智聯(lián)網(wǎng)汽車技術(shù) 課件 10.1.3 LIN總線網(wǎng)絡(luò)

項(xiàng)目四汽車信息交互系統(tǒng)任務(wù)10車載通信技術(shù)主講人：朱巨蓮智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)LIN總線網(wǎng)絡(luò)課程導(dǎo)入LIN（localInterconnectNetwork）是一種低成本的串行通信網(wǎng)絡(luò)，主要用于汽車分布式系統(tǒng)中的低端通信模塊。LIN協(xié)會在1998年由汽車制造商和供應(yīng)商組成，并經(jīng)歷了多個(gè)版本的演進(jìn)，目前已成為國際通用標(biāo)準(zhǔn)。學(xué)習(xí)目標(biāo)掌握LIN總線網(wǎng)絡(luò)的主要特點(diǎn)、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)傳輸方式以及在汽車上的應(yīng)用01激活舊知低成本低復(fù)雜度低功耗低速率非常適合用于控制較簡單的設(shè)備，例如門控制模塊、氣囊模塊等。LIN總線是一種在汽車電子系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用的通信協(xié)議，主要用于連接汽車的各種電子設(shè)備。探索新知汽車LIN總線網(wǎng)絡(luò)LIN（localInterconnectNetwork）協(xié)會在1998年由5家整車廠（Audi，BMW，DaimlerChrysler，Volvo，VW），1家半導(dǎo)體制造廠（Motorola），1家工具提供商（MentorGraphics）組成。探索新知汽車LIN總線網(wǎng)絡(luò)LIN先后經(jīng)歷了v1.1.3，v2.0，v2.1，v2.2版本更迭。而如今LINv2.2A版本已經(jīng)變成ISO17987Part1-7。LIN從剛開始的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，到現(xiàn)在演變成了國際通用標(biāo)準(zhǔn)。這也說明LIN總線技術(shù)在汽車領(lǐng)域被廣泛運(yùn)用且被ISO看好。探索新知汽車LIN總線網(wǎng)絡(luò)LIN總線是針對汽車分布式系統(tǒng)而定義的低成本的串行通訊網(wǎng)絡(luò)。LIN總線是對現(xiàn)有的總線技術(shù)的補(bǔ)充，主要用于網(wǎng)絡(luò)寬帶、性能沒有過高要求的汽車功能模塊：如車窗，天窗等模塊。探索新知汽車LIN總線網(wǎng)絡(luò)其目標(biāo)定位于車身網(wǎng)絡(luò)模塊節(jié)點(diǎn)間的低端通信，主要用于智能傳感器和執(zhí)行器的串行通信，而這正是CAN總線的帶寬和功能所不要求的部分。探索新知LIN總線的主要特點(diǎn)a.低成本——基于UART串口通信，幾乎所有MCU都支持。b.一個(gè)主節(jié)點(diǎn)對應(yīng)多個(gè)從節(jié)點(diǎn)。c.從節(jié)點(diǎn)不需要時(shí)鐘，晶振同步。d.最大傳輸速率可達(dá)20Kbit/s。e.一根LIN信號線就可以實(shí)現(xiàn)ISO9141標(biāo)準(zhǔn)。f.信號傳輸是可預(yù)測的。g.可配置的，不需要改變LIN從節(jié)點(diǎn)的硬件軟件就可以增加從節(jié)點(diǎn)。h.支持傳輸層和診斷功能。探索新知CAN總線和LIN總線的主要特性表10-3CAN、LIN總線比較探索新知LIN總線的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)LIN總線有其“局域”特性，在汽車中一般不獨(dú)立存在，通常與上層CAN網(wǎng)絡(luò)相連，形成CAN-LIN網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)，通常汽車電子中整車廠會規(guī)定該“網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)”的控制器歸屬。圖10-12CAN-LIN連接結(jié)構(gòu)圖探索新知LIN總線的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)LIN總線上的最大電控單元節(jié)點(diǎn)數(shù)為16個(gè)，系統(tǒng)中兩個(gè)電控單元節(jié)點(diǎn)之間的最大距離為40m。LIN總線網(wǎng)絡(luò)由一個(gè)主節(jié)點(diǎn)、一個(gè)或多個(gè)從節(jié)點(diǎn)組成。圖10-13LIN總線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)探索新知LIN總線的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)所有節(jié)點(diǎn)都包含一個(gè)從任務(wù)(SlaveTask)，負(fù)責(zé)消息的發(fā)送和接收；主節(jié)點(diǎn)還包含一個(gè)主任務(wù)（MasterTask)，負(fù)責(zé)啟動LIN總線網(wǎng)絡(luò)中的通信。圖10-13LIN總線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)探索新知LIN總線的數(shù)據(jù)傳輸方式從上面內(nèi)容可以發(fā)現(xiàn)，LIN總線各節(jié)點(diǎn)僅依靠一根線就可以完成，不同于CAN總線的兩條線。LIN總線的報(bào)文幀探索新知LIN總線的數(shù)據(jù)傳輸方式在傳輸數(shù)據(jù)時(shí)，LIN總線的報(bào)文幀由幀頭（Hearder）與應(yīng)答（Response）兩部分組成。如下圖所示，傳輸過程中，主機(jī)節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)發(fā)送幀頭；從機(jī)節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)接收幀頭，然后作出解析決定發(fā)送應(yīng)答，還是接收應(yīng)答或不回復(fù)。LIN總線的報(bào)文幀探索新知LIN總線的數(shù)據(jù)傳輸方式幀頭結(jié)構(gòu)探索新知LIN總線的數(shù)據(jù)傳輸方式上圖展示的是LIN總線的通訊方式，可以看出無論什么時(shí)候幀頭都是由主機(jī)節(jié)點(diǎn)發(fā)布，當(dāng)主機(jī)節(jié)點(diǎn)要發(fā)布數(shù)據(jù)時(shí)，整個(gè)幀全部由主機(jī)節(jié)點(diǎn)發(fā)送。LIN總線波形圖主機(jī)節(jié)點(diǎn)作為發(fā)布節(jié)點(diǎn)探索新知LIN總線的數(shù)據(jù)傳輸方式當(dāng)從機(jī)節(jié)點(diǎn)要發(fā)布數(shù)據(jù)時(shí)，幀頭部分由主機(jī)節(jié)點(diǎn)發(fā)布，應(yīng)答部分由從機(jī)節(jié)點(diǎn)發(fā)布，這樣其余節(jié)點(diǎn)都能收到完整的報(bào)文。所以，LIN總線的通信都是由主機(jī)節(jié)點(diǎn)發(fā)起，只要合理的規(guī)定好每個(gè)節(jié)點(diǎn)的配置，這樣就不會存在總線沖突的情況。LIN總線波形圖主機(jī)節(jié)點(diǎn)作為發(fā)布節(jié)點(diǎn)探索新知LIN總線在汽車上的應(yīng)用邁騰B8車門控制模塊LIN總線電路圖從邁騰B8車門控制單元LIN總線電路原理圖上可以看出，駕駛員側(cè)車門控制單元J386通過其T20/10端子連接至左后車門控制單元J388的T20b/10端子，組成一個(gè)LIN局域網(wǎng)，數(shù)據(jù)信息在兩個(gè)控制模塊之間相互傳遞。探索新知LIN總線在汽車上的應(yīng)用同時(shí)，局域網(wǎng)外部的數(shù)據(jù)既通過控制單元J386解析后將數(shù)據(jù)傳入，也可以反向傳出，然后通過舒適CAN總線以及數(shù)據(jù)總線診斷接口J533（網(wǎng)關(guān)）和診斷儀器通信。邁騰B8車門控制模塊LIN總線電路圖即時(shí)檢測小測試了解LIN總線在汽車上的應(yīng)用，例如車門控制單元之間的數(shù)據(jù)傳輸。LIN總線連接車門控制單元，通過數(shù)據(jù)信息在控制模塊之間相互傳遞，實(shí)現(xiàn)車門的控制功能。同時(shí)，數(shù)據(jù)也可以通過舒適CAN總線和診斷接口進(jìn)行通信。小結(jié)LIN總線是一種在汽車領(lǐng)域廣泛應(yīng)用的低成本串行通信網(wǎng)絡(luò)，其特點(diǎn)包括低成本、多個(gè)從節(jié)點(diǎn)、無需時(shí)鐘的晶振同步