1、第三章第三章 本地内部本地内部连接网络连接网络 LIN 3.1 LIN 概述知识要点概述知识要点 一、汽车网络分类一、汽车网络分类 美国汽车工程师协会(SAE)将汽车网络根据速率划分为 A、B、C 三个等级(见表 1)：A 类面向传感器/执行器控制的低速网络，速率通常只有 1kbps10kbps，主要应用于电动 门窗、座椅调节、灯光照明等控制；B 类面向独立模块间数据共享的中速网络，速率一般为 10kbps100kbps，主要应用于电子车辆信息中心、故障诊断、仪表显示、安全气囊等系 统；C 类面向高速、实时闭环控制的多路传输网，最高位速率可达 1Mbps，主要用于悬架 控制、牵引控制、先进发动
2、机控制、ABS 等系统。 另有说法，D 类面向信息、多媒体系统的网络；E 类：面向乘员的安全系统 二、定义二、定义 LIN 是 Local Interconnect Network 的缩写，是基于 UART/SCI(Universal Asynchronous Receiver-Transmitter /Serial Communication Interface，通用异步收发器/串行通信接口)的低成 本串行通信协议。 三、协议规范三、协议规范 LIN 协议规范部分（LIN Protocol） ，介绍了 LIN 的物理层和数据链路层。 LIN 配置语言描述部分（LIN Configuratio
3、n Language）介绍了 LIN 配置文件的格 式。LIN 配置文件用于配置整个网络并作为 OEM 和各种网络节点供应厂商的通用接口，以 及作为开发和分析工具的输入。 LIN API 部分（LIN API）介绍了网络和应用程序之间的接口。这个概念可以实现 开发和设计工具之间的无缝连接，并提高了开发的速度，增强了网络的可靠性。 四、四、LIN 的特点的特点 网络由一个主机节点和多个从机节点构成。 结构简单，使用 LIN 可以大幅度的削减成本。 信号传输具有确定性，可以提前计算出传播时间。 不需要改变 LIN 从节点的硬件和软件就可以在网络上增加节点 LIN 具有可预测的 EMC(Electr
4、oMagnetic Compatibility，电磁兼容性)性能。 五、五、LIN 网络的组网形式网络的组网形式 单个 LIN 网络 两个 LIN 网络 CAN/LIN 之间设专用网关 具备 LIN 分层结构的 CAN 六、六、LIN 与与 CAN 的比较的比较 LIN CAN 汽车应用 子网络 网络 媒介接入控制 单主结构 多主结构 总线速度 2.419.6Kbaud 62.5500Kbaud 典型节点数目 210 420 物理层 电池电压+地电压；单线 5V；双绞线 主时钟生成 晶振 晶振 从时钟生成 RC 晶振或谐振器 相对成本 1/2 1 3.2 LIN 通信协议通信协议知识要点知识要
5、点 一、一、LIN 协议的分层结构协议的分层结构 二、信息传送方式二、信息传送方式 （1）数据由主机到从机通信： （2）数据由从机到主机通信； （3）数据由从机到从机通信。 三、连接总线三、连接总线 建议 LIN 网络的节点数量不应超过 16。 网络中积累的“电”线长度应少于或等于 40m。 主机节点的总线端电阻典型值是 1k，从机节点是 30k。 四四、LIN 的报文帧的报文帧 VBAT SCI GND ECU LIN总线 一个 LIN 信息帧有同步间隔、同步域、标示符域（受保护 ID 域） 、数据域、校验码域 以及响应间隔构成。 五、数据段五、数据段/数据域中帧的类型数据域中帧的类型 六、
6、六、LIN 网络开发工作流程网络开发工作流程 节点性能文件(NCF)定义了节点名称和节点的属性值，包括产品代号、位速率、帧的 定义等信息。 LIN 子网设计工具收集到节点性能文件的信息， 自动生成 LIN 描述文件(LDF)。 LDF 包含了整个子网的信息，包括所有的信号和帧的声明，以及进度表等信息。LDF 文件 还可以作为调试时总线分析仪和仿真器的输入。 LIN 子网生成工具根据 LDF 生成各种通信 驱动， 可以建立起通信子网， 也可以将具备节点性能文件的现成节点加入到已经建立好的通 信子网中，并在网络进入运行前排除掉可能产生的冲突。 七、七、LIN 应用程序接口（应用程序接口（LIN A
7、PI） LIN 应用接口程序(LIN API,LIN Application Programmers Interface)是一个 LIN 网络软 件层，它是 LIN 标准的一部分。通过 LIN 标准的这个层，应用软件的设计者不必知道 LIN 网络配置的底层细节，如信号是怎么构成帧的等，就可以进行应用层软件的设计。LIN API 中，定义了网络系统初始化功能调用、数据和标志状态读/写得调用、时间表调用、节点接 口的初始化、连接功能调用以及控制器的中断管理程序。通过 LIN API，应用程序可以方便 地写入和读出网络节点上的数据。 八、八、LIN 接口器件接口器件 LIN 协议出现以后， 各大电子
8、元器件公司很快推出了支持 LIN 的微控制器以及物理层接 口器件。其中，飞思卡尔（摩托罗拉）的 MC33399 和飞利浦的 TJA1020 是两种应用较多的 LIN 接口器件。 3.3 LIN 网络结构及应用实例网络结构及应用实例知识要点知识要点 一、一、LIN 网络结构网络结构 主机任务： 调度总线上帧的传输次序； 监测数据，处理错误； 作为标准时钟参考； 接收从机节点发出的总线唤醒命令。 从机任务： 不能够主动发送数据，需要接收主机发送的帧头(帧的起始部分)，根据帧头所包含 的信息(这里指帧 ID)判断： 发送应答(帧中除帧头外剩下的部分)； 接收应答； 既不接收也不发送应答。 二、系统的
9、电磁兼容和可靠性设计系统的电磁兼容和可靠性设计 电磁兼容性设计内容主要包括三个方面，即切断电磁辐射进入电子产品内部产生相互干 扰的通路； 提高对电磁效应敏感器件的质量； 从汽车电器系统的总体和电路设计方面采取措 施对最敏感的器件和部位进行屏蔽保护。 常见的具体措施： 1) 在电池电源进入 PCB 的地方加去高频电容； 2) 在电源调整器 LM7805 的输入输出分别加了相应的旁路和去耦电容 （依数据手册选取） ； 3) 每个集成电路的电源与地之间都加了合适的的去耦电容。去耦电容有三个作用：一方面 是本集成电路的蓄能电容，提供和吸收该集成电路开门关门瞬间的充放电能；二是滤除 该器件产生的高频噪声，切断其通过供电回路进行传播的通路；三是防止电源携带的噪 声对电路构成干扰。 4) 加粗了电源线宽度，以减少电源线上的导线电阻。同时，使电源线、地线的走向和数据 传递的方向一致，这样也有助于增强抗噪声能力。 5) 电路板采用模块化设计，模拟电路、数字电路和功率电路独立布置，并将接地线加粗， 因为地线如果用很细的线条，则接地电位随电流的变化而变化，会使抗噪性能降低。 6) 尽可能把干扰源与敏感器件（如单片机、存储器等）远离。 7) 尽量选用集成度高和表面安装的元器件，以减少元器件数目、减小元件之间的连线长度、 电路板的面积与高度，使印刷电路板布局简单，从而大大降低了故障率和受干扰的可能 性。
