LIN總線技術(shù)及應(yīng)用——概述(一)

LIN（Local Interconnect Network，本地互連網(wǎng)絡(luò)）是專門為汽車開發(fā)的一種低成本串行通信網(wǎng)絡(luò)。它是現(xiàn)有汽車多元化網(wǎng)絡(luò)公文包的一個補充。LIN將成為層級式機動車網(wǎng)絡(luò)執(zhí)行的一個可行性因素，能夠提高質(zhì)量、降低車輛成本。標(biāo)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(chǎn)品在開發(fā)、生產(chǎn)、服務(wù)及物流領(lǐng)域的費用。

下圖所示是LIN網(wǎng)絡(luò)的拓撲結(jié)構(gòu)，LIN網(wǎng)絡(luò)是一個單主節(jié)點的網(wǎng)絡(luò)，在這個網(wǎng)絡(luò)中有且只能有一個主節(jié)點（master node），從節(jié)點（slave node）的通信都是依靠主節(jié)點來調(diào)度的，詳細的內(nèi)容在之后發(fā)布的文章中我們會繼續(xù)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(fā)器，第二層是數(shù)據(jù)鏈路層，主要負責(zé)報文幀的處理，第三層是傳輸層，主要是信號交互和網(wǎng)絡(luò)層的報文處理，最頂層是應(yīng)用層。

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

大致了解了LIN總線，現(xiàn)在讓我們來說說LIN總線的起源吧。

LIN(Local Interconnect Network)協(xié)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(dǎo)體制造商：Motorola（LIN總線的規(guī)范由摩托羅拉發(fā)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(dǎo)體制造商：Freescale

1家工具提供商：Mentor Graphics

LIN聯(lián)盟（即LIN協(xié)會）一直在努力將LIN總線推廣為ISO國際標(biāo)準。如今，雖然LIN聯(lián)盟已經(jīng)解散了，LIN總線卻一步步成為了通用的ISO國際標(biāo)準。

根據(jù)ISO官網(wǎng)上資料，目前LIN總線協(xié)議的ISO標(biāo)準還在發(fā)展中并未發(fā)布，協(xié)議為ISO17987，從ISO17987-1到ISO17987-7已經(jīng)有7個部分在編；已經(jīng)發(fā)布了的是一個關(guān)于LIN的UDS診斷協(xié)議ISO14229-7。

那么LIN總線為何會出現(xiàn)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(jīng)廣泛地被世界上的大多數(shù)汽車公司以及零配件廠商所接受，有望成為公認的A類網(wǎng)絡(luò)標(biāo)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(zhí)行器級的總線

基于UART數(shù)據(jù)格式、主從結(jié)構(gòu)、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(guān)系，在一個汽車的網(wǎng)絡(luò)中，LIN總線一般是掛在CAN總線下面的，它們通過網(wǎng)關(guān)聯(lián)系起來，完成信息交互，這個網(wǎng)關(guān)也相當(dāng)于LIN網(wǎng)絡(luò)的主節(jié)點，可以調(diào)度LIN的其他的從節(jié)點。

LIN協(xié)議版本概述

如下表格是LIN協(xié)議的版本以及發(fā)布時間，不同版本之間也增添了很多新的內(nèi)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(xié)會的LIN標(biāo)準， 建立在LIN 2.0的基礎(chǔ)之上，但是，降低了LIN 2.0規(guī)范的一些軟件單元的復(fù)雜性，以努力縮短LIN從節(jié)點所需要的嵌入式軟件代碼長度并降低其復(fù)雜度。

下面這個時間軸是LIN協(xié)議的發(fā)布時間以及增加的內(nèi)容。

LIN規(guī)范組成

LIN物理層規(guī)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(xié)議規(guī)范

描述了LIN總線的數(shù)據(jù)鏈路層

LIN診斷和配置規(guī)范

描述了如何在數(shù)據(jù)鏈路層之上提供診斷信息和節(jié)點配置服務(wù)

LIN應(yīng)用程序接口（API）

描述了網(wǎng)絡(luò)和應(yīng)用程序之間的接口，包括診斷模塊

LIN配置語言規(guī)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(wǎng)絡(luò)，并作為OEM和不同網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的供應(yīng)商之間的通用接口，同時可作為開發(fā)和分析工具的一個輸入

LIN節(jié)點能力描述語言規(guī)范（NCF）

介紹了描述從機節(jié)點的語言格式，LIN集群設(shè)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(guī)范

描述了傳輸最高能達到4095個字節(jié)數(shù)據(jù)的方法

LIN診斷規(guī)范

描述了從機節(jié)點所支持的診斷服務(wù)類型，診斷服務(wù)都使用傳輸層

關(guān)鍵詞： LIN總線技術(shù)概