LIN總線技術(shù)及應(yīng)用——概述(一)

LIN（Local Interconnect Network，本地互連網(wǎng)絡(luò)）是專門為汽車開(kāi)發(fā)的一種低成本串行通信網(wǎng)絡(luò)。它是現(xiàn)有汽車多元化網(wǎng)絡(luò)公文包的一個(gè)補(bǔ)充。LIN將成為層級(jí)式機(jī)動(dòng)車網(wǎng)絡(luò)執(zhí)行的一個(gè)可行性因素，能夠提高質(zhì)量、降低車輛成本。標(biāo)準(zhǔn)化意味著將會(huì)減少目前市場(chǎng)上雜亂的低端多元化解決方案，并降低汽車電子產(chǎn)品在開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)、服務(wù)及物流領(lǐng)域的費(fèi)用。

下圖所示是LIN網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，LIN網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)單主節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)，在這個(gè)網(wǎng)絡(luò)中有且只能有一個(gè)主節(jié)點(diǎn)（master node），從節(jié)點(diǎn)（slave node）的通信都是依靠主節(jié)點(diǎn)來(lái)調(diào)度的，詳細(xì)的內(nèi)容在之后發(fā)布的文章中我們會(huì)繼續(xù)介紹。

下圖所示是LIN總線的通信模型，如圖一共分為四層，底層是物理層，主要是定義了線纜和LIN觸發(fā)器，第二層是數(shù)據(jù)鏈路層，主要負(fù)責(zé)報(bào)文幀的處理，第三層是傳輸層，主要是信號(hào)交互和網(wǎng)絡(luò)層的報(bào)文處理，最頂層是應(yīng)用層。

如下圖所示是一個(gè)簡(jiǎn)單的汽車的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，其中有CAN總線、LIN總線以及MOST總線等等，LIN總線也是構(gòu)建汽車網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)重要組成部分。

大致了解了LIN總線，現(xiàn)在讓我們來(lái)說(shuō)說(shuō)LIN總線的起源吧。

LIN(Local Interconnect Network)協(xié)會(huì)成立于1998年。

成立時(shí)的主要成員：

5家整車廠：Audi, BMW, DaimlerChrysler, Volvo, VW

1家半導(dǎo)體制造商：Motorola（LIN總線的規(guī)范由摩托羅拉發(fā)布）

1家工具提供商：Mentor Graphics

目前的主要成員：

5家整車廠：Audi, BMW, DaimlerChrysler, Volvo, VW

1家半導(dǎo)體制造商：Freescale

1家工具提供商：Mentor Graphics

LIN聯(lián)盟（即LIN協(xié)會(huì)）一直在努力將LIN總線推廣為ISO國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。如今，雖然LIN聯(lián)盟已經(jīng)解散了，LIN總線卻一步步成為了通用的ISO國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。

根據(jù)ISO官網(wǎng)上資料，目前LIN總線協(xié)議的ISO標(biāo)準(zhǔn)還在發(fā)展中并未發(fā)布，協(xié)議為ISO17987，從ISO17987-1到ISO17987-7已經(jīng)有7個(gè)部分在編；已經(jīng)發(fā)布了的是一個(gè)關(guān)于LIN的UDS診斷協(xié)議ISO14229-7。

那么LIN總線為何會(huì)出現(xiàn)呢?

——LIN總線的主要目的在于提供一種低成本的車用總線，從而形成對(duì)CAN總線的補(bǔ)充。

——LIN總線已經(jīng)廣泛地被世界上的大多數(shù)汽車公司以及零配件廠商所接受，有望成為公認(rèn)的A類網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)。

接下來(lái)介紹一下LIN總線的主要特點(diǎn)。

功能簡(jiǎn)單，實(shí)時(shí)性低

成本低

傳感器/執(zhí)行器級(jí)的總線

基于UART數(shù)據(jù)格式、主從結(jié)構(gòu)、單線12V

串行通信

開(kāi)放、不需要使用費(fèi)和版稅

下面這個(gè)圖說(shuō)明了CAN總線和LIN總線的關(guān)系，在一個(gè)汽車的網(wǎng)絡(luò)中，LIN總線一般是掛在CAN總線下面的，它們通過(guò)網(wǎng)關(guān)聯(lián)系起來(lái)，完成信息交互，這個(gè)網(wǎng)關(guān)也相當(dāng)于LIN網(wǎng)絡(luò)的主節(jié)點(diǎn)，可以調(diào)度LIN的其他的從節(jié)點(diǎn)。

LIN協(xié)議版本概述

如下表格是LIN協(xié)議的版本以及發(fā)布時(shí)間，不同版本之間也增添了很多新的內(nèi)容。其中，LIN1.3和LIN2.0是使用最多的版本。

SAE J2602是美國(guó)機(jī)動(dòng)工程師協(xié)會(huì)的LIN標(biāo)準(zhǔn)， 建立在LIN 2.0的基礎(chǔ)之上，但是，降低了LIN 2.0規(guī)范的一些軟件單元的復(fù)雜性，以努力縮短LIN從節(jié)點(diǎn)所需要的嵌入式軟件代碼長(zhǎng)度并降低其復(fù)雜度。

下面這個(gè)時(shí)間軸是LIN協(xié)議的發(fā)布時(shí)間以及增加的內(nèi)容。

1

LIN1.1

1999年7月，底特律SAE大會(huì)

內(nèi)容包括三部分：協(xié)議規(guī)范；配置語(yǔ)言規(guī)范；API規(guī)范

2

LIN1.2

2000年11月

3

LIN1.3

2002年11月

增加了物理層規(guī)范

4

LIN2.0

2003年9月

適應(yīng)當(dāng)代和未來(lái)汽車工業(yè)發(fā)展趨勢(shì)

為了實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)的“即插即用”

增加了診斷規(guī)范和節(jié)點(diǎn)能力語(yǔ)言規(guī)范

5

LIN2.1

2006年11月

目標(biāo)是改進(jìn)LIN 2.0規(guī)范的理解力

增加了傳輸層規(guī)范和節(jié)點(diǎn)配置規(guī)范

形成了8個(gè)子規(guī)范

LIN規(guī)范組成

LIN物理層規(guī)范

描述了LIN總線的物理層，包括位傳輸速率，時(shí)鐘容錯(cuò)范圍等

LIN協(xié)議規(guī)范

描述了LIN總線的數(shù)據(jù)鏈路層

LIN診斷和配置規(guī)范

描述了如何在數(shù)據(jù)鏈路層之上提供診斷信息和節(jié)點(diǎn)配置服務(wù)

LIN應(yīng)用程序接口（API）

描述了網(wǎng)絡(luò)和應(yīng)用程序之間的接口，包括診斷模塊

LIN配置語(yǔ)言規(guī)范（LDF）

介紹了LIN配置文件的格式。LIN配置文件用于配置整個(gè)網(wǎng)絡(luò)，并作為OEM和不同網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的供應(yīng)商之間的通用接口，同時(shí)可作為開(kāi)發(fā)和分析工具的一個(gè)輸入

LIN節(jié)點(diǎn)能力描述語(yǔ)言規(guī)范（NCF）

介紹了描述從機(jī)節(jié)點(diǎn)的語(yǔ)言格式，LIN集群設(shè)計(jì)工具可以使用NCF文件自動(dòng)地生成LIN描述文件

LIN傳輸層規(guī)范

描述了傳輸最高能達(dá)到4095個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)的方法

LIN診斷規(guī)范

描述了從機(jī)節(jié)點(diǎn)所支持的診斷服務(wù)類型，診斷服務(wù)都使用傳輸層

關(guān)鍵詞： LIN總線技術(shù)概