汽車lin總線詳解
汽車LIN總線是針對汽車分布式電子系統(tǒng)的低成本串行通訊網(wǎng)絡,是CAN等汽車多路網(wǎng)絡的補充,適用于對網(wǎng)絡帶寬、性能或容錯功能要求不高的應用。它基于SCI(UART)數(shù)據(jù)格式,采用單主控制器/多從設(shè)備模式,是UART的特殊情況。
LIN總線發(fā)展歷程豐富。1998年10月其設(shè)想首次提出,1999年LIN聯(lián)盟成立,成員有奧迪、寶馬等。2000年接收第一批成員,2001年第一輛使用LIN總線汽車下線。后續(xù)不斷有新版本發(fā)布,如2002年的LIN規(guī)范V.1.3 ,2003年的LIN規(guī)范V.2.0 ,2004年LIN總線一致性測試規(guī)范發(fā)布,2006年LIN標準規(guī)范V.2.1版發(fā)布 ,2010年LIN規(guī)范包Specification Package Revision 2.2A發(fā)布。
LIN總線有諸多特點。采用串行通信,線間干擾小、節(jié)省線束、傳輸距離長;單線傳輸,基于增強的ISO9141 ,總線電壓基于VBAT;最高速率20Kbit/s,常用波特率9600bit/s、19200bit/s;單主多從結(jié)構(gòu)無需仲裁;基于通用UART/SCI的低成本接口硬件,多數(shù)MCU有硬件基礎(chǔ);從節(jié)點無需晶振或陶瓷震蕩器就能同步,大幅降低成本;一條總線最多連16個節(jié)點;支持診斷功能,支持UDS服務。
其物理層基于ISO 9141(K-line) ,主從式結(jié)構(gòu),單線加地線。物理層收發(fā)器將MCU SCI串行通信模塊輸出的TTL/CMOS電平信號轉(zhuǎn)換為LIN總線的顯性(邏輯“0”,電氣特性為GND(0V))和隱性電平(邏輯“1”,電氣特性為VBAT(8~18V))。LIN Master節(jié)點需上拉到VBAT的上拉電阻和防反接二極管串接在VBAT與LIN總線上,還有并聯(lián)到地的負載電容;LIN Slave節(jié)點只需并聯(lián)到地的負載電容接口。
LIN總線報文幀結(jié)構(gòu)包含多個部分。字節(jié)場與字節(jié)間隔有特定規(guī)定,間隔場、同步場、標識符場、數(shù)據(jù)場、校驗和場都有各自特點。幀長度也有相應標準,還有調(diào)度表和偏移等概念。報文幀類型有無條件幀、事件幀、零星幀、診斷幀、保留幀等。
LIN總線網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)是單主多從。主機任務與從機任務明確,不同版本節(jié)點模型有差異,網(wǎng)絡管理也有相應規(guī)范。
它在車輛中應用廣泛,如車窗升降器、后視鏡、雨刷和雨量傳感器等。還用于家用電器,需求有增加趨勢 。
(圖/文/攝:太平洋汽車 整理于互聯(lián)網(wǎng))
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