LIN總線：汽車車身控制應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)

　　基于LIN的系統(tǒng)的組件：

　　創(chuàng)建基于LIN的系統(tǒng)的復(fù)雜性遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于基于CAN的系統(tǒng)?；贚IN的系統(tǒng)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

　　- 開發(fā)工具：軟件

　　典型LIN網(wǎng)絡(luò)類似于圖2所示帶有一個(gè)主節(jié)點(diǎn)和多個(gè)從節(jié)點(diǎn)的系統(tǒng)。

　　圖2：典型LIN網(wǎng)絡(luò)

　　物理收發(fā)器注釋：大多數(shù)LIN實(shí)現(xiàn)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(dān)當(dāng)從節(jié)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(xiàn)接口連接。LIN協(xié)議采用UART作為基本收發(fā)方式。如果無法在MCU硬件中實(shí)現(xiàn)UART，則可以采用軟件實(shí)現(xiàn)。但是不建議采用這種方法，因?yàn)闀?huì)給處理器帶來不必要的負(fù)載。為用作主節(jié)點(diǎn)，我們需要采用更高端的MCU。除了支持SCI的UART之外，主節(jié)點(diǎn)還需要一個(gè)時(shí)鐘發(fā)生器。

　　LIN采用符合ISO9141標(biāo)準(zhǔn)的BUS單線連接。如今我們具有更高級(jí)的汽車級(jí)MCU，其以內(nèi)置LIN-PHY提供對(duì)LIN的專用支持。這種集成可以使實(shí)現(xiàn)方案更緊湊、更簡單。

　　大多數(shù)MCU供應(yīng)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(dǎo)體公司的可編程片上系統(tǒng)(PSoC)，其提供一個(gè)在單芯片上集成可編程邏輯、存儲(chǔ)器和MCU的片上系統(tǒng)架構(gòu)。這些器件支持能夠配置為LIN的串行通信接口，從而很有可能適用于需要LIN的汽車應(yīng)用。

　　除了MCU和LIN PHY之外，配置LIN接口的不同參數(shù)通常需要軟件模塊等開發(fā)工具。賽普拉斯等處理器廠商可提供支持軟硬件同步設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)環(huán)境，如：PSoC Designer 與PSoC Creator。此類工具提供靈活的LIN組件或用戶模塊，其可以根據(jù)設(shè)計(jì)需求進(jìn)行編程并運(yùn)行。

　　MCU供應(yīng)商還需要通過符合LIN規(guī)范的一致性測(cè)試對(duì)其LIN接口進(jìn)行驗(yàn)證或認(rèn)證。幾乎所有OEM廠商都會(huì)提出此項(xiàng)要求，而MCU供應(yīng)商在其開發(fā)過程中遵守相關(guān)要求。

　　LIN消息幀：

　　為了更好地了解數(shù)據(jù)如何通過LIN傳輸，需要了解相關(guān)消息幀。LIN消息幀由一個(gè)報(bào)頭和一個(gè)響應(yīng)組成。報(bào)頭長度固定，而響應(yīng)包含0~8字節(jié)的數(shù)據(jù)。幀間響應(yīng)時(shí)間是從節(jié)點(diǎn)響應(yīng)LIN主節(jié)點(diǎn)發(fā)出的請(qǐng)求所需要的時(shí)間。幀間響應(yīng)時(shí)間隨網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)不同而不同，因?yàn)槠淙Q于各節(jié)點(diǎn)的軟硬件實(shí)現(xiàn)。響應(yīng)之后是一個(gè)針對(duì)消息幀的數(shù)據(jù)部分而計(jì)算的校驗(yàn)和。

　　報(bào)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(jié)點(diǎn)，使其偵聽報(bào)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(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)格式字節(jié)。運(yùn)行于RC振蕩器上的LIN從節(jié)點(diǎn)采用固定量的上升沿和下降沿之間的距離測(cè)量總線的當(dāng)前位時(shí)間，以便重新計(jì)算內(nèi)部波特率。

　　3. 標(biāo)識(shí)符(ID)場(chǎng)由主節(jié)點(diǎn)發(fā)送到所有LIN節(jié)點(diǎn)，其通常包含64個(gè)不同值之一，并且在8位數(shù)據(jù)中含有2個(gè)奇偶校驗(yàn)位。標(biāo)識(shí)符包含隨后通過LIN總線傳輸?shù)男畔?，如：發(fā)送者、接受者、用途以及數(shù)據(jù)字段長度。

　　消息幀結(jié)構(gòu)如圖3所示。.

　　圖3：LIN消息幀結(jié)構(gòu)

　　LIN應(yīng)用：

　　我們已經(jīng)清楚哪類汽車應(yīng)用需要LIN。我們來快速查看一下采用LIN網(wǎng)絡(luò)的典型應(yīng)用列表(見表2)。為了更好地了解其差異，表2將需要LIN的應(yīng)用與需要CAN的應(yīng)用進(jìn)行了對(duì)比。

　　車載電子數(shù)量在不斷增多，其網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜性也在不斷提高。我們?cè)诓贿h(yuǎn)的將來會(huì)在路上看到能夠相互通信的無人駕駛汽車。隨著汽車電氣網(wǎng)絡(luò)數(shù)量增多和復(fù)雜性提高，更簡單、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(shù)不需要CAN等級(jí)安全性的車身控制應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)，而且在將來還會(huì)保持其流行勢(shì)頭。隨著新版本的發(fā)布(最新版本為2.2A版)，LIN也在保持其更新，以滿足汽車新標(biāo)準(zhǔn)要求。這同時(shí)也要求汽車MCU供應(yīng)商裝備最新、最優(yōu)LIN接口版本，以便在車身控制應(yīng)用領(lǐng)域發(fā)揮其用武之地。