细说汽车电⼦通信总线之LIN总线协议详解
内容提要
1. LIN总线概述
1.1 LIN总线特点及发展历史
1.2 LIN 总线协议的物理层(收发器)
2. LIN总线报⽂帧结构(Message Frame Structure)详解
2.1 LIN 总线报⽂帧的字节场与字节间隔
2.2 LIN 总线报⽂帧之间隔场(Break Field)
2.3 LIN 总线报⽂帧之同步场(Sync Field)
2.4 LIN 总线报⽂帧之标识符场(PID Field)
2.5 LIN 总线报⽂帧之数据场(Data Field)
2.6 LIN 总线报⽂帧之校验和场(Checksum Field)
2.7 LIN 总线报⽂帧之帧长度
2.8 LIN 总线报⽂帧之调度表(Schedule Table)
天津环保标志2.9 LIN 总线报⽂帧之偏移(jitter)
3. LIN总线报⽂帧类型(Frame Type)详解
特斯拉叫停与比亚迪合作?官方辟谣3.1 LIN总线的⽆条件帧(Unconditional Frame)
3.2 LIN总线的事件帧(Event Frame)
3.3 LIN总线的零星帧(Sporadic Frame)
3.4 LIN总线的诊断帧(Diagnostic Frames)
3.5 保留帧(Reserved Frame)
4. LIN总线⽹络拓扑结构与⽹络管理
4.1 LIN 总线的主机任务与从机任务
4.2 LIN 2.1 .vs LIN 1.3节点模型
4.3 LIN总线的⽹络管理
总结
1. LIN总线概述
1.1 LIN总线特点及发展历史
陆虎第四代发现
LIN (Local Interconnect Network，局部互联⽹络总线是针对汽车分布式电⼦系统⽽定义的⼀种低成本的串⾏通讯⽹络，是对控制器区域⽹络(CAN)等其它汽车多路⽹络的⼀种补充，适⽤于对⽹络的带宽、性能或容错功能没有过⾼要求的应⽤。LIN总线是基于SCI(UART)数据格式，采⽤单主控制器/多从设备的模式，是UART中的⼀种特殊情况。
LIN总线有如下特点：
串⾏通信：线间⼲扰⼩，节省线束，传输距离长；
单线传输：增强的ISO9141 (ISO 15765-1) , 总线电压基于VBAT；
最⾼速率20Kbit/s：满⾜车⾝上⼤部分的应⽤需求，常⽤波特率为9600bit/s、19200bit/s；
单主多从结构：⽆需仲裁；
开迪论坛基于通⽤UART/SCI的低成本接⼝硬件：⼏乎所有MCU有具备LIN总线的硬件基础；
从节点⽆须晶振或陶瓷震荡器就可以实现同步：⼤幅度降低成本；
⼀条总线最多可连接16个节点：由总线电⽓特性决定；
⽀持诊断功能：⽀持UDS服务；
LIN发展历史如下：
1998 的⼗⽉，在德国Baden Baden召开的汽车电⼦会议上LIN 总线的设想⾸次被提出
1999 LIN 联盟成⽴（最初的成员有 奥迪, 宝马, 克莱斯勒, 摩托罗拉, 博世, ⼤众和沃尔沃）
2000 LIN 联盟开始接收第⼀批成员
2001 第⼀辆使⽤ LIN 总线汽车下线
2002 LIN 规范V.1.3版本发布
2003 LIN 规范V.2.0 版本发布
2004 LIN 总线⼀致性测试规范发布
2006 LIN 标准规范 V.2.1版发布
2010 LIN 规范包Specification Package Revision 2.2A 发布
1.2 LIN 总线协议的物理层(收发器)
LIN总线协议规定其物理层收发器(transceiver)功能为将MCU SCI串⾏通信模块输出的TX和RX的TTL/CMOS电平信号转换为LIN总线的显性(Dominant, 逻辑“0”，电⽓特性为GND(0V))和隐性电平(Recessive, 逻辑“1”，电⽓特性为VBAT(8~18V)):
从⽽提⾼了通信时信号传输的抗⼲扰门限，保证其在强⼲扰的汽车电⼦环境中依然可以正常⼯作。
LIN总线协议还进⼀步规定其物理层收发器在LIN Master和Slave节点的终端电路设计要求：
LIN Master节点：需要⼀个上拉到VBAT的上拉电阻和防反接⼆极管串接在VBAT与LIN总线上，同时还需⼀个并联到地的负载电容；LIN Slave节点：只需要需⼀个并联到地的负载电容接⼝；
Tips：由以上介绍可知，LIN总线的物理层收发器将全双⼯的MCU SCI转换成了半双⼯的LIN总线信号进⾏传输；
常见的LIN收发器有NXP的TJA1021/ TJA1022/TJA1024/TJA1027/TJA1029等，其功能特性⽐较如下表；
不同的LIN收发器，其集成的LIN通道数、EMC/ESD特性以及低功耗唤醒特性有所不同：大众viloran
Tips：市⾯上很多USB转LIN的⼯具(⽐如PEAK LIN)，其内部未集成DC-DC将USB的5V电源升压到LIN收发器⼯作需要的12V电压，所以使⽤时需要通过LIN接⼝为其输⼊12V VBAT电源，否则将⽆法⼯作；
2. LIN总线报⽂帧结构(Message Frame Structure)详解
⼀个完整的LIN总线报⽂帧(Message Frame)包含报头(Header)和响应(Response)，其中报头有间隔场、同步场和标识符场构成，⽽响应由数据场和校验和场组成。
查违章记录2.1 LIN 总线报⽂帧的字节场与字节间隔
LIN 总线报⽂帧的字节场为标准串⾏通信的⼀个字节：
1）基于SCI/UART的通信格式；
2）发送⼀个字节需要10个位时间（TBIT）；