhuǎn)換效率。

支持LIN的無刷直流電機(jī)（BLDC）發(fā)動機(jī)風(fēng)扇控制應(yīng)用在閉環(huán)、支持PWM的無刷直流電機(jī)（BLDC）應(yīng)用中采用LIN2.0通訊協(xié)議。無刷直流電機(jī)（BLDC）由霍爾傳感器驅(qū)動，用于轉(zhuǎn)子位置檢測，并且，應(yīng)用中還嵌入了電流和過壓檢測功能。

發(fā)動機(jī)風(fēng)扇控制LIN 主節(jié)點(diǎn) - 為LIN集群提供所需的風(fēng)扇速度信息，以及運(yùn)行/停止命令和錯誤跟蹤。

MC68HC908QB8 LIN 開發(fā)包 - 是一個(gè)LIN從節(jié)點(diǎn)，處理的無刷直流電機(jī)（BLDC）控制功能，并為集群提供實(shí)際風(fēng)扇轉(zhuǎn)速信息和風(fēng)扇運(yùn)行/錯誤狀態(tài)信息。評估板的LIN開發(fā)包系列 (EVB)是開發(fā)者輕松開發(fā)他們各自基于LIN的項(xiàng)目而無需關(guān)注硬件開發(fā)的一種方法。目前，這些評估板可用于飛思卡爾半導(dǎo)體的各種8/16位MCU：從非常小型、便宜的MC68HC908QY4 MCU到功能強(qiáng)大的MC68HC908S12C32。在本應(yīng)用中，我們選擇了MC68HC908QB8，它是低成本、小型的8位MCU系列的一員。

MC33395 EVB - 用于功率設(shè)計(jì)。飛思卡爾半導(dǎo)體的評估板概念不只限于這種基于MCU的板，還包括基于飛思卡爾SMARTMOS系列的評估板。MC33395 EVB非常適合各種12V的電機(jī)控制應(yīng)用，包括零交叉和背EMF (zero crossing and back EMF)無刷直流電機(jī)（BLDC）轉(zhuǎn)子位置檢測方法，使用戶可以輕松使用先進(jìn)的電機(jī)控制程序。