LIN總線：汽車車身控制應用標準

　　基于LIN的系統(tǒng)的組件：

　　創(chuàng)建基于LIN的系統(tǒng)的復雜性遠遠低于基于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)絡類似于圖2所示帶有一個主節(jié)點和多個從節(jié)點的系統(tǒng)。

　　圖2：典型LIN網(wǎng)絡

　　物理收發(fā)器注釋：大多數(shù)LIN實現(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)絡中擔當從節(jié)點，MCU需要一個串行通信接口(SCI)或串行通信模塊(SCB)，以支持UART，從而實現(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硬件中實現(xiàn)UART，則可以采用軟件實現(xiàn)。但是不建議采用這種方法，因為會給處理器帶來不必要的負載。為用作主節(jié)點，我們需要采用更高端的MCU。除了支持SCI的UART之外，主節(jié)點還需要一個時鐘發(fā)生器。

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

　　大多數(shù)MCU供應商至少會在其一個器件系列中支持LIN接口。例如賽普拉斯半導體公司的可編程片上系統(tǒng)(PSoC)，其提供一個在單芯片上集成可編程邏輯、存儲器和MCU的片上系統(tǒng)架構。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計的設計環(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)設計需求進行編程并運行。

　　MCU供應商還需要通過符合LIN規(guī)范的一致性測試對其LIN接口進行驗證或認證。幾乎所有OEM廠商都會提出此項要求，而MCU供應商在其開發(fā)過程中遵守相關要求。

　　LIN消息幀：

　　為了更好地了解數(shù)據(jù)如何通過LIN傳輸，需要了解相關消息幀。LIN消息幀由一個報頭和一個響應組成。報頭長度固定，而響應包含0~8字節(jié)的數(shù)據(jù)。幀間響應時間是從節(jié)點響應LIN主節(jié)點發(fā)出的請求所需要的時間。幀間響應時間隨網(wǎng)絡節(jié)點不同而不同，因為其取決于各節(jié)點的軟硬件實現(xiàn)。響應之后是一個針對消息幀的數(shù)據(jù)部分而計算的校驗和。

　　報頭分為三個字段：

　　1. 同步間隔場(SYNC-break field)用于 激活所有連接的LIN從節(jié)點，使其偵聽報頭的隨后部分。它由一個起始位和多個顯性位(dominant bit)組成。

　　2. 同步場(SYNC-field)是一個標準的數(shù)據(jù)格式字節(jié)。運行于RC振蕩器上的LIN從節(jié)點采用固定量的上升沿和下降沿之間的距離測量總線的當前位時間，以便重新計算內(nèi)部波特率。

　　3. 標識符(ID)場由主節(jié)點發(fā)送到所有LIN節(jié)點，其通常包含64個不同值之一，并且在8位數(shù)據(jù)中含有2個奇偶校驗位。標識符包含隨后通過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。

　　消息幀結構如圖3所示。.

　　圖3：LIN消息幀結構

　　LIN應用：

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

　　車載電子數(shù)量在不斷增多，其網(wǎng)絡復雜性也在不斷提高。我們在不遠的將來會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)絡數(shù)量增多和復雜性提高，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等級安全性的車身控制應用的標準，而且在將來還會保持其流行勢頭。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，以滿足汽車新標準要求。這同時也要求汽車MCU供應商裝備最新、最優(yōu)LIN接口版本，以便在車身控制應用領域發(fā)揮其用武之地。