車內系統的本地互連網－LIN

汽車電子行業最大的熱點之一是網絡化。為了提供安全、可靠和舒適的車內系統，汽車制造商們將使用更多的嵌入式控制器。而這一發展趨勢使得can、lin、most等網絡總線在汽車中的應用日趨升級。同時，車內通信系統也變得非常重要，汽車制造商試圖采用本地互連網（lin）和控制器局域網（can）將車內各個控制單元互連起來，從而滿足市場需要。
長期以來，許多大的汽車生產商采用的是對汽車所有節點進行集中控制的解決方案。這些采用集中控制的節點負責為車窗升降、鎖門和車鏡位置調整等幾種用戶操作提供接口和控制。 過去，這些采用集中控制的節點基于高性能的mcu，這個mcu負責處理模塊中的各種功能。模塊通常通過can總線連接。雖然該方法能夠解決大量聯網問題，但同時也導致基礎結構太過復雜、速率要求過高。

汽車行業的發展趨勢對生產商提出了更高要求。創新和功能增強一直是競爭市場的驅動因素：在現有平臺上實施這些功能已變得越來越困難。增強各個集中控制節點的mcu功能是解決問題的一個途徑，但是，mcu規格增大、互連數量增加、缺乏靈活性等問題最終會導致效率降低。 還有一種方法便是降低集中控制的集成度，將部分功能移植到更小，更可靠的節點。本地互聯網絡（lin）是實現該目的的理想網絡，可以提供一種低速率、低成本的實施方法。

lin概況

lin總線是針對低成本應用而開發的汽車串行協議。它對現有can網絡進行了補充，支持車內的分層式網絡。本協議是簡單的主/從配置，主要流程在主節點上完成。為了減少成本，從節點應當盡量簡單。
lin總線是主從協議，總線中的所有數據傳輸都由主節點發起。現在有兩種完全不同的方法可以將數據傳輸到從節點，即主-從傳輸（主節點中的從任務傳輸數據）或從-從傳輸（主節點發送幀頭，從某個從節點傳輸數據，然后由另一從節點接收該數據）。這兩種方法具有不同的優勢和劣勢。

使用lin協議的信息傳輸定時是可以預測的。該協議是時間觸發型，不需要總線仲裁，同樣可以計算每條信息幀在最差環境的定時。每條信息幀的傳輸都由主節點上執行的調度表控制。調度表在既定時間傳輸信息幀幀頭。

網絡實施

單個lin網絡（多個門節點）

在這類網絡中，車身控制器模塊(bcm)將通過單個lin網絡與其他所有節點相連。這類網絡具有非常直接的結構體系，lin連接有效地取代了can解決方案。這是一個能降低成本的解決方案，因為它不需要任何can節點。bcm是lin網絡的主節點，所有lin節點都可以接入lin網絡上傳輸的所有信息。采用該種解決方案，網絡上通常擁有5個lin節點。減少節點數量和定義初始信息傳輸方法使網絡更直接有效。

這類網絡信息流最短，從而引起的emc問題最少。同時，流量密度的降低，還有助于減少輻射。由于所有節點都通過單線連接，接頭數量減到最少，這樣增加了可靠性。

兩個lin網絡（左邊和右邊）

雙lin網絡是為了克服單個lin網絡的缺點而產生的。bcm控制兩個完全獨立的lin網絡，使得制定調度表變得相對簡單，網絡靈活性也增強，即使出現撞車事件，大部分網絡仍能保持完整狀態。同時采用兩個完全獨立的lin網絡，有利于各個網絡準時進行通信。

但是，這個方法仍然有幾個缺點。首先，各個節點智能沒有降低，仍然需要高性能的mcu。其次，盡管信息定義變得更簡單，但兩個網絡之間的信息交換變得困難，有時比較慢。在這種配置中，雖然鍵盤作為lin節點配置在網絡右側，但鍵盤的大量功能卻需要左手方網絡控制，這會導致響應時間延遲的問題。

具備lin分層結構的can

僅僅依靠lin不能克服所有的局限。lin是作為can的補充，而不是徹底替換can。右圖是can/lin混合網絡的解決方案。

通常bcm和4個車門通過一個can網絡連接。這是目前大量生產商采用的典型方案。這時，每個車門內的高性能控制器(mcu)，如常見的freescale hc908az60a，直接控制車窗和車鏡。

隨著汽車的一些智能控制功能轉移到最小的節點中，對滿足這樣要求的小而可靠的微處理器的需求越來越多。lin網絡方案使大量節點之間的互連變得簡單、經濟高效，因此是理想的解決方案。通過在車內引入規格更小的單獨模塊，汽車生產商能夠迅速修改其標準產品平臺，去迎合客戶的需求。

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