汽車LIN網(wǎng)絡(luò)解決方案使節(jié)點(diǎn)互連簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)

　　過去，這些采用集中控制的節(jié)點(diǎn)基于高性能的MCU，這個(gè)MCU負(fù)責(zé)處理模塊中的各種功能。模塊通常通過CAN總線連接，現(xiàn)在該方法已在大量汽車平臺(tái)中得到實(shí)施。雖然該方法能夠解決大量聯(lián)網(wǎng)問題，但同時(shí)也導(dǎo)致基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)太過復(fù)雜、速率要求過高。

　　汽車行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)繼續(xù)對(duì)生產(chǎn)商提出更多要求，創(chuàng)新和功能增強(qiáng)一直是競(jìng)爭(zhēng)市場(chǎng)的驅(qū)動(dòng)因素，在現(xiàn)有平臺(tái)上實(shí)施這些功能已變得越來越困難。增強(qiáng)各個(gè)集中控制節(jié)點(diǎn)的MCU功能是解決問題的一個(gè)途徑，但是，MCU規(guī)格增大、互連數(shù)量增加、缺乏靈活性等問題最終會(huì)導(dǎo)致效率降低。還有一種方法是降低集中控制的集成度，將部分功能移植到更小，更可靠的節(jié)點(diǎn)。本地互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)(LIN)是實(shí)現(xiàn)該目的的理想網(wǎng)絡(luò)，提供了一種低速率、低成本的實(shí)施方法?！　IN總線是針對(duì)低成本應(yīng)用而開發(fā)的汽車串行協(xié)議。它對(duì)現(xiàn)有CAN網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了補(bǔ)充，支持車內(nèi)的分層式網(wǎng)絡(luò)。本協(xié)議是簡(jiǎn)單的主/從配置，主要流程在主節(jié)點(diǎn)上完成。為了減少成本，從節(jié)點(diǎn)應(yīng)當(dāng)盡量簡(jiǎn)單。

　　單個(gè)LIN網(wǎng)絡(luò)(多個(gè)門節(jié)點(diǎn))

　　在這類網(wǎng)絡(luò)中，車身控制器模塊(BCM)將通過單個(gè)LIN網(wǎng)絡(luò)與其他所有節(jié)點(diǎn)相連?！　∵@類網(wǎng)絡(luò)具有非常直接的結(jié)構(gòu)體系，LIN連接有效地取代了CAN解決方案。這是一個(gè)能降低成本的解決方案，因?yàn)樗恍枰魏蜟AN節(jié)點(diǎn)。BCM是LIN網(wǎng)絡(luò)的主節(jié)點(diǎn)，所有LIN節(jié)點(diǎn)都可以接入LIN網(wǎng)絡(luò)上傳輸?shù)乃行畔ⅰ２捎迷摲N解決方案，網(wǎng)絡(luò)上通常擁有5個(gè)LIN節(jié)點(diǎn)。減少節(jié)點(diǎn)數(shù)量和定義初始信息傳輸方法使網(wǎng)絡(luò)更直接有效。

　　這類網(wǎng)絡(luò)信息流最短，從而引起的EMC問題最少。同時(shí)，流量密度的降低，還有助于減少輻射。由于所有節(jié)點(diǎn)都通過單線連接，接頭數(shù)量減少到最少，這樣增加了可靠性。

　　兩個(gè)LIN網(wǎng)絡(luò)(左邊和右邊)

　　為了克服單個(gè)LIN網(wǎng)絡(luò)的缺點(diǎn)，部分公司開始使用雙LIN網(wǎng)絡(luò)。

　　BCM控制兩個(gè)完全獨(dú)立的LIN網(wǎng)絡(luò)，使得制定調(diào)度表變得相對(duì)簡(jiǎn)單，網(wǎng)絡(luò)靈活性也增強(qiáng)，即使出現(xiàn)撞車事件，大部分網(wǎng)絡(luò)仍能保持完整狀態(tài)。同時(shí)采用兩個(gè)完全獨(dú)立的LIN網(wǎng)絡(luò)，有利于各個(gè)網(wǎng)絡(luò)準(zhǔn)時(shí)進(jìn)行通信。　　但是，這個(gè)方法仍然有幾個(gè)缺點(diǎn)。首先，各個(gè)節(jié)點(diǎn)智能沒有降低，仍然需要高性能的MCU。其次，盡管信息定義變得更簡(jiǎn)單，但兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)之間的信息交換變得困難，有時(shí)比較慢。在這種配置中，雖然鍵盤作為L(zhǎng)IN節(jié)點(diǎn)配置在網(wǎng)絡(luò)右側(cè)，但鍵盤的大量功能卻需要左手方網(wǎng)絡(luò)控制，這會(huì)導(dǎo)致響應(yīng)時(shí)間延遲的問題。

　　具備LIN分層結(jié)構(gòu)的CAN

　　僅僅依靠LIN不能克服所有的局限。LIN是作為CAN的補(bǔ)充，而不是徹底替換CAN。下圖是CAN/LIN混合網(wǎng)絡(luò)的解決方案：

　　通常BCM和4個(gè)車門通過一個(gè)CAN網(wǎng)絡(luò)連接。這是目前大量生產(chǎn)商采用的典型方案。這時(shí)，每個(gè)車門內(nèi)的高性能控制器(MCU)，如常見的Freescale HC908AZ60A，直接控制車窗和車鏡。

　　采用LIN結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)車門功能，就可以選擇規(guī)格更小的MCU(如HC908GZ16)，其除了能為BCM通信提供必要的CAN接口，還有足夠的資源去控制單個(gè)LIN網(wǎng)絡(luò)。

　　這樣做雖然會(huì)增加車門內(nèi)的MCU，但如果對(duì)MCU和LIN狀態(tài)機(jī)進(jìn)行合適的選擇，就可以獲得功能更強(qiáng)大、更靈活的分布式系統(tǒng)。

　　在當(dāng)今飛速變化的行業(yè)中，客戶要求更多能滿足其需求的定制產(chǎn)品，靈活性是實(shí)現(xiàn)這種需求的重要因素。通過在車內(nèi)引入規(guī)格更小的單獨(dú)模塊，汽車生產(chǎn)商能夠迅速修改其標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品平臺(tái)，去迎合客戶的需求。

　　隨著汽車的一些智能控制功能轉(zhuǎn)移到最小的節(jié)點(diǎn)中，對(duì)滿足這樣要求的小而可靠的微處理器的需求越來越多。LIN網(wǎng)絡(luò)方案使大量節(jié)點(diǎn)之間的互連變得簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)高效，因此是理想的解決方案。同時(shí)，系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)時(shí)還應(yīng)考慮大量其他因素。

　　相關(guān)鏈接

　　車內(nèi)常見LIN節(jié)點(diǎn)

　　駕駛員車門模塊

　　該模塊是車門網(wǎng)絡(luò)的主節(jié)點(diǎn)，提供車門內(nèi)部LIN網(wǎng)絡(luò)的控制和定時(shí)功能。它能控制車門內(nèi)所有LIN節(jié)點(diǎn)，同時(shí)也充當(dāng)車身控制模塊(BCM)和本地LIN網(wǎng)絡(luò)之間的網(wǎng)關(guān)。

　　后視鏡模塊

　　典型的新型后視鏡通常能夠支持X、Y方向和折疊功能。車鏡模塊還保存車鏡位置等詳細(xì)信息，有時(shí)駕駛員或乘客車鏡還安裝溫度感應(yīng)器來持續(xù)監(jiān)控外界環(huán)境。該信息一般被用作駕駛員信息，也可以作為復(fù)雜的發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)信息。車鏡模塊通常是LIN從節(jié)點(diǎn)。

　　此外，車內(nèi)常見LIN節(jié)點(diǎn)還有車窗升降模塊、門鎖模塊、前開關(guān)面板等。