未來汽車中的終端節點通訊

網絡管理

LIN中的網絡管理只指集群喚醒和休眠（go-to-sleep）流程。所有其它網絡管理功能，如配置檢測或自我保護（limp hom）管理都由應用完成。

若想使所有從節點均進入低功耗模式，主節點會發出第一個數據字節為零的主請求(MasterRequest)幀。此幀就是休眠命令。從節點軟件負責處理正確進入低功耗模式所需的所有步驟。此外，如果LIN總線處于非活動狀態超過25000位時間（在使用LIN 2.0規范的情況下為超過4秒），從節點也應該自動進入低功耗模式。

為了喚醒休眠的LIN集群，任何節點都可以發出喚醒命令。喚醒請求是通過迫使總線進入250ms到5 ms的主導狀態發出的。每個從節點都可以檢測到喚醒請求，并準備好接收100 ms之內的總線命令。

LIN節點功率管理狀態圖見圖6。

圖6：LIN節點功率管理

LIN評估

1996年，沃爾沃和Volcano通訊(VCT) 為Volvo S80系列開發了一種基于UART/SCI的協議，即Volcano Lite。此協議是車輛通訊系統不可缺少的組成部分。1997年，摩托羅拉公司與沃爾沃和沃爾沃通訊合作，幫助它們改進Volcano Lite協議以滿足各種不同需求（比如無需晶振的從設備自動同步），并制定可以支持各種半導體產品的開放標準。1998年12月，Audi、BMW、Daimler Chrysler和VW也加入進來，由此形成了LIN協會(http://www.lin-subbus.org)。

LIN 1.0版于1999年7月發布，并受到一些汽車公司使用的VLIT總線的嚴重影響。LIN標準在2000年經過兩次更新，從而產生LIN1.2版本。

2002年11月，LIN協會頒布LIN1.3版標準，主要對物理層進行修改，提高了節點之間的兼容性。

當前的標準版本，即LIN2.0，是2003年9月發布的。由于LIN2.0版是現行標準，所以本文主要介紹此版本。

由于Audi、BMW、Daimler Chrysler、VW、Porsche 和VCT汽車公司在實施過程中發現了一些問題，所以，LIN的新版本目前正在制定當中。2005年5月，VCT被Mentor Graphics (http://www.mentor.com)收購，成為一個大公司的組成部分，因而能持續支持和開發VCT的完整產品線。

LIN 2.0規范包

LIN規范2.0版反映了LIN協會指出的發展趨勢。它還包括了SAE J2602 Task Force提供的信息，尤其是在現有從節點的使用方面。

LIN2.0規范包包含以下部分：

LIN物理層規范描述了物理層，包括比特率、時鐘容限（clock tolrerance）等。 LIN協議規范描述了LIN的數據鏈路層。 LIN API規范描述了網絡和應用程序之間的接口，包括配置和診斷層。 LIN配置語言規范描述了LIN說明文件的句法和語義，此說明文件用于配置完整的網絡，并作為開發和分析工具的輸入信息。 LIN診斷和配置規范描述了可部署在數據鏈層上，為診斷消息和節點配置提供信息的服務。 LIN節點功能語言規范定義了用來描述現有從節點的格式。這些從節點可與即插即用工具一同使用，以自動創建LIN描述文件。

圖7中的LIN開發工作流程顯示了LIN 2.0規范包的各個部分如何組成一個整體。

圖7：VCT LIN開發工作流程

LIN 2.0和LIN1.3規范包可以在http://www.lin-subbus.org.上注冊后免費訂購。

通過比較LIN1.3和LIN 2.0規范包，我們可以看到兩個最重要的改變就是對配置和診斷的標準化支持，以及規定的節點能力文件。它們的目標都是簡化現有節點的使用。

其它重要的改變包括：

LIN API（LIN規范包的一部分）是所有用C語言編程的節點所必需的。 增加了改進型校驗和（LIN2.0的校驗和還包括PID字節）。 增加了節點配置命令。 標準化和必備的LIN產品識別符（供應商ID/功能ID/版本ID）是配置的一部分。 增加了診斷和診斷API。 定義了新的幀和信號類型，從而可以使用零星的幀和字節陣列信號。 增加了必需的響應錯誤(Response_error)從狀態監控。 將休眠(goto_sleep)和喚醒(wake_up)信號分離。 規范中增加了自動比特率檢測。

LIN2.0是LIN 1.3的擴展集，因此LIN2.0主節點可以處理包含LIN 1.3和/或LIN 2.0從節點的集群。自然，一些LIN2.0的特殊特性（包括增強的校驗和、重新配置和診斷等）不能從LIN1.3從節點中請求。但是，LIN2.0從節點不能與LIN1.3主節點一同運行（因為LIN2.0從節點需要配置）。
SAE J2602 LIN工作組

SAE J2602的目標是通過滿足LIN2.0的模糊、矛盾或可選的要求來提高網絡中不同LIN設備之間的可互操作性和可交互能力。J2602的規定與LIN2.0規范的主要不同之處包括：

波特率固定在10.417Kbps。 由于斜率針對固定的波特率進行了優化，可以實現更好的EMC。 不推薦從節點之間的通訊。 不允許基于事件的消息。 除了休眠和有目標的復位（Sleep and Targeted Reset）外，所有配置和診斷服務都是可選的。

SAEJ2602還提出了LIN2.0中沒有的其它要求（如容錯操作、網絡拓撲和內置的標準化報告等）。

一般來說，SAEJ2606的設計考慮了實施定制從節點的長期目標，而LIN2.0假設使用基于MCU的實施。因此，J2602期望通過定制從節點來進一步節約成本。

硅元件上的可能實施

根據目標MCU提供的功能，可以采用幾種LIN驅動器實施策略。

對于沒有UART模塊的MCU，需要位響應(Bit-Bang)解決方案，使用一個定時器和兩個通用IO引腳將UART功能構建到軟件中。主要優勢是沒有UART的MCU一般是最便宜的處理器。另一方面，這樣的CPU使用非常精密，需要為每個字節都發送中斷請求。最后，這種解決方案與基于UART的解決方案相比一般需要更多內存，比如，在飛思卡爾68HC908QY器件中就可以找到這類LIN驅動器。