1、引言

　　汽車總線中通訊節(jié)點和數(shù)據(jù)流量持續(xù)增加，節(jié)點日益復(fù)雜，使得汽車總線在重量、布置、成本、通信效率等方面面臨困境，走出這一困境的出路在于實行汽車總線的網(wǎng)絡(luò)化和分級制。A類總線——局域互連網(wǎng)LIN(LocalInterconnectNetwork)因此應(yīng)運而生。LIN是一種結(jié)構(gòu)

　　簡單、配置靈活、成本低廉的新型低速串行總線，主要用作CAN等高速總線的輔助網(wǎng)絡(luò)或子網(wǎng)絡(luò)。在帶寬要求不高、功能簡單、實時性要求低的場合，如車身電器的控制等方面，使用LIN總線，可有效的簡化網(wǎng)絡(luò)線束、降低成本、提高網(wǎng)絡(luò)通訊效率和可靠性。

　　2、汽車網(wǎng)絡(luò)

　　目前有分別適用發(fā)動機和底盤控制、車身電器控制、車載多媒體等不同場合的多種汽車總線標(biāo)準(zhǔn)。SAE(SocietyofAutomotiveEngineering)按傳輸速度的不同將汽車網(wǎng)絡(luò)總線分為三類，如表1所示。

　　表一汽車網(wǎng)絡(luò)分類

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　　A類總線協(xié)議有許多種，然而長久以來卻沒有一種協(xié)議能成為該領(lǐng)域的通用標(biāo)準(zhǔn)。1998年Audi、Motorola、BMW、DaimlerChrysler、VCT、Volvo和Volkswagen七家公司聯(lián)合成立了LIN協(xié)會，在潛心研究A類總線的基礎(chǔ)上提出了新型A類總線——LIN，該總線一經(jīng)面世，即以其低廉的成本優(yōu)異的性能廣為各大廠商所接受，有望成為A類總線的國際標(biāo)準(zhǔn)。

　　3、LIN

　　LIN總線基于SCI/UART數(shù)據(jù)格式，采用單主機多從機模式，總線僅由三根導(dǎo)線組成(電源、地線和數(shù)據(jù)線)，LIN總線的驅(qū)動/接收器規(guī)范遵從ISO9141標(biāo)準(zhǔn)，且EMI性能有所提高。LIN在硬件和軟件上保證了網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的互操作性，并可預(yù)測EMC。

　　LIN的主要特點：成本低，基于通用UART/SCI接口，幾乎所有微控制器都具備LIN必需的硬件;極少的信號線就可實現(xiàn)ISO9141標(biāo)準(zhǔn);傳輸速率最高可達20Kb/s，最大總線長度40m;單主機/多從機模式，無需總線仲裁;從機節(jié)點不需石英或陶瓷振蕩器就能實現(xiàn)自同步;保證信號傳輸?shù)难舆t時間;不需要改變LIN從機節(jié)點的硬件和軟件就可以在網(wǎng)絡(luò)上增加或刪除節(jié)點等。

　　LIN總線規(guī)范的初始版本LIN1.0由LIN協(xié)會在1999年7月發(fā)布，后幾經(jīng)修訂，現(xiàn)行版本為LIN協(xié)會在2003年9月發(fā)布的LIN2.0。LIN規(guī)范包括傳輸協(xié)議規(guī)范、傳輸媒介、開發(fā)工具接口和軟件程序編制接口。LIN的規(guī)范化將改變低端汽車網(wǎng)絡(luò)雜亂的現(xiàn)狀，并將降低汽車電子設(shè)備的開發(fā)、生產(chǎn)、服務(wù)和維護成本

　　3、1LIN拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

　　LIN采用單主機多從機模式，一個LIN網(wǎng)絡(luò)包括一個主機節(jié)點和若干個從機節(jié)點。

　　(由于過多節(jié)點將導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)阻抗過低，一個LIN網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點總數(shù)不宜超過16。)主機節(jié)點既包括主機任務(wù)也包括從機任務(wù)，從機節(jié)點都只包括從機任務(wù)，如圖1所示。主機節(jié)點也可以通過網(wǎng)關(guān)和其他總線如CAN連接。

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　　3、2LIN數(shù)據(jù)傳輸

　　LIN總線中數(shù)據(jù)借助報文幀來傳輸，報文幀由報文頭和響應(yīng)組成。

　　報文頭只能由主機任務(wù)發(fā)送，它包括同步間隔場、同步場和標(biāo)識符場三個部分。同步間隔場為至少13個連續(xù)的顯性位(低電平)，它標(biāo)志著一個報文幀的開始。其后為同步場，同步場邏輯值為0x55，從機節(jié)點利用同步場來實現(xiàn)與主機節(jié)點的同步。標(biāo)識符場緊跟在同步場之后，長度為一個字節(jié)。標(biāo)識符場中低6位為標(biāo)識符位，共可組成64個標(biāo)識符，其中60個用作一般報文傳輸、兩個用作診斷幀、一個用作用戶定義幀、一個留作LIN擴展用。標(biāo)識符后兩位為奇偶校驗位。

　　標(biāo)識符指出當(dāng)前幀的內(nèi)容，從機節(jié)點據(jù)此來確定自己是否應(yīng)該對當(dāng)前幀做出響應(yīng)、做出何種響應(yīng)。

　　響應(yīng)由從機任務(wù)發(fā)送，它由數(shù)據(jù)場和校驗和場組成。數(shù)據(jù)場由報文幀所攜帶的數(shù)據(jù)組成，長度為一到八個字節(jié)。報文幀的最后為校驗和場，長度為一字節(jié)，LIN1.3及其以前的規(guī)范版本中規(guī)定校驗和場僅對數(shù)據(jù)場作校驗，稱為傳統(tǒng)校驗和，LIN2.0規(guī)范中規(guī)定校驗和場校驗范圍包括數(shù)據(jù)場和標(biāo)識符場，稱為增強校驗和。

　　一個完整的報文幀如圖2所示。

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　　圖2LIN報文幀

　　根據(jù)傳輸條件的不同，報文幀可分為絕對幀、觸發(fā)幀、離散幀、診斷幀、用戶定義幀和保留幀六種[2]。LIN總線上的所有通訊都由主機節(jié)點中的主機任務(wù)發(fā)起，主機任務(wù)根據(jù)進度表來確定當(dāng)前的通訊內(nèi)容，發(fā)送相應(yīng)的幀頭，并為報文幀分配幀通道。總線上的從機節(jié)點接收幀頭之后，通過解讀標(biāo)識符來確定自己是否應(yīng)該對當(dāng)前通訊做出響應(yīng)、做出何種響應(yīng)。基于這種報文濾波方式，LIN可實現(xiàn)多種數(shù)據(jù)傳輸模式，且一個報文幀可以同時被多個節(jié)點接收利用，如圖3所示。

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　　圖3LIN數(shù)據(jù)傳輸模式