簡化線路配置　兩線LIN架構加快汽車聯網設計（一）

現今，汽車往往包含數百個傳感器，主要用于測量和報告溫度與壓力等參數。在大多數情況下，這些傳感器位于車輛內，遠離監控和處理傳感器資料的主機微控制器 （Host MCU）。考量車輛的聯網接線成本，這些傳感器并不直接與控制器區域網路（CAN）或區域互聯網路（LIN）連接。克服這種接線局限性的方法是將標準三線 LIN網路轉化為兩線配置，其中LIN的從端節點（Slave Node）從LIN匯流排主通訊線直接取電，從而省去每個從端節點到電池的供電線。

　　標準LIN匯流排包括一個主端節點及不超過十五個與單一網路相連的從端節點。物理LIN網路是三線配置，包括電源（車輛電池）、接地和LIN匯流排通訊線。在主LIN匯流排上通常需要一個1kΩ上拉電阻RLIN，在正常LIN匯流排運作中，此上拉電阻在LIN匯流排為LIN網路上的從端節點提供偏壓，但不提供電力，從端節點的電力係來自電池輸入（圖1）。

　　圖1 標準三線LIN配置

　　設計人員可以使用簡化為兩線的非標準LIN網路架構，此種方法依靠連接的從端節點直接由從端LIN匯流排取得電能，進而省去從端節點到電池的獨立供電線（圖2）。

　　圖2 建議中的兩線LIN配置

　　由于省去電池供電線，為從端節點供電僅需一個阻塞二極管、VDS和緩沖電容CVS_S，緩沖電容應在LIN資料包傳輸期間足以保持從端節點供電電壓，定時推動LIN信號到接地。本文概述這種兩線接線方法的實施方案，并確定完全實現兩線LIN網路功能性必須考慮的固有系統折衷權衡。

左右從端節點性能　關鍵參數舉足輕重

　　成功實施兩線LIN網路的關鍵是連接從端節點的電能要求。必須給從端節點供應足夠的電能，從而以最低系統工作電壓維持通信：系統工作電壓一般是9伏特 （V）。若無法滿足這項條件，則不可能實施兩線LIN解決方案。在兩線實施方案中影響從端節點性能的關鍵參數為LIN匯流排電源、從端節點耗電量、從端節點緩沖電容及LIN匯流排資料協定。

　　影響兩線LIN網路效能　匯流排電源很關鍵

　　LIN匯流排的性能受到主端節點向從端節點供電的限制。在這種配置中，LIN從端節點的供電將由LIN匯流排主端節點上拉電阻RLIN決定（圖2）。從端節點的固定最低輸入工作電壓要求是5.5伏特。為滿足這種最低工作電壓要求，從端節點取得的負載電流必須不會使LIN主端節點上拉電阻的電壓降增加，從而使提供給從端節點的輸入電壓下降到5.5伏特以下，這是從端節點電壓調節器操作的最低操作電壓臨界值。圖3顯示在最低供電電壓為5.5伏特時，采用不同的 LIN主端節點上拉電阻提供給從端節點的最大負載電流。

　　圖3 在供電電壓為5.5V時，LIN網路主端節點上拉電阻和最大從端節點負載電流的關系。