LIN2．1協(xié)議在車窗控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

引言
LIN協(xié)會(huì)于1999年發(fā)布了第一版LIN協(xié)議，至今已有十幾年了，在這十幾年中，LIN總線不斷發(fā)展，已經(jīng)在以車身控制為主的許多場(chǎng)合得到了應(yīng)用。LIN總線至今一共有7個(gè)版本，其中，LIN2．1協(xié)議于2006年11月發(fā)布，是目前較新的一個(gè)版本。它與最新的LIN2．2協(xié)議幾乎沒(méi)有區(qū)別，卻比它的前身LIN2．0協(xié)議有明顯的改進(jìn)，主要體現(xiàn)在加入了事件觸發(fā)幀的競(jìng)爭(zhēng)處理、完善了節(jié)點(diǎn)配置功能和進(jìn)行了診斷分級(jí)三個(gè)方面。這些改進(jìn)使用戶可以更加方便和快速地組織LIN網(wǎng)絡(luò)，可以根據(jù)自己的需求重新設(shè)置LIN網(wǎng)絡(luò)，既保證了產(chǎn)品的穩(wěn)定性，又滿足了用戶的個(gè)性化需求，是LIN總線自身發(fā)展過(guò)程中很有意義的一步。

1 LIN2．1協(xié)議的新特點(diǎn)
1．1 事件觸發(fā)幀的競(jìng)爭(zhēng)處理
如果有多于一個(gè)的從節(jié)點(diǎn)在同一個(gè)幀時(shí)隙里響應(yīng)幀頭，就會(huì)導(dǎo)致競(jìng)爭(zhēng)，競(jìng)爭(zhēng)處理郜是由主節(jié)點(diǎn)完成的。LIN2．0的事件觸發(fā)幀競(jìng)爭(zhēng)處理機(jī)制如圖1所示。某主節(jié)點(diǎn)的進(jìn)度表中有無(wú)條件幀A、事件觸發(fā)幀和無(wú)條件幀B。當(dāng)競(jìng)爭(zhēng)發(fā)生后，主節(jié)點(diǎn)會(huì)繼續(xù)按照之前的進(jìn)度表，在接收完所有與事件觸發(fā)幀相關(guān)的無(wú)條件幀后，再發(fā)送事件觸發(fā)幀幀頭。LIN2．1對(duì)此作出了改進(jìn)，它引入了競(jìng)爭(zhēng)處理進(jìn)度表，LIN2．1的事件觸發(fā)幀競(jìng)爭(zhēng)處理機(jī)制如圖2所示。每個(gè)事件觸發(fā)幀都有與之相對(duì)應(yīng)的競(jìng)爭(zhēng)處理進(jìn)度表，主節(jié)點(diǎn)在競(jìng)爭(zhēng)處理進(jìn)度表里處理完競(jìng)爭(zhēng)后，再返回執(zhí)行普通的進(jìn)度表。顯然，LIN2．1的競(jìng)爭(zhēng)處理機(jī)制需要花費(fèi)的時(shí)間較短。

1．2 節(jié)點(diǎn)配置功能的完善
1．2．1 新增分配一系列幀ID的功能
將配置功能分配幀ID改為分配一系列幀ID。LIN2．0和LIN2．1協(xié)議中分配幀ID的格式如圖3所示。在LIN2．0中，只有NAD和Supplier ID都匹配的情況下，分配才能成功，但每次只能分配一個(gè)幀ID。而在LIN2．1中，只需要NAD匹配就可以了，每次可以分配最多4個(gè)幀ID，而LIN 2．0中的Message ID在LIN2．1中已經(jīng)被取消了。這種改進(jìn)的目的是提高LIN網(wǎng)絡(luò)配置的效率，更改后分配幀ID的速度最快可達(dá)到原來(lái)的4倍。

1．2．2 新增保存配置的功能
LIN2．1協(xié)議新增了保存從節(jié)點(diǎn)配置信息的功能，將從節(jié)點(diǎn)的配置信息存入到掉電不易失的存儲(chǔ)空間中。這樣，主節(jié)點(diǎn)對(duì)從節(jié)點(diǎn)的配置存復(fù)位后也不會(huì)丟失。
1．3 診斷分級(jí)
LIN2．1的另一大新特點(diǎn)是根據(jù)診斷功能將從節(jié)點(diǎn)分為3個(gè)級(jí)別。
(1)診斷一級(jí)
診斷一級(jí)一般應(yīng)用于智能傳感器或執(zhí)行器等一些不需要或只需要很少診斷功能的器件。診斷一級(jí)支持所有節(jié)點(diǎn)配置功能，并且只需要單幀傳輸。
(2)診斷二級(jí)
與診斷一級(jí)相比，診斷二級(jí)的節(jié)點(diǎn)增加了節(jié)點(diǎn)辨識(shí)的功能。例如，用戶可以獲得產(chǎn)品的軟、硬件版本號(hào)等。此外，診斷二級(jí)還支持讀寫軟件內(nèi)部的參數(shù)，比如溫度、車速等。診斷二級(jí)支持多幀傳輸。
(3)診斷三級(jí)
診斷三級(jí)的節(jié)點(diǎn)不僅包含了前面兩級(jí)的所有功能，還支持內(nèi)部Flash的擦寫，用戶可以通過(guò)LIN總線燒寫程序。診斷三級(jí)支持多幀傳輸。

2 LIN2．1協(xié)議的節(jié)點(diǎn)配置功能
(1)分配NAD
為了避免某個(gè)NAD被重復(fù)使用，用戶可能需要為從節(jié)點(diǎn)分配新的NAD。
(2)有條件分配NAD
當(dāng)用戶替換或增加從節(jié)點(diǎn)時(shí)，可能會(huì)出現(xiàn)兩種情況：
①一種是用戶不知道新增從節(jié)點(diǎn)的初始NAD，因此，必須以“廣播”的方式尋找所有的從節(jié)點(diǎn)并分配有效的NAD(“廣播”指的是給網(wǎng)絡(luò)中的所有從節(jié)點(diǎn)發(fā)送請(qǐng)求，它有一個(gè)專用的NAD為0x7F)。但如果直接這樣做，會(huì)導(dǎo)致所有的從節(jié)點(diǎn)獲得同一個(gè)NAD，這顯然是不允許的。為了避免這個(gè)情況，可以加入限制條件。
②另一種是用戶知道新增節(jié)點(diǎn)的初始NAD，但其和LIN網(wǎng)絡(luò)中已有從節(jié)點(diǎn)的NAD重復(fù)了。如果用戶只按照原始NAD分配新的NAD，則會(huì)導(dǎo)致兩個(gè)從節(jié)點(diǎn)的NAD都被修改。因此，必須加入限制條件。