LIN總線：汽車車身控制應用標準

　　基于LIN的系統的組件：

　　創建基于LIN的系統的復雜性遠遠低于基于CAN的系統。基于LIN的系統所需組件包括：

　　- 物理收發器(PHY)

　　- 帶有串行通信模塊(SCB)/接口的微控制器

　　- 開發工具：軟件

　　典型LIN網絡類似于圖2所示帶有一個主節點和多個從節點的系統。

　　圖2：典型LIN網絡

　　物理收發器注釋：大多數LIN實現方案采用收發器管理接口連接和支持更高的電壓電平。這些收發器一般位于微控制器外部。

　　為了在LIN網絡中擔當從節點，MCU需要一個串行通信接口(SCI)或串行通信模塊(SCB)，以支持UART，從而實現接口連接。LIN協議采用UART作為基本收發方式。如果無法在MCU硬件中實現UART，則可以采用軟件實現。但是不建議采用這種方法，因為會給處理器帶來不必要的負載。為用作主節點，我們需要采用更高端的MCU。除了支持SCI的UART之外，主節點還需要一個時鐘發生器。

　　LIN采用符合ISO9141標準的BUS單線連接。如今我們具有更高級的汽車級MCU，其以內置LIN-PHY提供對LIN的專用支持。這種集成可以使實現方案更緊湊、更簡單。

　　大多數MCU供應商至少會在其一個器件系列中支持LIN接口。例如賽普拉斯半導體公司的可編程片上系統(PSoC)，其提供一個在單芯片上集成可編程邏輯、存儲器和MCU的片上系統架構。這些器件支持能夠配置為LIN的串行通信接口，從而很有可能適用于需要LIN的汽車應用。

　　除了MCU和LIN PHY之外，配置LIN接口的不同參數通常需要軟件模塊等開發工具。賽普拉斯等處理器廠商可提供支持軟硬件同步設計的設計環境，如：PSoC Designer 與PSoC Creator。此類工具提供靈活的LIN組件或用戶模塊，其可以根據設計需求進行編程并運行。

　　MCU供應商還需要通過符合LIN規范的一致性測試對其LIN接口進行驗證或認證。幾乎所有OEM廠商都會提出此項要求，而MCU供應商在其開發過程中遵守相關要求。

　　LIN消息幀：

　　為了更好地了解數據如何通過LIN傳輸，需要了解相關消息幀。LIN消息幀由一個報頭和一個響應組成。報頭長度固定，而響應包含0~8字節的數據。幀間響應時間是從節點響應LIN主節點發出的請求所需要的時間。幀間響應時間隨網絡節點不同而不同，因為其取決于各節點的軟硬件實現。響應之后是一個針對消息幀的數據部分而計算的校驗和。

　　報頭分為三個字段：

　　1. 同步間隔場(SYNC-break field)用于 激活所有連接的LIN從節點，使其偵聽報頭的隨后部分。它由一個起始位和多個顯性位(dominant bit)組成。

　　2. 同步場(SYNC-field)是一個標準的數據格式字節。運行于RC振蕩器上的LIN從節點采用固定量的上升沿和下降沿之間的距離測量總線的當前位時間，以便重新計算內部波特率。

　　3. 標識符(ID)場由主節點發送到所有LIN節點，其通常包含64個不同值之一，并且在8位數據中含有2個奇偶校驗位。標識符包含隨后通過LIN總線傳輸的信息，如：發送者、接受者、用途以及數據字段長度。

　　消息幀結構如圖3所示。.

　　圖3：LIN消息幀結構

　　LIN應用：

　　我們已經清楚哪類汽車應用需要LIN。我們來快速查看一下采用LIN網絡的典型應用列表(見表2)。為了更好地了解其差異，表2將需要LIN的應用與需要CAN的應用進行了對比。

　　車載電子數量在不斷增多，其網絡復雜性也在不斷提高。我們在不遠的將來會在路上看到能夠相互通信的無人駕駛汽車。隨著汽車電氣網絡數量增多和復雜性提高，更簡單、更便宜的替代產品也在不斷增加，其中最流行的是LIN。LIN已經成為大多數不需要CAN等級安全性的車身控制應用的標準，而且在將來還會保持其流行勢頭。隨著新版本的發布(最新版本為2.2A版)，LIN也在保持其更新，以滿足汽車新標準要求。這同時也要求汽車MCU供應商裝備最新、最優LIN接口版本，以便在車身控制應用領域發揮其用武之地。