基于LIN總線的汽車分級制網絡結構
1、引言
汽車總線中通訊節(jié)點和數據流量持續(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絡化和分級制。A類總線——局域互連網LIN(LocalInterconnectNetwork)因此應運而生。LIN是一種結構
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絡或子網絡。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,可有效的簡化網絡線束、降低成本、提高網絡通訊效率和可靠性。
2、汽車網絡
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絡總線分為三類,如表1所示。
表一汽車網絡分類
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數據格式,采用單主機多從機模式,總線僅由三根導線組成(電源、地線和數據線),LIN總線的驅動/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;保證信號傳輸的延遲時間;不需要改變LIN從機節(jié)點的硬件和軟件就可以在網絡上增加或刪除節(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絡雜亂的現(xiàn)狀,并將降低汽車電子設備的開發(fā)、生產、服務和維護成本
3、1LIN拓撲結構
LIN采用單主機多從機模式,一個LIN網絡包括一個主機節(jié)點和若干個從機節(jié)點。
(由于過多節(jié)點將導致網絡阻抗過低,一個LIN網絡中節(jié)點總數不宜超過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)點也可以通過網關和其他總線如CAN連接。
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