LIN總線：一種用于車體控制應(yīng)用的新興標(biāo)準(zhǔn)

　　LIN規(guī)范包含傳輸協(xié)議、傳輸介質(zhì)以及用于開(kāi)發(fā)工具和應(yīng)用軟件的接口。LIN在硬件和軟件方面支持網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的互操作性并具有可預(yù)測(cè)的電磁兼容（EMC）行為。這個(gè)概念可以實(shí)現(xiàn)無(wú)縫的開(kāi)發(fā)和設(shè)計(jì)工具鏈并提高了開(kāi)發(fā)速度和網(wǎng)絡(luò)的可靠性。

　　LIN瞄準(zhǔn)一些低端應(yīng)用，在這些應(yīng)用中每個(gè)節(jié)點(diǎn)的通訊成本都必須大大低于CAN而且不需要CAN的高性能、高帶寬和多功能。LIN相對(duì)于CAN的成本節(jié)省主要是由于采用單線傳輸、硅片中硬件或軟件的低實(shí)現(xiàn)成本和無(wú)需在從屬節(jié)點(diǎn)中使用石英或陶瓷諧振器。這些優(yōu)點(diǎn)是以較低的帶寬和受局限的單宿主總線訪問(wèn)方法為代價(jià)的。

　　典型應(yīng)用

　　在一個(gè)中央式車體控制系統(tǒng)中，執(zhí)行機(jī)構(gòu)和傳感器依靠CAN的連接能力使用硬連線與一個(gè)電子控制單元（ECU）相連接。ECU通過(guò)CAN通訊線路同其它主要ECU交換信號(hào)。如果本地執(zhí)行器和傳感器要求高計(jì)算性能則應(yīng)選擇硬連線。在本地性能要求不高的系統(tǒng)中，可以用基于智能執(zhí)行器和傳感器的分布系統(tǒng)來(lái)代替。選擇這種劃分方式是為了采用通用元件來(lái)實(shí)現(xiàn)可伸縮的系統(tǒng)架構(gòu)。

　　如果用于本地智能和聯(lián)網(wǎng)的附加成本可以通過(guò)生產(chǎn)和開(kāi)發(fā)的成本節(jié)省得到補(bǔ)償，這個(gè)架構(gòu)是經(jīng)濟(jì)實(shí)用的。這個(gè)架構(gòu)得以實(shí)施的關(guān)鍵是子總線LIN標(biāo)準(zhǔn)、低成本的機(jī)電裝配和半導(dǎo)體集成。

　　LIN總線典型的應(yīng)用是諸如車門、導(dǎo)向輪、座位、馬達(dá)、氣候控制、照明、雨水傳感器、智能擦抹器、智能發(fā)電機(jī)、開(kāi)關(guān)板或RF接收器等構(gòu)件。我們可以很容易地把這些構(gòu)件連接到汽車網(wǎng)絡(luò)并接入各種類型的診斷和服務(wù)。通常使用的信號(hào)模擬編碼可以用數(shù)字信號(hào)替換從而使線束得以優(yōu)化。

　　LIN是一種基于通用SCI（UART）字節(jié)字接口的單線串行通訊協(xié)議。目前幾乎所有微控制器都配有低成本的UART接口模塊。LIN也可以使用軟件代碼或純狀態(tài)機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)。在LIN中，媒體訪問(wèn)由宿主節(jié)點(diǎn)控制而不需要從屬節(jié)點(diǎn)的仲裁或沖突管理，因而可以使最壞情況下的信號(hào)傳輸延遲時(shí)間得到保證。

　　同步機(jī)制是LIN的一個(gè)特殊特性，它允許通過(guò)從屬節(jié)點(diǎn)恢復(fù)時(shí)鐘而不需要石英或陶瓷諧振器。線驅(qū)動(dòng)器和接收器的規(guī)范遵循有所增強(qiáng)的ISO9141單線標(biāo)準(zhǔn)。最大傳輸速度為20kbps，這是根據(jù)EMC和時(shí)鐘同步要求而定。

　　除了宿主節(jié)點(diǎn)的命名之外，LIN網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)不使用有關(guān)系統(tǒng)設(shè)置的任何信息。我們可以在不要求其它從屬節(jié)點(diǎn)改變硬件和軟件的情況下向LIN中增加節(jié)點(diǎn)。由于識(shí)別碼數(shù)量較少（64）和傳輸速度相對(duì)較低，LIN的規(guī)模通常在12個(gè)節(jié)點(diǎn)之下（盡管并不局限于此）。時(shí)鐘同步、簡(jiǎn)單的UART通訊和單線介質(zhì)是保證LIN經(jīng)濟(jì)性的主要因素。

　　通訊概念

　　LIN包含一個(gè)宿主節(jié)點(diǎn)和一個(gè)或多個(gè)從屬節(jié)點(diǎn)。所有節(jié)點(diǎn)都包含一個(gè)被分解為發(fā)送和接收任務(wù)的從屬通訊任務(wù)，而宿主節(jié)點(diǎn)還包含一個(gè)附加的宿主發(fā)送任務(wù)。在實(shí)時(shí)LIN中，通訊總是由宿主任務(wù)發(fā)起的。

　　宿主節(jié)點(diǎn)發(fā)送一個(gè)包含同步中斷、同步字節(jié)和消息識(shí)別碼的消息報(bào)頭。從屬任務(wù)在收到和過(guò)濾識(shí)別碼后被激活并開(kāi)始消息響應(yīng)的傳輸。響應(yīng)包含兩個(gè)、四個(gè)或八個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié)和一個(gè)檢查和（checksum）字節(jié)。報(bào)頭和響應(yīng)部分組成一個(gè)消息幀。

　　消息的識(shí)別碼指明了消息的內(nèi)容而不是目的地。這個(gè)通訊概念使我們能以多種方式實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換：從宿主節(jié)點(diǎn)（使用其從屬任務(wù)）到一個(gè)或多個(gè)從屬節(jié)點(diǎn)，從從屬節(jié)點(diǎn)到宿主節(jié)點(diǎn)和/或其它從屬節(jié)點(diǎn)。直接從從屬節(jié)點(diǎn)到從屬節(jié)點(diǎn)發(fā)送信號(hào)而無(wú)須通過(guò)宿主節(jié)點(diǎn)路由或從宿主節(jié)點(diǎn)向網(wǎng)絡(luò)的所有節(jié)點(diǎn)廣播消息也是可能的。消息幀的序列由宿主節(jié)點(diǎn)控制。在宿主節(jié)點(diǎn)調(diào)度幀中，消息的數(shù)目、序列和頻率由波特率、系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間和時(shí)間行為來(lái)決定。在系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中，必須周密考慮各種情況，因?yàn)槿绻拗鞴?jié)點(diǎn)丟失了一個(gè)從屬節(jié)點(diǎn)消息，由于主從概念，這個(gè)消息將只能最早在下一個(gè)調(diào)度序列到達(dá)宿主節(jié)點(diǎn)。