LIN总线系统简析知识分享

LIN总线学习手记1* LIN概况LIN（Local Interconnect Network）是一种面向汽车用低速网络的单主多从、异步串行总线标准，定位于需要互连但不需要强调实时性和可靠性的部件，作为CAN网络的补充和末梢。

目标是以低廉的价格联接车上的传感器、执行器和处理器，并且允许不同厂家的模块随时添加进来。

LIN目前不但用于多种型号的汽车上，而且日益广泛地用在智能传感器领域。

* LIN组织核心成员:5个车厂+1个半导体公司+1个测试工具公司。

A(udi)，B(M W)，DC(戴克)，V(olvo)，VW(大众)，Freescale和VCT（已并入Mentor Grap hics）。

研、产、测、用一体化，这似乎是现代工业标准化的一种通行道路了。

* LIN规范完全免费。

最新版本是2.0。

2.0与1.3目前都被广泛采用，2.0可以兼容1.3，但反过来不行。

定义完整，对应OSI的下三层。

入门阶段应该掌握下2层。

LIN规范包含6个模块，可以分“接口”、“通信协议”、“软件开发接口”和“开发语言”四个部分。

入门阶段应该掌握“接口”和“通信协议”，了解“软件开发接口”。

* LIN的通信协议基于状态机：FPGA或CPLD基于单片机Bit-Bang方法：就是用IO口线模拟异步串口。

成本最低，但CPU负担最重，代码最多。

SCI+Timer方法：就是利用UART硬件和Timer组合。

成本适中，CPU负担减轻。

专门LIN模块：由功能完备的LIN模块完成通信。

成本较高，CPU负担最轻，代码最少。

* LIN的接口+12V 单端非平衡信号。

最高通信速率20kbps。

主节点输入阻抗1K，从节点30K。

LIN总线学习手记21推荐* LIN的前生今世与来生源自ISO9141；目前是LIN 2.0和1.3并行发展，很快就要兼容24V电源系统；未来可能会变成SAE J2602。

*LIN的竞争对手按照SAE的分类法，10K以下是A类网，125K以上是C类网，中间是B类网。

LIN总线的认识与分析LIN总线简介LIN（Local Interconnect Network）是低成本的汽车网络，它是现有的汽车复用网络功能上的补充。

为了获得更多的质量提高和降低成本，LIN将是在汽车中使用汽车分级网络的启动因素。

LIN的标准化将减少重复使用现有的低端复用解决方案，而且将减低汽车电子的开发、生产、服务和后勤成本。

LIN标准包括传输协议规范、传输介质规范、开发工具接口规范和软件编程接口规范。

LIN在硬件和软件上保证了网络节点的互操作性，并能预测EMC。

这个规范包包括了3个主要部分：LIN协议规范部分——介绍了LIN的物理层和数据链路层。

LIN配置语言描述部分——介绍了LIN配置文件的格式。

LIN配置文件用于配置整个网络并作为OEM和各种网络节点供应厂商的通用接口，以及作为开发和分析工具的输入。

LIN API部分——介绍了网络和应用程序之间的接口。

这个概念可以实现开发和设计工具之间的无缝连接，并提高了开发的速度，增强了网络的可靠性。

LIN协会创建于1998年末，最初的发起人为为宝马、Volvo、奥迪、VW、戴姆勒-克莱斯勒、摩托罗拉和 VCT等，五家汽车制造商，一家半导体厂商以及一家软件工具制造商。

该协会将主要目的集中在定义一套开放的标准，该标准主要针对车辆中低成本的内部互联网络（LIN, local interconnect networks），这些地方无论是带宽还是复杂性都不必要用到CAN网络。

LIN标准包括了传输协议的定义、传输媒质、开发工具间的接口、以及和软件应用程序间的接口。

LIN提升了系统结构的灵活性，并且无论从硬件还是软件角度而言，都为网络中的节点提供了相互操作性，并可预见获得更好的EMC（电磁兼容）特性。

LIN补充了当前的车辆内部多重网络，并且为实现车内网络的分级提供了条件，这可以有助于车辆获得更好的性能并降低成本。

LIN协议致力于满足分布式系统中快速增长的对软件的复杂性、可实现性、可维护性所提出的要求，它将通过提供一系列高度自动化的工具链来满足这一要求。

LIN总线的认识与分析LIN总线简介LIN（Local Interconnect Network）是低成本的汽车网络，它是现有的汽车复用网络功能上的补充。

为了获得更多的质量提高和降低成本，LIN将是在汽车中使用汽车分级网络的启动因素。

LIN的标准化将减少重复使用现有的低端复用解决方案，而且将减低汽车电子的开发、生产、服务和后勤成本。

LIN标准包括传输协议规范、传输介质规范、开发工具接口规范和软件编程接口规范。

LIN在硬件和软件上保证了网络节点的互操作性，并能预测EMC。

这个规范包包括了3个主要部分：LIN协议规范部分——介绍了LIN的物理层和数据链路层。

LIN配置语言描述部分——介绍了LIN配置文件的格式。

LIN配置文件用于配置整个网络并作为OEM和各种网络节点供应厂商的通用接口，以及作为开发和分析工具的输入。

LIN API部分——介绍了网络和应用程序之间的接口。

这个概念可以实现开发和设计工具之间的无缝连接，并提高了开发的速度，增强了网络的可靠性。

LIN协会创建于1998年末，最初的发起人为为宝马、Volvo、奥迪、VW、戴姆勒-克莱斯勒、摩托罗拉和 VCT等，五家汽车制造商，一家半导体厂商以及一家软件工具制造商。

该协会将主要目的集中在定义一套开放的标准，该标准主要针对车辆中低成本的内部互联网络（LIN, local interconnect networks），这些地方无论是带宽还是复杂性都不必要用到CAN网络。

LIN标准包括了传输协议的定义、传输媒质、开发工具间的接口、以及和软件应用程序间的接口。

LIN提升了系统结构的灵活性，并且无论从硬件还是软件角度而言，都为网络中的节点提供了相互操作性，并可预见获得更好的EMC（电磁兼容）特性。

LIN补充了当前的车辆内部多重网络，并且为实现车内网络的分级提供了条件，这可以有助于车辆获得更好的性能并降低成本。

LIN协议致力于满足分布式系统中快速增长的对软件的复杂性、可实现性、可维护性所提出的要求，它将通过提供一系列高度自动化的工具链来满足这一要求。

第三章本地内部连接网络LIN3.1 LIN概述知识要点一、汽车网络分类美国汽车工程师协会(SAE)将汽车网络根据速率划分为A、B、C三个等级(见表1)：A 类面向传感器/执行器控制的低速网络，速率通常只有1kbps～10kbps，主要应用于电动门窗、座椅调节、灯光照明等控制；B类面向独立模块间数据共享的中速网络，速率一般为10kbps～100kbps，主要应用于电子车辆信息中心、故障诊断、仪表显示、安全气囊等系统；C类面向高速、实时闭环控制的多路传输网，最高位速率可达1Mbps，主要用于悬架控制、牵引控制、先进发动机控制、ABS等系统。

另有说法，D类面向信息、多媒体系统的网络；E类：面向乘员的安全系统二、定义LIN 是Local Interconnect Network 的缩写，是基于UART/SCI(Universal Asynchronous Receiver-Transmitter /Serial Communication Interface，通用异步收发器/串行通信接口)的低成本串行通信协议。

三、协议规范LIN协议规范部分（LIN Protocol），——介绍了LIN的物理层和数据链路层。

LIN配置语言描述部分（LIN Configuration Language）——介绍了LIN配置文件的格式。

LIN配置文件用于配置整个网络并作为OEM和各种网络节点供应厂商的通用接口，以及作为开发和分析工具的输入。

LIN API部分（LIN API）——介绍了网络和应用程序之间的接口。

这个概念可以实现开发和设计工具之间的无缝连接，并提高了开发的速度，增强了网络的可靠性。

四、LIN的特点①网络由一个主机节点和多个从机节点构成。

②结构简单，使用LIN 可以大幅度的削减成本。

③信号传输具有确定性，可以提前计算出传播时间。

④不需要改变LIN 从节点的硬件和软件就可以在网络上增加节点⑤LIN 具有可预测的EMC(ElectroMagnetic Compatibility，电磁兼容性)性能。

汽车LIN总线的工作原理及数据传输解析当总线主设备需要发送数据时，它会发送一个命令帧，其中包含要发送数据的目的设备地址和相关控制信息。

总线从设备接收到命令帧后，根据命令帧中的地址信息决定是否处理该帧。

如果总线从设备需要回复数据，它会发送一个响应帧，其中包含回复数据以及相关控制信息。

总线主设备将接收到的响应帧解析为数据，并进行后续处理。

在数据传输方面，LIN总线使用了连续时间域多路复用电传输技术。

具体而言，它将发送的数据流分成一个一个的比特，并根据时钟信号在总线上进行传输。

在传输过程中，每个比特的开始由总线主设备发送一个起始保持帧标记（SOF）来表示。

每个比特之间通过总线上的电位变化表示1和0。

传输的比特数和数据速率由总线主设备控制。

在接收方面，总线从设备通过比较接收到的电位变化来解析接收到的数据比特。

如果没有检测到电位变化，则该比特被解析为逻辑0，否则解析为逻辑1除了数据传输，LIN总线还包括错误检测和容错机制。

例如，总线主设备会发送一个帧检验序列（CRC）作为命令帧的一部分，以便总线从设备可以检测数据传输过程中的错误。

总的来说，汽车LIN总线通过主从架构、连续时间域多路复用电传输技术和错误检测机制实现了在汽车电子系统中的数据传输。

它的低成本、低功耗和可靠性使其成为汽车电子系统中常用的通信总线。

数据传输解析方面，LIN总线提供了多种数据传输模式，包括事件触发式传输模式和周期性激发式传输模式。

事件触发式传输模式是指仅在发生特定事件时才进行数据传输。

例如，当汽车发动机启动时，总线主设备可以向其他设备发送相关信息。

周期性激发式传输模式是指在预定时间间隔内定期传输数据。

例如，汽车仪表盘上的显示器可以每隔几毫秒接收并更新车速数据。

在数据传输解析过程中，总线主设备负责生成命令帧并将其发送给特定设备地址。

总线从设备接收到命令帧后，根据地址信息和控制信息判断是否需要回复数据，并将回复数据封装成响应帧发送给总线主设备。

LIN总线⼊门LIN总线是⽬前常见的⼀种A类⽹络协议。

LIN的全称为Local Interconnect Network。

LIN主要功能是为CAN总线⽹络提供辅助功能，应⽤场合有智能传感节点、⾃动车窗节点等。

⽬前最新的LIN协议是LIN2.2，制定于2010年。

LIN的⼀⼤优点是成本低，但其最⼤传输速率为20Kbps。

建议的通信速率如下，低速2400bps，中速9600bps，⾼速19200bps。

根据OSI参考模型，LIN总线仅规范了数据链路层和物理层。

LIN的部分应⽤LIN的特点如下：1.采⽤单主多从的组⽹⽅式，⽆CAN总线那样的仲裁机制，最多可连接16个节点（1主15从）。

2.对硬件要求简单，仅需UART/SCI 接⼝，辅以简单驱动程序便可实现 LIN 协议。

故⼏乎所有的MCU均⽀持LIN。

3.不需要单独的晶振，便能完成主、从节点的同步，硬件成本⼤幅降低。

4.仅使⽤⼀根信号线便可完成信息的传输，即所谓的单总线设备。

5.传输速率最⾼可达20Kbps，符合A类⽹络标准，满⾜车⾝控制需要。

6.LIN ⽹络中新节点的加⼊，对⽹络中其他原有节点的软硬件设计不会造成影响。

LIN⽹络主从节点的功能LIN⽹络中的节点任务分为主机任务和从机任务两类。

其中，主机任务只在主机节点上运⾏，⽽从机任务在主机节点和从机节点上均可运⾏。

也就是说，主机节点可以实现主机任务和从机任务。

A.主机任务主要执⾏以下功能：1.定义总线上的通信速率。

（同步场？待考）2.发送报⽂帧头，包含同步间隔场、同步场和标识符场三个部分。

3.监控总线通信，通过校验和确定数据正确性与否。

4.使从机进⼊唤醒或睡眠状态，并响应从机的唤醒要求。

B.从机任务既可运⾏于主机⼜可运⾏于从机，它主要完成以下功能：1.等待主机任务发送的同步间隔，使从机与主机于同步场中获得同步。

2.分析标识符场，若与⾃⼰相关，则接收或发送数据，若与⾃⼰⽆关则什么都不做。

3.检查和发送校验和。