基于LIN總線的汽車分級制網(wǎng)絡結(jié)構

1、引言

　　汽車總線中通訊節(jié)點和數(shù)據(jù)流量持續(xù)增加，節(jié)點日益復雜，使得汽車總線在重量、布置、成本、通信效率等方面面臨困境，走出這一困境的出路在于實行汽車總線的網(wǎng)絡化和分級制。A類總線——局域互連網(wǎng)LIN(LocalInterconnectNetwork)因此應運而生。LIN是一種結(jié)構

　　簡單、配置靈活、成本低廉的新型低速串行總線，主要用作CAN等高速總線的輔助網(wǎng)絡或子網(wǎng)絡。在帶寬要求不高、功能簡單、實時性要求低的場合，如車身電器的控制等方面，使用LIN總線，可有效的簡化網(wǎng)絡線束、降低成本、提高網(wǎng)絡通訊效率和可靠性。

　　2、汽車網(wǎng)絡

　　目前有分別適用發(fā)動機和底盤控制、車身電器控制、車載多媒體等不同場合的多種汽車總線標準。SAE(SocietyofAutomotiveEngineering)按傳輸速度的不同將汽車網(wǎng)絡總線分為三類，如表1所示。

　　表一汽車網(wǎng)絡分類

　　A類總線協(xié)議有許多種，然而長久以來卻沒有一種協(xié)議能成為該領域的通用標準。1998年Audi、Motorola、BMW、DaimlerChrysler、VCT、Volvo和Volkswagen七家公司聯(lián)合成立了LIN協(xié)會，在潛心研究A類總線的基礎上提出了新型A類總線——LIN，該總線一經(jīng)面世，即以其低廉的成本優(yōu)異的性能廣為各大廠商所接受，有望成為A類總線的國際標準。

　　3、LIN

　　LIN總線基于SCI/UART數(shù)據(jù)格式，采用單主機多從機模式，總線僅由三根導線組成(電源、地線和數(shù)據(jù)線)，LIN總線的驅(qū)動/接收器規(guī)范遵從ISO9141標準，且EMI性能有所提高。LIN在硬件和軟件上保證了網(wǎng)絡節(jié)點的互操作性，并可預測EMC。

　　LIN的主要特點：成本低，基于通用UART/SCI接口，幾乎所有微控制器都具備LIN必需的硬件;極少的信號線就可實現(xiàn)ISO9141標準;傳輸速率最高可達20Kb/s，最大總線長度40m;單主機/多從機模式，無需總線仲裁;從機節(jié)點不需石英或陶瓷振蕩器就能實現(xiàn)自同步;保證信號傳輸?shù)难舆t時間;不需要改變LIN從機節(jié)點的硬件和軟件就可以在網(wǎng)絡上增加或刪除節(jié)點等。

　　LIN總線規(guī)范的初始版本LIN1.0由LIN協(xié)會在1999年7月發(fā)布，后幾經(jīng)修訂，現(xiàn)行版本為LIN協(xié)會在2003年9月發(fā)布的LIN2.0。LIN規(guī)范包括傳輸協(xié)議規(guī)范、傳輸媒介、開發(fā)工具接口和軟件程序編制接口。LIN的規(guī)范化將改變低端汽車網(wǎng)絡雜亂的現(xiàn)狀，并將降低汽車電子設備的開發(fā)、生產(chǎn)、服務和維護成本

　　3、1LIN拓撲結(jié)構

　　LIN采用單主機多從機模式，一個LIN網(wǎng)絡包括一個主機節(jié)點和若干個從機節(jié)點。

　　(由于過多節(jié)點將導致網(wǎng)絡阻抗過低，一個LIN網(wǎng)絡中節(jié)點總數(shù)不宜超過16。)主機節(jié)點既包括主機任務也包括從機任務，從機節(jié)點都只包括從機任務，如圖1所示。主機節(jié)點也可以通過網(wǎng)關和其他總線如CAN連接。