面向未來汽車應(yīng)用的LIN總線系統(tǒng)
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在十幾年前，博世公司為汽車應(yīng)用引入了CAN總線系統(tǒng)，其目的是將本地網(wǎng)絡(luò)的概念應(yīng)用到汽車系統(tǒng)內(nèi)，就像辦公室和家中的LAN網(wǎng)絡(luò)一樣。然而，CAN針對高達(dá)1Mbps的高速數(shù)據(jù)傳輸設(shè)計(jì)，對于普通的汽車應(yīng)用來說，CAN模塊的成本比較高，它更適合于引擎ECU和ABS的互連。
在1999年引入了針對汽車應(yīng)用的LIN 1.0(本地互連網(wǎng)絡(luò))總線系統(tǒng)，它的目標(biāo)是低成本應(yīng)用，如電動門、電動窗、側(cè)鏡、雨刮器、座椅安全帶報(bào)警、外部照明等。LIN總線的傳輸速度最大為20kbps，而且它在單通道總線環(huán)路中最多能支持16個節(jié)點(diǎn)，總線電纜的長度最多可以擴(kuò)展到40米。
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圖1：LIN總線API到物理層的結(jié)構(gòu) |
LIN總線
LIN是一種低成本的汽車網(wǎng)絡(luò)，它是現(xiàn)有的汽車多元網(wǎng)絡(luò)的補(bǔ)充。
LIN總線的主要特征是：一個主節(jié)點(diǎn)、多個從節(jié)點(diǎn)的概念；低成本：基于普通UART/SCI接口硬件、相同的軟件或作為純狀態(tài)機(jī)；自同步：在從節(jié)點(diǎn)中不用晶體振蕩器或陶瓷振蕩器時鐘；確定性信號傳輸：信號傳播時間預(yù)先可計(jì)算；低成本單線實(shí)現(xiàn)連接；速度高達(dá)20kbps；基于應(yīng)用交互作用的信號。
LIN總線的結(jié)構(gòu)
使用一個幀收發(fā)器連接LIN簇與物理總線，所有的應(yīng)用不直接訪問這些幀，在幀和應(yīng)用之間加入了基于信號的交互作用層(interaction level)。此外，在應(yīng)用和幀處理程序?qū)又g存在診斷接口和信號交互作用層。
LIN系統(tǒng)由一個主節(jié)點(diǎn)和多個從節(jié)點(diǎn)(最多16個節(jié)點(diǎn))構(gòu)成。主任務(wù)發(fā)送的幀由一個報(bào)頭和不同從任務(wù)的一個響應(yīng)消息構(gòu)成。圖2所示為由不同從任務(wù)響應(yīng)的主任務(wù)報(bào)頭。
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圖2：主節(jié)點(diǎn)和從節(jié)點(diǎn)的工作過程 |
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圖3：LIN幀結(jié)構(gòu) |
Melexis是一家汽車半導(dǎo)體制造商，Melexis從1989起開始提供混合信號IC解決方案。Melexis專注于低成本的LIN總線汽車市場，在他們的集成LIN控制器中有4位MCU (MLX80103)和16位MCU，該控制器針對特定應(yīng)用融合了數(shù)字IC(CPU)及模擬IC。圖4所示為運(yùn)行在Melexis新型MLX16控制器上的LIN協(xié)議的實(shí)例。
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圖4：低成本單封裝集成LIN總線解決方案的結(jié)構(gòu) |
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