10.16638/jki.1671-7988.2018.21.049
LIN总线技术解析与应用
高速公路免费2021年具体时间韩震，初洪超
（江淮汽车技术中心新技术研究院，安徽合肥230601）
摘要：汽车电子系统日益复杂。车载网络作为汽车通信和控制的基础，已成为汽车电子技术发展的趋势。目前应用最为广泛的是CAN总线。LIN总线作为汽车CAN 网络的一个功能补充，是一种低成本汽车总线系统。LIN规范、报文传送、通信规则等决定了其结构的灵活性，以及可为汽车网络中各节点提供相互的操作性。LIN总线在汽车电子中主要用于照明警示、电动车窗、车门等车身系统。以电动车窗为例，介绍LIN在汽车电子中的应用。
关键词：车载网络；LIN总线；汽车电子
中图分类号：U462 文献标识码：B 文章编号：1671-7988(2018)21-142-03
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
引言
汽车车载网络技术是汽车技术高速发展的代表，是传统汽车技术和新兴计算机网络技术相互结合的结
晶。车载网络技术在汽车电子控制系统中的作用越来越重要，它解决了现代汽车电子化中出现的线路复杂和线束增加的问题，同时也是汽车通信和控制的一个基础。目前在汽车上应用的车载网络基本情况见表1。1 CAN／LIN网络简介
CAN，全称为“Controller Area Network”，即控制器局域网，是国际上应用最广泛的现场总线之一。CAN被用在车载各电子控制装置ECU之间交换信息，形成汽车电子控制网络。比如：发动机管理系统、变速箱控制器、仪表装备、电子主干系统中，均嵌入CAN 控制装置。
LIN，全称为“Local Interconnect Network”，始创于1998年，由Audi、BMW 等7家汽车制造商及Motorola集成电路制造商联合提出，专为降低汽车成本而开发的一种总线
作者简介：韩震，就职于江淮汽车技术中心新技术研究院。
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韩震 等：LIN 总线技术解析与应用
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系统，它是现有汽车CAN 网络功能的补充。在现代汽车改革方面，LIN 也是较为普遍使用的一种总线，它作为CAN 总线的补充，可有效地降低汽车制造成本。LIN 提升了系统结构的灵活性，并且无论
从硬件还是软件角度而言，都为网络中的节点提供了相互操作性，并可预见获得更好的EMC(电磁兼容)特性。主要用于汽车外围设备的网络连接，应用最多的是灯光照明、车窗座椅、电动天窗等的控制传输。LIN 协议的主要特征如表2所示。
表1  主要车载网络基本情况
表2  LIN 协议主要特征
2 LIN 总线的基本知识
nismo gtr2.1 LIN 规范概述
①报文
在总线上发送的信息，每个报文帧都包括2，4或8个字节的数据以及3个字节的控制和安全信息。总线的通讯都由主机任务发送，从机的任务则是发回数据场和校验和场。通过主机控制单元中的从机任务，数据可以被主机控制单元发送到任何从机控制单元。
②信息路由
LIN 系统中，节点不使用有关系统配置的任何信息，除了单主机节点的命名。不需要改变任何其它从机节点的软件或硬件就可以在LIN 网络中直接添加节点，报文的内容由标识符命名。
③位速率
最大的波特率是20kbit ／s ，它是单线传输介质的EMI 限制制定。最小的波特率是lkbit ／s ，可以避免和实际应用的超时周期冲突。为使用低成本的LIN 器件，建议使用如表3所示的位数率。
歌诗图2.4④单主机一无仲裁
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只有包含主机任务的控制器节点可以传输报头，—个从机任务对这个报头做出响应。由于没有仲裁的过程，如果多于—个从机响应就会产生错误。
表3  LIN 通信速率
⑤网络节点
连接LIN 网络节点的最大数量不仅由标识符的数量限制，也由总线的物理特征限制。建议LIN 网络的节点数量不应超过16，网络中积累的电线长度应≤40m 。 2.2 LIN 总线报文传输
①报文帧
报文传输是由报文帧的格式形成和控制。报文帧由主机任务向从机任务传送同步和标识符信息，并将一个从机任务的信息传送到所有其他从机任务。主机任务位于主机节点内部，负责报文的进度表、发送报文头。报文帧格式见图1。
图1  报文帧格式
②报文头场
为了能清楚识别报文帧的开始，报文帧的第一个场是一
个同步间隔场，同步间隔场是由主机任务发送。它能使所有的从机任务与总线时钟信号同步，如图2所示。同步场包含了时钟的同步信息，同步场的格式是“0x55”，表现在8个位定时中有5个下降沿。
图2  同步间隔场和同步场
③标识符场
标识符场由ID 和Parity 组成，如图3所示。
图3  报文ID 场 ④数据场
数据场通过报文帧传输，由多个8位数据的字节组成。传输从低位开始，如图4所示。
图4  数据场
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144⑤校验和场
用于校验接收的数据是否正确，如图5所示。
图5 校验和场
2.3 LIN的通讯规则
一个LIN网络由一个主节点和一个或多个从节点组成，LIN网络上的通讯总是由主发送任务所发起的。LIN总线有主—从传输或从一从传输两种方法。
①主一从通信模式
主一从通信模式将大部分调度操作转移到主节点上，从而简化其它节点操作。因此，LIN从节点硬件大幅减少，甚至可能减少为单个状态设备。另一个优势是，由于主节点能够同时与所有节点通信，信息和要求的ID数量都大大减少。但是，这种通信方法速度缓陧。这时，LIN节点很难及时地接收和处理数据，并选择性地将它传输给其它节点。
②从一从通信模式
从一从通信模式下，响应“从任务”的是远程节点。各个信息帧上的节点共用信息，从而极大地提高响应速度。但是，从_从通信方法有重要的局限：首先，各个从节点的时钟源未知，因此从节点将数据传输到网络时，数据可能发生漂移；其次，这种情况下，主节点不显示“从一从”通信已经失效。
3 LIN网络在汽车电子中的应用
在汽车电子控制单元中，涉及汽车安全以及动力的系统，如汽车发动机、自动变速箱、ABS、安全气囊等单元可采用CAN网络控制方式，而对于小型系统，如电动门窗、转向盘、座椅、照明灯等单元，
出于成本的考虑可以采用LIN网络控制方式。
现以防夹模块LIN网络为例介绍LIN总线设计的一般方法。
所谓防夹，就是指在电动车窗上升过程中夹住物体并达到一定力度后，让电动车窗自动停止或回落，用以防止物体被夹伤。
东风骏逸在LIN总线系统中，主机节点BCM采集本地各控制开关的状态并接受CAN总线上的远程信息，据此产生控制指令，并将指令转换为LIN报文帧，通过LIN网络发送给从节点防夹模块。从机节点防夹模块通过收发器TJA1020接收到与自己相关的报文帧后，对报文帧进行拆封、解读，然后根据获得的指令控制相应的执行器动作，从而实现对灯状态的控制。同时，在需要时从机节点分别将其控制部件所处状态反馈给主机节点，主机节点再将该状态信息通过指示灯等形式通过CAN总线发送给其他控制单元。主机节点也作为本LIN网络与上层CAN 网络连接的网关，如图6所示。
图6 LIN总线结构
以防夹模块为例，可使用2个字节来传输防夹模块的报文，各字节的定义如表4所示。
表4 LIN通信定义
4 结论
随着汽车技术和网络通信技术的发展，汽车信息通信的网络化是必然趋势。LIN作为一种性能优异、价
江淮电动汽车格低廉的新型总线，必将进一步推动汽车技术的发展。目前汽车厂商以及半导体厂商正一起致力于为未来的汽车开发更高速、更灵活、更经济以及更具有容错性的总线，LIN将会与CAN总线等一起组成整个汽车的通信控制网络，因此LIN是一个值得投资的总线通信。
参考文献
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重庆邮电大学硕士学位论文,2006.5.