汽車LIN總線技術解析

汽車LIN總線技術解析的圖1


汽車LIN總線技術解析的圖2

汽車LIN總線技術解析的圖3
來源: 電控知識搬運工

1、LIN總線應用場景

在車輛中有一些功能,像車窗控制、自動后背門、電動后視鏡調節、座椅加熱通風等對于數據傳輸量的要求很少,實時性要求不高,如果使用硬線連接會增加大大增加線束的使用數量,不利于后期維修,且增加了整車重量,降低燃油經濟性。使用CAN總線又會造成性能的浪費,成本又相對較高。基于此LIN協會于1998年成立,由Audi, BMW, Daimler Chrysler, Volvo, VW, VCT 和Motorola組成。


LIN主要用作CAN等高速總線的輔助網絡或子網絡,能為不需要用到CAN的裝置提供較為完善的網絡功能,包括空調控制(Climate Control)、后視鏡(Mirrors)、車門模塊(Door Modules)、座椅控制(Seats)、智能型換器(Smart Switches)、低成本傳感器(Low-cost Sensors)等。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絡線束、降低成本、提高網絡通訊效率和可靠性。

汽車LIN總線技術解析的圖4


2、LIN總線拓撲結構


汽車LIN總線技術解析的圖5

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1.一個LIN網絡由一個主任務,若干個從任務組成;

2.主節點既有主任務又有從任務;

3.從節點只包含從任務;

4.主任務負責決定總線上的報文,從任務提供每一幀的數據。
如下圖所示也是一個LIN網絡的拓撲結構。數據總線自診斷接口是一個網關,用CAN線一邊連著LIN主控單元,一邊連著CAN自診斷,然后LIN主控單元通過LIN線連著兩個LIN從控制單元,LIN主控制單元即為主節點,也相當于一個小的網關,三個LIN從控制單元為從節點。

汽車LIN總線技術解析的圖6


3、LIN總線特點


低成本:基于通用UART 接口幾乎所有微控制器都具備LIN 必需的硬件;
極少的信號線即可實現國際標準ISO9141 規定;
傳輸速率最高可達20Kbit/s;
單主控器/多從設備模式無需仲裁機制;
從節點不需晶振或陶瓷震蕩器就能實現自同步,節省了從設備的硬件成本;
保證信號傳輸的延遲時間;
不需要改變LIN 從節點的硬件和軟件就可以在網絡上增加節點;
通常一個LIN 網絡上節點數目小于12 個共有64 個標志符。


4、LIN總線通訊原理


LIN總線采用單線制,通過12V(典型值)數據傳輸線傳輸數據。LIN收發器負責將邏輯值(0、1)轉化為總線上的物理電平。對于發送信號顯性位,邏輯0,電壓必須>電源電壓的80%,隱性位,邏輯1電壓<電源電壓的20%;對于接收信號顯性位,邏輯0,電壓必須>電源電壓的60%,隱性位,邏輯1電壓<電源電壓的40%。通過設定公差保證數據在傳輸過程中受到干擾輻射時的穩定性。



汽車LIN總線技術解析的圖7

主控制單元
LIN主控制單元連接在CAN數據總線上,監控數據傳輸過程和數據傳輸速率,發送信息標題,決定何時將哪些信息發送到LIN數據總線上多少次,在LIN數據總線系統的LIN控制單元與CAN總線直接起“翻譯”作用,能夠進行LIN主控制單元及與之相連的LIN從屬控制單元的自診斷。

主控制單元的信息結構
LIN主控制單元控制總線導線上的每條信息的開始處都通過LIN總線主控單元發送一個信息標題,它由一個同步相位構成,后面部分是標識符字節,可以傳輸2、4、8個字節的數據。標識符用于確定主控單元是否會將數據傳輸給從屬控制單元。信息段包含發送到從屬控制單元的信息。校驗區可為數據傳輸提供良好的安全性。校驗區由主控制單元通過數據字節構成,位于信息結束部分。LIN總線主控制單元以循環形式傳輸當前信息。

LIN從屬控制單元
在LIN數據總線系統內,LIN從屬控制單元的通信受到LIN主控制單元的完全控制,只有在LIN主控制單元發出命令的情況下,LIN從屬控制單元才能通過LIN總線進行數據傳輸。單個的控制單元、傳感器、執元件都相當于LIN從屬控制單元,傳感器是信號輸入裝置,傳感器內集成有一個電控裝置,它對測量值進行分析,分析后的數值是作為數字信號通過LIN總線進行傳輸的。有的傳感器或者是執行元件只是用LIN主控制單元插口上的一個針腳,就可以實現信息傳輸,也就是單線傳輸。






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