本地互連網(LIN)協(xié)議

LIN協(xié)議

LIN是一個基于通用SCI（UART）字節(jié)詞接口的單線串行通信協(xié)議。LIN也可以用軟件等效代碼或純狀態(tài)機執(zhí)行。LIN網絡中的媒介接入是由主節(jié)點控制的，這樣就不需要從節(jié)點仲裁或沖突管理，從而保證了信號傳輸（參見圖2）沒有最糟情況的延遲時間。
LIN的主要特性包括：
--低成本單線執(zhí)行
--基于VBAT的增強型ISO9141
--速度高達20Kbps（由于EMC的限制）
--單主節(jié)點和多從節(jié)點概念
--沒有仲裁需求
--基于通用UART/SCI接口硬件的低成本硅實現(xiàn)
--從節(jié)點自行同步，無需晶體或壓電陶瓷
--顯著減少了硬件平臺的成本
--保證信號傳輸?shù)难舆t時間
--可預知的系統(tǒng)

　　LIN的一個特殊特性是同步機制，它允許由從節(jié)點進行時鐘恢復，而無需晶體或壓電陶瓷。線驅動器和接收器的規(guī)范遵循某種增強的ISO9141單線標準。最高傳輸速度是20kbps，這是電磁兼容性（EMC）和時鐘同步要求所致。

　除了主節(jié)點的命名外，LIN網絡中的節(jié)點不使用任何與系統(tǒng)配置有關的信息。節(jié)點可以增加到LIN網絡中，而無需改變其他從節(jié)點的硬件或軟件。LIN網絡的典型大小為12個節(jié)點（盡管這是不受限制的），這是由于少量的64個標識符和比較低的傳輸速度所致。時鐘同步、UART通信的簡單和單線媒介是LIN具有成本效益的主要因素。

通信概念

　　LIN網絡由一個主節(jié)點和一個或更多的從節(jié)點組成。所有節(jié)點都包括一個分為發(fā)送和接收任務的從節(jié)點通信任務，而主節(jié)點包括一個附加的主節(jié)點發(fā)送任務。主動LIN網絡中的通信總是由主節(jié)點任務開始的。

　主節(jié)點發(fā)送一個由同步中斷、同步字節(jié)和信息標識符組成的信息報頭。正好一個從任務在接收和過濾標識符時被激活，然后開始傳輸信息響應。該響應包括兩個、四個或八個數(shù)據(jù)字節(jié)和一個校驗和字節(jié)。報頭和響應部分形成一個信息幀。

　　信息標識符表示信息的內容，而不是目的文件。這個通信概念可以實現(xiàn)各種方法的數(shù)據(jù)交換：從主節(jié)點（使用其從任務）到個一個或更多從節(jié)點，從一個從節(jié)點到主節(jié)點和/或其他從節(jié)點。直接在從節(jié)點開始將信號發(fā)送到從節(jié)點，而無需通過主節(jié)點進行路由是可能的，或從主節(jié)點將信息廣播到網絡中的所有節(jié)點。信息幀的順序是由主節(jié)點控制的。主節(jié)點時序幀中的信息數(shù)目、順序和頻率是與波特率、系統(tǒng)響應時間和時間行為一起確定的。統(tǒng)的設計必須仔細，因為如果主節(jié)點錯過了一個從節(jié)點的信息，由于主從的概念，這條信息將在下一個時序最先到達主節(jié)點。

　　LIN協(xié)議提供了一個啟動每個信息幀的專用同步模式，可使從節(jié)點在無需晶體或壓電陶瓷的條件下，使其本地時基與主節(jié)點的時基保持同步。

LIN物理層

　　LIN總線是由一個正電池節(jié)點Vbat的終止電阻器終端匹配電阻供電的單線總線。該總線的線收發(fā)器是一個ISO9141標準的增強型工具。總線可以采用兩個補充的邏輯水平：代表一個邏輯‘0’的具有接近接地電氣電壓的顯性值，以及代表邏輯‘1’的具有接入電池供電電壓的電氣電壓隱性值。

　　該總線利用一個主節(jié)點的1Ω上拉電阻和從節(jié)點上的30Ω電阻進行終端匹配。從節(jié)點終端匹配電容的典型值為220pF。主節(jié)點的電容比較高，是為了使整個線電容不依賴于從節(jié)點的數(shù)目。

LIN物理層的主要電氣參數(shù)為：

參數(shù)典型值
通信速度9.6kbd，19.2kdb
電壓水平13.5V
信號回轉率2V/μs
終端匹配電阻器主節(jié)點：1kΩ
從節(jié)點：30kΩ
終端匹配電容器主節(jié)點：220pF
從節(jié)點：2.2nF
線電容100？150pF/m

LIN物理層的規(guī)范對收發(fā)器出了高性能的要求.收發(fā)器交換不應該干擾其他電子元件。特別需要注意的是必須滿足汽車制造商的EMC要求，利用波形成形或邊緣圓化，可以最大限度地減少收發(fā)器的傳導發(fā)射。

總結

車身控制功能的持續(xù)進步，以及單片機和LIN協(xié)議是降低系統(tǒng)成本的關鍵因素。作為用于實現(xiàn)分級車輛網絡的驅動因素之一，LIN標準為涵蓋了傳輸協(xié)議、傳輸媒介、開發(fā)工具之間的接口和軟件編程界面等規(guī)范。LIN從硬件和軟件的角度保證了網絡節(jié)點的協(xié)同工作能力，并可預知EMC行為。LIN總線可滿足車身控制應用在性能和成本方面的要求。它支持執(zhí)行器和傳感器設計的標準化和再用性。