LIN總線技術解析與應用

韓震，初洪超

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LIN總線技術解析與應用

韓震，初洪超

（江淮汽車技術中心新技術研究院，安徽 合肥 230601）

汽車電子系統日益復雜。車載網絡作為汽車通信和控制的基礎，已成為汽車電子技術發展的趨勢。目前應用最為廣泛的是CAN總線。LIN總線作為汽車CAN 網絡的一個功能補充，是一種低成本汽車總線系統。LIN規范、報文傳送、通信規則等決定了其結構的靈活性，以及可為汽車網絡中各節點提供相互的操作性。LIN總線在汽車電子中主要用于照明警示、電動車窗、車門等車身系統。以電動車窗為例，介紹LIN在汽車電子中的應用。

車載網絡；LIN總線；汽車電子

引言

汽車車載網絡技術是汽車技術高速發展的代表，是傳統汽車技術和新興計算機網絡技術相互結合的結晶。車載網絡技術在汽車電子控制系統中的作用越來越重要，它解決了現代汽車電子化中出現的線路復雜和線束增加的問題，同時也是汽車通信和控制的一個基礎。目前在汽車上應用的車載網絡基本情況見表1。

1 CAN／LIN網絡簡介

CAN，全稱為“Controller Area Network”，即控制器局域網，是國際上應用最廣泛的現場總線之一。CAN被用在車載各電子控制裝置ECU之間交換信息，形成汽車電子控制網絡。比如：發動機管理系統、變速箱控制器、儀表裝備、電子主干系統中，均嵌入CAN 控制裝置。

LIN，全稱為“Local Interconnect Network”，始創于1998年，由Audi、BMW 等7家汽車制造商及Motorola集成電路制造商聯合提出，專為降低汽車成本而開發的一種總線系統，它是現有汽車CAN 網絡功能的補充。在現代汽車改革方面，LIN也是較為普遍使用的一種總線，它作為CAN總線的補充，可有效地降低汽車制造成本。LIN提升了系統結構的靈活性，并且無論從硬件還是軟件角度而言，都為網絡中的節點提供了相互操作性，并可預見獲得更好的EMC(電磁兼容)特性。主要用于汽車外圍設備的網絡連接，應用最多的是燈光照明、車窗座椅、電動天窗等的控制傳輸。LIN協議的主要特征如表2所示。

表1 主要車載網絡基本情況

表2 LIN協議主要特征

2 LIN總線的基本知識

2.1 LIN規范概述

①報文

在總線上發送的信息，每個報文幀都包括2，4或8個字節的數據以及3個字節的控制和安全信息。總線的通訊都由主機任務發送，從機的任務則是發回數據場和校驗和場。通過主機控制單元中的從機任務，數據可以被主機控制單元發送到任何從機控制單元。

②信息路由

LIN系統中，節點不使用有關系統配置的任何信息，除了單主機節點的命名。不需要改變任何其它從機節點的軟件或硬件就可以在LIN網絡中直接添加節點，報文的內容由標識符命名。

③位速率

最大的波特率是20kbit／s，它是單線傳輸介質的EMI限制制定。最小的波特率是lkbit／s，可以避免和實際應用的超時周期沖突。為使用低成本的LIN器件，建議使用如表3所示的位數率。

④單主機一無仲裁

只有包含主機任務的控制器節點可以傳輸報頭，—個從機任務對這個報頭做出響應。由于沒有仲裁的過程，如果多于—個從機響應就會產生錯誤。

表3 LIN通信速率

⑤網絡節點

對于工程造價信息化建設工作的優化，必然還需要把握好具體工具和技術的創新，這也就需要切實把握好信息化管理數據庫的優化，能夠確保相應工程造價信息化管理數據庫具備較強的勝任力，能夠較好實現對于各類數據的有效收集和匯總保存，并且在分析方面也能夠實現流暢高效處理。此外，造價信息化管理數據庫還需要體現出較強的個性化效果，在統一規范要求的基礎上，能夠為個別工程項目提供相適宜的功能，有效滿足工程項目的造價信息化管理要求。

連接LIN網絡節點的最大數量不僅由標識符的數量限制，也由總線的物理特征限制。建議LIN網絡的節點數量不應超過16，網絡中積累的電線長度應≤40m。

2.2 LIN總線報文傳輸

①報文幀

報文傳輸是由報文幀的格式形成和控制。報文幀由主機任務向從機任務傳送同步和標識符信息，并將一個從機任務的信息傳送到所有其他從機任務。主機任務位于主機節點內部，負責報文的進度表、發送報文頭。報文幀格式見圖1。

圖1 報文幀格式

②報文頭場

為了能清楚識別報文幀的開始，報文幀的第一個場是一個同步間隔場，同步間隔場是由主機任務發送。它能使所有的從機任務與總線時鐘信號同步，如圖2所示。同步場包含了時鐘的同步信息，同步場的格式是“0x55”，表現在8個位定時中有5個下降沿。

圖2 同步間隔場和同步場

③標識符場

標識符場由ID和Parity組成，如圖3所示。

“讓別人覺得舒服，是最好的修養。”這句話放在任何年代都不過時，生活中有許多人卻總想靠踩別人去贏得自己的自尊。有位朋友的兒子進了外企，薪水不菲，每逢親友聚會，他就會大談如今物價高，月薪萬兒八千的人活得生不如死。接著便掰著手指頭，津津有味地計算他兒子扣除五險一金、所得稅，還有多少多少。在座的月薪大多不過四五千，都在“生不如死”之列，當然越聽越心煩。可那位老兄渾然不覺，依舊不停地“嘚嘚”，可想而知多招人厭。

圖3 報文ID場

④數據場

數據場通過報文幀傳輸，由多個8位數據的字節組成。傳輸從低位開始，如圖4所示。

圖4 數據場

⑤校驗和場

上帝偏愛亞伯的供品，這意味著“祭煙馨香，最受耶和華喜歡”，上帝更喜歡吃燒肉的煙！所以，后來摩西規定一定要殺大量的犧牲以滿足上帝。這也無意中泄露：引起該隱不滿而殺弟的是上帝偏心——至少起因之一在上帝自己！另外，該隱誅弟的故事說明，第一，該隱誅弟是《摩西五經》中記錄的人類第一次犯罪，在此之前肯定還有犯罪沒有被記錄下來。第二，當時人類還沒有法律，對于這種殺人罪還沒有明確的懲處辦法。第三，上帝因為一兩個人犯罪而用大洪水懲處所有的人，這是不公平的。誰作惡誰受罰才是公平的。

用于校驗接收的數據是否正確，如圖5所示。

圖5 校驗和場

2.3 LIN的通訊規則

一個LIN網絡由一個主節點和一個或多個從節點組成，LIN網絡上的通訊總是由主發送任務所發起的。LIN總線有主—從傳輸或從一從傳輸兩種方法。

897 Tongue image classification method based on transfer learning and fully connected neural network

①主一從通信模式

主一從通信模式將大部分調度操作轉移到主節點上，從而簡化其它節點操作。因此，LIN從節點硬件大幅減少，甚至可能減少為單個狀態設備。另一個優勢是，由于主節點能夠同時與所有節點通信，信息和要求的ID數量都大大減少。但是，這種通信方法速度緩隉。這時，LIN節點很難及時地接收和處理數據，并選擇性地將它傳輸給其它節點。

②從一從通信模式

這幾年，李敬益和社區同事在處理矛盾糾紛上又想出了新方法。他們在社區范圍內發放“彩云社區無憂卡”和“彩云社區民情聯系卡”。這兩張卡的正面是訴求者的基本信息與訴求內容，背面是社區工作人員的手機號碼。

從一從通信模式下，響應“從任務”的是遠程節點。各個信息幀上的節點共用信息，從而極大地提高響應速度。但是，從_從通信方法有重要的局限：首先，各個從節點的時鐘源未知，因此從節點將數據傳輸到網絡時，數據可能發生漂移；其次，這種情況下，主節點不顯示“從一從”通信已經失效。

采用肉湯稀釋棋盤法[3-4]，根據測得單藥對受試菌的MIC值，以4倍、2倍、1倍、0.5倍、0.25倍濃度分別進行聯合，并設甲藥、乙藥單藥對照及細菌對照，測定聯合用藥對鼠傷寒沙門氏菌的抗菌效果。

3 LIN網絡在汽車電子中的應用

在汽車電子控制單元中，涉及汽車安全以及動力的系統，如汽車發動機、自動變速箱、ABS、安全氣囊等單元可采用CAN網絡控制方式，而對于小型系統，如電動門窗、轉向盤、座椅、照明燈等單元，出于成本的考慮可以采用LIN網絡控制方式。

現以防夾模塊LIN網絡為例介紹LIN總線設計的一般方法。

縱觀今年整體的尿素市場，價格高、庫存底的現狀已被接受，這也使得今年的市場波動超出了常規范圍。前期，在沒有需求的情況下，下游觀望氣氛濃郁，心態與價格博弈，行情稍顯低迷；后期，先有印度招標提供支撐，后隨著時間的推移，12月份下游廠家逐漸開工，冬儲也到了必須啟動的時間節點，整體需求將得以釋放，行情也將逐漸明朗。

所謂防夾，就是指在電動車窗上升過程中夾住物體并達到一定力度后，讓電動車窗自動停止或回落，用以防止物體被夾傷。

如今受新媒體和人們生活方式改變的影響，訂閱報紙的客戶數量逐年下降，一些文藝性、娛樂性的報刊群體也在逐漸減小，發行量連年急劇下滑，人民日報印刷廠也不例外地受到這一趨勢的沖擊。楊興華認為，報業印量下滑是大勢所趨，但人民日報印刷廠在這樣的大趨勢中依然能夠保持相對穩定的態勢，實屬不易。

在LIN總線系統中，主機節點BCM采集本地各控制開關的狀態并接受CAN總線上的遠程信息，據此產生控制指令，并將指令轉換為LIN報文幀，通過LIN網絡發送給從節點防夾模塊。從機節點防夾模塊通過收發器TJA1020接收到與自己相關的報文幀后，對報文幀進行拆封、解讀，然后根據獲得的指令控制相應的執行器動作，從而實現對燈狀態的控制。同時，在需要時從機節點分別將其控制部件所處狀態反饋給主機節點，主機節點再將該狀態信息通過指示燈等形式通過CAN總線發送給其他控制單元。主機節點也作為本LIN網絡與上層CAN 網絡連接的網關，如圖6所示。

圖6 LIN總線結構

以防夾模塊為例，可使用2個字節來傳輸防夾模塊的報文，各字節的定義如表4所示。

表4 LIN通信定義

4 結論

隨著汽車技術和網絡通信技術的發展，汽車信息通信的網絡化是必然趨勢。LIN作為一種性能優異、價格低廉的新型總線，必將進一步推動汽車技術的發展。目前汽車廠商以及半導體廠商正一起致力于為未來的汽車開發更高速、更靈活、更經濟以及更具有容錯性的總線，LIN將會與CAN總線等一起組成整個汽車的通信控制網絡，因此LIN是一個值得投資的總線通信。

參考文獻

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[3]王坤,基于CAN／LIN網絡的汽車車身電器控制系統的開發[D].重慶郵電大學碩士學位論文,2006.5.

Application Of Lin Bus Technology And In Automotive Electronics

Han Zhen, Chu Hongchao

( Technology Center, JAC, Anhui Hefei 230601 )

Abstract:Automobile electronic system becomes more and more complex. In vehicle network as the basis for vehicle communication and control, has become the development trend of automobile electronic technology. At present, the most widely used is the CAN bus. LIN bus as a function of automotive CAN network supplement, is a low cost vehicle bus system. The LIN specification, a message transmission, communication rules determine the structural flexibility, and can provide the operation between each node in the network for automobile. LIN bus in automotive electronics is mainly used for lighting warning, electric windows, doors and other body systems. The electric window as an example, this paper introduces LIN application in automotive electronics.

Keywords: In Vehicle Network; LIN Bus; Automotive Electronics

CLC NO.: U462

Document Code: B

Article ID: 1671-7988(2018)21-142-03

中圖分類號：U462

文獻標識碼：B

文章編號：1671-7988(2018)21-142-03

作者簡介：韓震，就職于江淮汽車技術中心新技術研究院。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2018.21.049