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2022-04-22 09:49:01
LIN總線技術及應用——概述(一)
2022-04-22 09:49:01 來源: 網絡
LIN（Local Interconnect Network，本地互連網絡）是專門為汽車開發的一種低成本串行通信網絡。它是現有汽車多元化網絡公文包的一個補充。LIN將成為層級式機動車網絡執行的一個可行性因素，能夠提高質量、降低車輛成本。標準化意味著將會減少目前市場上雜亂的低端多元化解決方案，并降低汽車電子產品在開發、生產、服務及物流領域的費用。
下圖所示是LIN網絡的拓撲結構，LIN網絡是一個單主節點的網絡，在這個網絡中有且只能有一個主節點（master node），從節點（slave node）的通信都是依靠主節點來調度的，詳細的內容在之后發布的文章中我們會繼續介紹。
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觸發器，第二層是數據鏈路層，主要負責報文幀的處理，第三層是傳輸層，主要是信號交互和網絡層的報文處理，最頂層是應用層。
如下圖所示是一個簡單的汽車的網絡架構，其中有CAN總線、LIN總線以及MOST總線等等，LIN總線也是構建汽車網絡的一個重要組成部分。
大致了解了LIN總線，現在讓我們來說說LIN總線的起源吧。
LIN(Local Interconnect Network)協會成立于1998年。
成立時的主要成員：
5家整車廠：Audi, BMW, DaimlerChrysler, Volvo, VW
1家半導體制造商：Motorola（LIN總線的規范由摩托羅拉發布）
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家半導體制造商：Freescale
1家工具提供商：Mentor Graphics
LIN聯盟（即LIN協會）一直在努力將LIN總線推廣為ISO國際標準。如今，雖然LIN聯盟已經解散了，LIN總線卻一步步成為了通用的ISO國際標準。
根據ISO官網上資料，目前LIN總線協議的ISO標準還在發展中并未發布，協議為ISO17987，從ISO17987-1到ISO17987-7已經有7個部分在編；已經發布了的是一個關于LIN的UDS診斷協議ISO14229-7。
那么LIN總線為何會出現呢?
——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CAN總線的補充。
——LIN總線已經廣泛地被世界上的大多數汽車公司以及零配件廠商所接受，有望成為公認的A類網絡標準。
接下來介紹一下LIN總線的主要特點。
功能簡單，實時性低
成本低
傳感器/執行器級的總線
基于UART數據格式、主從結構、單線12V
串行通信
開放、不需要使用費和版稅
下面這個圖說明了CAN總線和LIN總線的關系，在一個汽車的網絡中，LIN總線一般是掛在CAN總線下面的，它們通過網關聯系起來，完成信息交互，這個網關也相當于LIN網絡的主節點，可以調度LIN的其他的從節點。
LIN協議版本概述
如下表格是LIN協議的版本以及發布時間，不同版本之間也增添了很多新的內容。其中，LIN1.3和LIN2.0是使用最多的版本。
SAE J2602是美國機動工程師協會的LIN標準， 建立在LIN 2.0的基礎之上，但是，降低了LIN 2.0規范的一些軟件單元的復雜性，以努力縮短LIN從節點所需要的嵌入式軟件代碼長度并降低其復雜度。
下面這個時間軸是LIN協議的發布時間以及增加的內容。
LIN1.1
1999年7月，底特律SAE大會
內容包括三部分：協議規范；配置語言規范；API規范
LIN1.2
2000年11月
LIN1.3
2002年11月
增加了物理層規范
LIN2.0
2003年9月
適應當代和未來汽車工業發展趨勢
為了實現節點的“即插即用”
增加了診斷規范和節點能力語言規范
LIN2.1
2006年11月
目標是改進LIN 2.0規范的理解力
增加了傳輸層規范和節點配置規范
形成了8個子規范
LIN規范組成
LIN物理層規范
描述了LIN總線的物理層，包括位傳輸速率，時鐘容錯范圍等
LIN協議規范
描述了LIN總線的數據鏈路層
LIN診斷和配置規范
描述了如何在數據鏈路層之上提供診斷信息和節點配置服務
LIN應用程序接口（API）
描述了網絡和應用程序之間的接口，包括診斷模塊
LIN配置語言規范（LDF）
介紹了LIN配置文件的格式。LIN配置文件用于配置整個網絡，并作為OEM和不同網絡節點的供應商之間的通用接口，同時可作為開發和分析工具的一個輸入
LIN節點能力描述語言規范（NCF）
介紹了描述從機節點的語言格式，LIN集群設計工具可以使用NCF文件自動地生成LIN描述文件
LIN傳輸層規范
描述了傳輸最高能達到4095個字節數據的方法
LIN診斷規范
描述了從機節點所支持的診斷服務類型，診斷服務都使用傳輸層
關鍵詞： LIN總線技術概
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