LIN總線技術及應用——概述(一)

LIN（Local Interconnect Network，本地互連網絡）是專門為汽車開發的一種低成本串行通信網絡。它是現有汽車多元化網絡公文包的一個補充。LIN將成為層級式機動車網絡執行的一個可行性因素，能夠提高質量、降低車輛成本。標準化意味著將會減少目前市場上雜亂的低端多元化解決方案，并降低汽車電子產品在開發、生產、服務及物流領域的費用。

下圖所示是LIN網絡的拓撲結構，LIN網絡是一個單主節點的網絡，在這個網絡中有且只能有一個主節點（master node），從節點（slave node）的通信都是依靠主節點來調度的，詳細的內容在之后發布的文章中我們會繼續介紹。

下圖所示是LIN總線的通信模型，如圖一共分為四層，底層是物理層，主要是定義了線纜和LIN觸發器，第二層是數據鏈路層，主要負責報文幀的處理，第三層是傳輸層，主要是信號交互和網絡層的報文處理，最頂層是應用層。

如下圖所示是一個簡單的汽車的網絡架構，其中有CAN總線、LIN總線以及MOST總線等等，LIN總線也是構建汽車網絡的一個重要組成部分。

大致了解了LIN總線，現在讓我們來說說LIN總線的起源吧。

LIN(Local Interconnect Network)協會成立于1998年。

成立時的主要成員：

5家整車廠：Audi, BMW, DaimlerChrysler, Volvo, VW

1家半導體制造商：Motorola（LIN總線的規范由摩托羅拉發布）

1家工具提供商：Mentor Graphics

目前的主要成員：

5家整車廠：Audi, BMW, DaimlerChrysler, Volvo, VW

1家半導體制造商：Freescale

1家工具提供商：Mentor Graphics

LIN聯盟（即LIN協會）一直在努力將LIN總線推廣為ISO國際標準。如今，雖然LIN聯盟已經解散了，LIN總線卻一步步成為了通用的ISO國際標準。

根據ISO官網上資料，目前LIN總線協議的ISO標準還在發展中并未發布，協議為ISO17987，從ISO17987-1到ISO17987-7已經有7個部分在編；已經發布了的是一個關于LIN的UDS診斷協議ISO14229-7。

那么LIN總線為何會出現呢?

——LIN總線的主要目的在于提供一種低成本的車用總線，從而形成對CAN總線的補充。

——LIN總線已經廣泛地被世界上的大多數汽車公司以及零配件廠商所接受，有望成為公認的A類網絡標準。

接下來介紹一下LIN總線的主要特點。

功能簡單，實時性低

成本低

傳感器/執行器級的總線

基于UART數據格式、主從結構、單線12V

串行通信

開放、不需要使用費和版稅

下面這個圖說明了CAN總線和LIN總線的關系，在一個汽車的網絡中，LIN總線一般是掛在CAN總線下面的，它們通過網關聯系起來，完成信息交互，這個網關也相當于LIN網絡的主節點，可以調度LIN的其他的從節點。

LIN協議版本概述

如下表格是LIN協議的版本以及發布時間，不同版本之間也增添了很多新的內容。其中，LIN1.3和LIN2.0是使用最多的版本。

SAE J2602是美國機動工程師協會的LIN標準， 建立在LIN 2.0的基礎之上，但是，降低了LIN 2.0規范的一些軟件單元的復雜性，以努力縮短LIN從節點所需要的嵌入式軟件代碼長度并降低其復雜度。

下面這個時間軸是LIN協議的發布時間以及增加的內容。

1

LIN1.1

1999年7月，底特律SAE大會

內容包括三部分：協議規范；配置語言規范；API規范

2

LIN1.2

2000年11月

3

LIN1.3

2002年11月

增加了物理層規范

4

LIN2.0

2003年9月

適應當代和未來汽車工業發展趨勢

為了實現節點的“即插即用”

增加了診斷規范和節點能力語言規范

5

LIN2.1

2006年11月

目標是改進LIN 2.0規范的理解力

增加了傳輸層規范和節點配置規范

形成了8個子規范

LIN規范組成

LIN物理層規范

描述了LIN總線的物理層，包括位傳輸速率，時鐘容錯范圍等

LIN協議規范

描述了LIN總線的數據鏈路層

LIN診斷和配置規范

描述了如何在數據鏈路層之上提供診斷信息和節點配置服務

LIN應用程序接口（API）

描述了網絡和應用程序之間的接口，包括診斷模塊

LIN配置語言規范（LDF）

介紹了LIN配置文件的格式。LIN配置文件用于配置整個網絡，并作為OEM和不同網絡節點的供應商之間的通用接口，同時可作為開發和分析工具的一個輸入

LIN節點能力描述語言規范（NCF）

介紹了描述從機節點的語言格式，LIN集群設計工具可以使用NCF文件自動地生成LIN描述文件

LIN傳輸層規范

描述了傳輸最高能達到4095個字節數據的方法

LIN診斷規范

描述了從機節點所支持的診斷服務類型，診斷服務都使用傳輸層

關鍵詞： LIN總線技術概