一、概述

1、如下圖為一個(gè)LIN網(wǎng)絡(luò)，包含了一個(gè)Master節(jié)點(diǎn)，兩個(gè)Slave節(jié)點(diǎn)：

?

LIN網(wǎng)絡(luò)

在LIN總線通訊中，Master task決定了在LIN總線上傳送的是哪一幀，Slave task提供每一幀所攜帶的數(shù)據(jù)。

2、如下圖為一個(gè)LIN節(jié)點(diǎn)的層次結(jié)構(gòu)圖：

?

LIN1.3與LIN2.1的區(qū)別在于，LIN1.3沒有TL層，Signal interaction放在Protocol層中，沒有單獨(dú)的TP層。

3、LIN總線特點(diǎn)：

串行通信：線間干擾小，節(jié)省線束，傳輸距離長；

單線傳輸：增強(qiáng)的ISO9141 (ISO 15765-1) , 總線電壓基于VBAT；

?最高速率20Kbit/s：滿足車身上大部分的應(yīng)用需求；

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：幾乎所有MCU有具備LIN總線的硬件基礎(chǔ)；

從節(jié)點(diǎn)無須晶振或陶瓷震蕩器就可以實(shí)現(xiàn)同步：大幅度降低成本；

一條總線最多可連接16個(gè)節(jié)點(diǎn)：由總線電氣特性決定；

支持診斷功能：支持UDS服務(wù)；

4、LIN2.1節(jié)點(diǎn)模型：

?

LIN1.3節(jié)點(diǎn)模型：

?

LIN2.1與LIN1.3節(jié)點(diǎn)模型的差別在于LIN1.3沒有Transport layer，所以也就沒有流控、傳輸時(shí)間控制的功能，LIN1.3協(xié)議中沒有對(duì)診斷及節(jié)點(diǎn)配置進(jìn)行規(guī)范，所以在LIN1.3中完成相應(yīng)的功能都放在自定義診斷中完成。

5、LIN網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：

1）單主任務(wù)，多從任務(wù)；

2）主節(jié)點(diǎn)包含主任務(wù)和從任務(wù)；

3）從節(jié)點(diǎn)只包含從任務(wù)；

4）主任務(wù)決定總線上的報(bào)文，從 任務(wù)發(fā)送數(shù)據(jù)；

6、LIN幀：

LIN幀結(jié)構(gòu)?

通信原理：主任務(wù)發(fā)送報(bào)頭，從任務(wù)用響應(yīng)來補(bǔ)充報(bào)頭形成完整的報(bào)文。

報(bào)文傳輸：報(bào)文的內(nèi)容由ID來定義。

廣播：所有節(jié)點(diǎn)都能夠接受總線上的幀。

7、調(diào)度表

1）負(fù)責(zé)調(diào)度網(wǎng)絡(luò)各報(bào)文發(fā)送的順序；

2）為每幀報(bào)文分配發(fā)送時(shí)隙（slot）；

3）發(fā)送時(shí)隙：報(bào)文可以被發(fā)送的時(shí)間；

4）不同報(bào)文的發(fā)送時(shí)隙可能不同；

5）調(diào)度表在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計(jì)階段確定；

6）調(diào)度表使得LIN通信具有可預(yù)測性；

?8、切換調(diào)度表：

主任務(wù)可以擁有多個(gè)調(diào)度表，并在不同的調(diào)度表之間切換，該處理方式增加通信的靈活性。

二、協(xié)議規(guī)范

（1）字節(jié)間隔位于每個(gè)字節(jié)之間；

（2）響應(yīng)間隔位于報(bào)頭與響應(yīng)之間；

（3）留給MCU足夠的處理時(shí)間；

（4）幀長度可能增長；

1、字節(jié)場

1）基于SCI的通信格式；

2）發(fā)送一個(gè)字節(jié)需要10個(gè)位時(shí)間（TBIT）；

2、間隔場

1）表示一幀報(bào)文的起始，由主節(jié)點(diǎn)發(fā)出；

2）間隔信號(hào)至少由13個(gè)顯性位組成；

3）隔界定符至少由1個(gè)隱形位組成；

4）間隔場是唯一一個(gè)不符合字節(jié)場格式的場；

5）從節(jié)點(diǎn)需要檢測到至少連續(xù)11個(gè)顯性位才認(rèn)為是間隔信號(hào)；

3、同步場

1）確保所有從節(jié)點(diǎn)使用與節(jié)點(diǎn)相同的波特率發(fā)送和接收數(shù)據(jù)；

2）一個(gè)字節(jié)，結(jié)構(gòu)固定：0X55；

4、標(biāo)識(shí)符場

1）ID的范圍從0到63(Ox3f)；

2）奇偶校驗(yàn)符(Parity)P0,P1；

?5、數(shù)據(jù)場

1）數(shù)據(jù)場長度1到8個(gè)字節(jié)；

2）低字節(jié)先發(fā)，低位先發(fā)；

3）如果某信號(hào)長度超過1個(gè)字節(jié)采用低位在前的方式發(fā)送（小端）；

6、校驗(yàn)和場

用于校驗(yàn)接收的數(shù)據(jù)是否正確

1）經(jīng)典校驗(yàn)（Classic Checksum）僅校驗(yàn)數(shù)據(jù)場(LIN1.3)

2）增強(qiáng)校驗(yàn)（Enhance Checksum）校驗(yàn)標(biāo)識(shí)符場與數(shù)據(jù)場內(nèi)容(LIN2.0、LIN2.1)

標(biāo)識(shí)符為0x3C和0x3D的幀只能使用經(jīng)典校驗(yàn)

計(jì)算方法：反轉(zhuǎn)8位求和（inverted eight bit sum）

例：Data=0x4A、0x55、0x93、0xe5

7、幀長度

最小幀長度

THEADER_NOMINAL=34*TBIT

TRESPONSE_NOMINAL=10*(NDATA+1)*TBIT ??

TFRAME_NOMINAL=THEADER_NOMINAL+TRESPONSE_NOMINAL

最大幀長度

THEADER_MAX=1.4*THEADER_NOMINAL

TRESPONSE_MAX=1.4*TRESPONSE_NOMINAL

TFRAME MAX=THEADER MAX+TRESPONSE MAX

8、幀類型

1）無條件幀

使用頻度最高的幀類型，無任何發(fā)送條件；

標(biāo)識(shí)符(ID)為0到59(0x3B)；

主任務(wù)發(fā)出報(bào)頭，一個(gè)任務(wù)響應(yīng)，一個(gè)或多個(gè)任務(wù)接收如下圖：

?幀?ID = 0x30應(yīng)答部分的發(fā)布節(jié)點(diǎn)為從機(jī)節(jié)點(diǎn)1，收聽節(jié)點(diǎn)為主機(jī)節(jié)點(diǎn)。典型應(yīng)用如從機(jī)節(jié)點(diǎn)1向主機(jī)節(jié)點(diǎn)報(bào)告自身某信號(hào)的狀態(tài)。

幀?ID = 0x31應(yīng)答部分的發(fā)布節(jié)點(diǎn)為主機(jī)節(jié)點(diǎn)，收聽節(jié)點(diǎn)為從機(jī)節(jié)點(diǎn)1和從機(jī)節(jié)點(diǎn)2。典型應(yīng)用如主機(jī)節(jié)點(diǎn)向從機(jī)節(jié)點(diǎn)發(fā)布信息。

幀?ID = 0x32應(yīng)答部分的發(fā)布節(jié)點(diǎn)為從機(jī)節(jié)點(diǎn)2，收聽節(jié)點(diǎn)為從機(jī)節(jié)點(diǎn)1。典型應(yīng)用如從機(jī)節(jié)點(diǎn)之間彼此通信。

2）事件觸發(fā)幀

引入事件觸發(fā)幀的目的是節(jié)省帶寬。

BCM(Master)需要獲取4個(gè)車門的狀態(tài)，該如何實(shí)現(xiàn)？

第一種方式：

?每次向四個(gè)車門請(qǐng)求狀態(tài)，浪費(fèi)帶寬，因?yàn)檐囬T狀態(tài)不是經(jīng)常發(fā)生。

第二種方法：

?將請(qǐng)求四個(gè)車門狀態(tài)的幀合并為一個(gè)事件觸發(fā)幀，Master不需要每次發(fā)送四個(gè)幀請(qǐng)求車門的狀態(tài)，只需要發(fā)送一個(gè)事件觸發(fā)幀即可，哪個(gè)車門狀態(tài)發(fā)生變化，對(duì)應(yīng)的車門將響應(yīng)該事件觸發(fā)幀。

事件觸發(fā)幀的響應(yīng)會(huì)出現(xiàn)如下三種情況：

第一種：沒有車門狀態(tài)變化。

?第二種：一個(gè)車門狀態(tài)發(fā)生變化

第三種：多個(gè)車門狀態(tài)發(fā)生變化，此時(shí)將出現(xiàn)沖突，沖突處理時(shí)，Master需要像第一種處理方式一樣，重新發(fā)送四幀分別請(qǐng)求單個(gè)車門狀態(tài)。LIN1.3與LIN2.0、LIN2.1處理方式有所區(qū)別，區(qū)別在于LIN1.3不切換調(diào)度表，占用事件觸發(fā)幀的時(shí)隙發(fā)送，LIN2.0、LIN2.1將切換沖突調(diào)度表處理，如下圖：

?3）零星幀（偶發(fā)幀(Sporadic Frame)）

引入零星幀的目的也是為了節(jié)省帶寬，如：BCM(Master)需要發(fā)送對(duì)4個(gè)車窗的控制指令，但是，兩個(gè)車窗的控制命令很少被同時(shí)執(zhí)行，同樣大量的帶寬被浪費(fèi)。

具體方案如下：

4）診斷幀

診斷幀用來傳輸診斷或配置信息，一般包含8個(gè)字節(jié)。

標(biāo)識(shí)符：

60(0x3C)：主請(qǐng)求幀

61(0x3D)：從響應(yīng)幀

傳輸方式：

?5）保留幀

標(biāo)識(shí)符： ?62(0x3e), 63(0x3f)

在LIN 2.1中未對(duì)保留幀進(jìn)行定義, 留給用戶自定義或?qū)淼陌姹旧?jí)。

9、調(diào)度表

?

10、偏移

偏移(jitter)是指一幀報(bào)文實(shí)際開始發(fā)送的時(shí)刻與幀時(shí)隙起點(diǎn)的時(shí)間差（該值在LDF文件中定義）。

??? TFrame_Slot> jitter + TFrame_Maximum

11、網(wǎng)絡(luò)管理

12、睡眠（Go To Sleep）

睡眠指令只有主節(jié)點(diǎn)可以發(fā)送，從節(jié)點(diǎn)在接到睡眠指令之后，也可以選擇不進(jìn)入睡眠狀態(tài)而繼續(xù)工作，這根據(jù)應(yīng)用層協(xié)議而定。

13、喚醒（Wake Up）

在一個(gè)處于睡眠狀態(tài)的LIN網(wǎng)絡(luò)中，任何一個(gè)節(jié)點(diǎn)都可以發(fā)送喚醒信號(hào)。

發(fā)送節(jié)點(diǎn)發(fā)送的喚醒信號(hào):

接收節(jié)點(diǎn)檢測的喚醒信號(hào):

14、主任務(wù)狀態(tài)機(jī)模型

15、從任務(wù)狀態(tài)機(jī)模型

?

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的Lin总线概述及入门的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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