基于LIN總線(xiàn)的汽車(chē)分級(jí)制網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

1、引言

　　汽車(chē)總線(xiàn)中通訊節(jié)點(diǎn)和數(shù)據(jù)流量持續(xù)增加，節(jié)點(diǎn)日益復(fù)雜，使得汽車(chē)總線(xiàn)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(shí)行汽車(chē)總線(xiàn)的網(wǎng)絡(luò)化和分級(jí)制。A類(lèi)總線(xiàn)——局域互連網(wǎng)LIN(LocalInterconnectNetwork)因此應(yīng)運(yùn)而生。LIN是一種結(jié)構(gòu)

　　簡(jiǎn)單、配置靈活、成本低廉的新型低速串行總線(xiàn)，主要用作CAN等高速總線(xiàn)的輔助網(wǎng)絡(luò)或子網(wǎng)絡(luò)。在帶寬要求不高、功能簡(jiǎn)單、實(shí)時(shí)性要求低的場(chǎng)合，如車(chē)身電器的控制等方面，使用LIN總線(xiàn)，可有效的簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)線(xiàn)束、降低成本、提高網(wǎng)絡(luò)通訊效率和可靠性。

　　2、汽車(chē)網(wǎng)絡(luò)

　　目前有分別適用發(fā)動(dòng)機(jī)和底盤(pán)控制、車(chē)身電器控制、車(chē)載多媒體等不同場(chǎng)合的多種汽車(chē)總線(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)。SAE(SocietyofAutomotiveEngineering)按傳輸速度的不同將汽車(chē)網(wǎng)絡(luò)總線(xiàn)分為三類(lèi)，如表1所示。

　　表一汽車(chē)網(wǎng)絡(luò)分類(lèi)

　　A類(lèi)總線(xiàn)協(xié)議有許多種，然而長(zhǎng)久以來(lái)卻沒(méi)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(huì)，在潛心研究A類(lèi)總線(xiàn)的基礎(chǔ)上提出了新型A類(lèi)總線(xiàn)——LIN，該總線(xiàn)一經(jīng)面世，即以其低廉的成本優(yōu)異的性能廣為各大廠(chǎng)商所接受，有望成為A類(lèi)總線(xiàn)的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。

　　3、LIN

　　LIN總線(xiàn)基于SCI/UART數(shù)據(jù)格式，采用單主機(jī)多從機(jī)模式，總線(xiàn)僅由三根導(dǎo)線(xiàn)組成(電源、地線(xiàn)和數(shù)據(jù)線(xiàn))，LIN總線(xiàn)的驅(qū)動(dòng)/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(diǎn)的互操作性，并可預(yù)測(cè)EMC。

　　LIN的主要特點(diǎn)：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(hào)線(xiàn)就可實(shí)現(xiàn)ISO9141標(biāo)準(zhǔn);傳輸速率最高可達(dá)20Kb/s，最大總線(xiàn)長(zhǎng)度40m;單主機(jī)/多從機(jī)模式，無(wú)需總線(xiàn)仲裁;從機(jī)節(jié)點(diǎn)不需石英或陶瓷振蕩器就能實(shí)現(xiàn)自同步;保證信號(hào)傳輸?shù)难舆t時(shí)間;不需要改變LIN從機(jī)節(jié)點(diǎn)的硬件和軟件就可以在網(wǎng)絡(luò)上增加或刪除節(jié)點(diǎn)等。

　　LIN總線(xiàn)規(guī)范的初始版本LIN1.0由LIN協(xié)會(huì)在1999年7月發(fā)布，后幾經(jīng)修訂，現(xiàn)行版本為L(zhǎng)IN協(xié)會(huì)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(kāi)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(chē)網(wǎng)絡(luò)雜亂的現(xiàn)狀，并將降低汽車(chē)電子設(shè)備的開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)、服務(wù)和維護(hù)成本

　　3、1LIN拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

　　LIN采用單主機(jī)多從機(jī)模式，一個(gè)LIN網(wǎng)絡(luò)包括一個(gè)主機(jī)節(jié)點(diǎn)和若干個(gè)從機(jī)節(jié)點(diǎn)。

　　(由于過(guò)多節(jié)點(diǎn)將導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)阻抗過(guò)低，一個(gè)LIN網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)總數(shù)不宜超過(guò)16。)主機(jī)節(jié)點(diǎn)既包括主機(jī)任務(wù)也包括從機(jī)任務(wù)，從機(jī)節(jié)點(diǎn)都只包括從機(jī)任務(wù)，如圖1所示。主機(jī)節(jié)點(diǎn)也可以通過(guò)網(wǎng)關(guān)和其他總線(xiàn)如CAN連接。