LIN2．1協(xié)議在車窗控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

引言
LIN協(xié)會于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合得到了應(yīng)用。LIN總線至今一共有7個版本，其中，LIN2．1協(xié)議于2006年11月發(fā)布，是目前較新的一個版本。它與最新的LIN2．2協(xié)議幾乎沒有區(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)幀的競爭處理、完善了節(jié)點配置功能和進(jìn)行了診斷分級三個方面。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，又滿足了用戶的個性化需求，是LIN總線自身發(fā)展過程中很有意義的一步。

1 LIN2．1協(xié)議的新特點
1．1 事件觸發(fā)幀的競爭處理
如果有多于一個的從節(jié)點在同一個幀時隙里響應(yīng)幀頭，就會導(dǎo)致競爭，競爭處理郜是由主節(jié)點完成的。LIN2．0的事件觸發(fā)幀競爭處理機(jī)制如圖1所示。某主節(jié)點的進(jìn)度表中有無條件幀A、事件觸發(fā)幀和無條件幀B。當(dāng)競爭發(fā)生后，主節(jié)點會繼續(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)的無條件幀后，再發(fā)送事件觸發(fā)幀幀頭。LIN2．1對此作出了改進(jìn)，它引入了競爭處理進(jìn)度表，LIN2．1的事件觸發(fā)幀競爭處理機(jī)制如圖2所示。每個事件觸發(fā)幀都有與之相對應(yīng)的競爭處理進(jìn)度表，主節(jié)點在競爭處理進(jìn)度表里處理完競爭后，再返回執(zhí)行普通的進(jìn)度表。顯然，LIN2．1的競爭處理機(jī)制需要花費的時間較短。

1．2 節(jié)點配置功能的完善
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)點配置信息的功能，將從節(jié)點的配置信息存入到掉電不易失的存儲空間中。這樣，主節(jié)點對從節(jié)點的配置存復(fù)位后也不會丟失。
1．3 診斷分級
LIN2．1的另一大新特點是根據(jù)診斷功能將從節(jié)點分為3個級別。
(1)診斷一級
診斷一級一般應(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。診斷一級支持所有節(jié)點配置功能，并且只需要單幀傳輸。
(2)診斷二級
與診斷一級相比，診斷二級的節(jié)點增加了節(jié)點辨識的功能。例如，用戶可以獲得產(chǎn)品的軟、硬件版本號等。此外，診斷二級還支持讀寫軟件內(nèi)部的參數(shù)，比如溫度、車速等。診斷二級支持多幀傳輸。
(3)診斷三級
診斷三級的節(jié)點不僅包含了前面兩級的所有功能，還支持內(nèi)部Flash的擦寫，用戶可以通過LIN總線燒寫程序。診斷三級支持多幀傳輸。

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