汽车车载网络.ppt

汽车车载网络LIN总线协议与技术概述---随着现代电子技术的不断发展和电子技术在汽车系统中的不断应用，汽车的各种性能都得到了极大的改善。现代驾乘人员对汽车各个方面的要求越来越高，如视野性、方便性、舒适性和娱乐性等。新的控制功能随汽车级别的提升不断增加，如中央门锁、灯光控制、玻璃升降、后视镜调节、天窗控制、座椅调节和点火延时控制等。传统的控制系统多采用继电器和独立模式控制，这使得车内线束过多且布线复杂，从而造成了严重的电磁干扰，使系统的可靠性下降。CAN/LIN总线技术的应用，取代了传统的线束，使信息交换变得安全、迅捷、高效。---LIN（LocalInterconnectNetwork）是一种用于汽车中分布式电子系统的新型低成本串行通信网络。它由汽车厂商开发，专门应用于低端系统，作为CAN的辅助网络或子网络。在不需要CAN总线的带宽和多功能的场合，比如智能传感器和制动装置之间的通信，使用LIN总线可以大大节省成本。

---目前，高/低速CAN和J1850总线已经成为标准的车用网络总线。这些总线速度极高，具有高抗电磁干扰性和高传输可靠性等优越的性能，但价格也较高。大量的车身和安全性能方面的应用对车用网络总线的性能要求并不太高，只需要一种性价比更高的标准车用网络总线，而LIN总线正好可以满足这一需求。因此，目前LIN总线技术正被越来越广泛的应用到车身电子中。

LIN协议是由欧洲车辆制造商协会开发用来进行低成本、短距离、低速网络通信，其用途是传输开关设置状态以及对开关变化响应，因此通信事件是在百毫秒以上时间内发生，而不像引擎管理等其它速度快得多的汽车应用。此协议支持在单根线上进行双向通信，使用由RC振荡器驱动的低成本微控制器，这样可以省去晶振或陶瓷振荡器的成本。另外，此协议实际上是以时间和软件上的代价换取硬件上成本的节约。LIN协议的每一条消息都包含自动波特率步进的数据，最高可以支持波特率为20k，同时低功耗睡眠模式可以关断总线，以避免产生不必要的功耗。总线可以由任意一个节点提供电源。

LIN总线简介LIN是一种低成本的汽车网络，它是现有的汽车多元网络的补充。LIN总线的主要特征是：一个主节点、多个从节点的概念；低成本：基于普通UART/SCI接口硬件、相同的软件或作为纯状态机；自同步：在从节点中不用晶体振荡器或陶瓷振荡器时钟；确定性信号传输：信号传播时间预先可计算；低成本单线实现连接；速度高达20kbps；基于应用交互作用的信号。---LIN总线是一种串行通信网络，可以将开关、显示器、传感器和执行器等简单控制设备连接起来，主要用于汽车中的分布式电子控制系统。LIN采用单主机/多从机的总线拓扑结构（没有总线仲裁），仅使用一根12V信号总线。主节点包含主任务和从任务，从节点只包含从任务。它不需要专门的片上通讯模块，采用标准串行通信接口USART，速率可达20kbps，总线长度不大于40m。LIN总线作为一种辅助的总线网络，在不需要CAN总线的优越性能的场合，相比于CAN总线具有更高的性价比。它有如下几个方面的优点:●LIN是一种低端网络系统，可提供简单的网络解决方案，支持网络节点的互操作性，大大减少了系统安装、调试和接线的成本和时间。

●LIN的通信量小、配置灵活，采用单线连接及单主机/多从机的通信结构（无需总线仲裁），可保证低端设备及电子控制单元简便、快捷的实时通信。

●通过主机节点可将LIN与上层网络（如CAN）相连接，实现LIN的子总线辅助通信功能，从而优化网络结构，提高网络效率和可靠性。

●LIN的协议是开放的，任何组织和个人无需支付费用即可获取。

---LIN规范包括三个主要部分：LIN协议规范部分（说明LIN的物理层和数据链路层）、LIN配置语言部分（说明LIN配置文件的格式）和LINAPI部分（说明网络与应用程序间的接口）。

---LIN协议的通信机制和帧结构如图3所示，LIN网络中的每个节点都有一个从任务模块，主节点还包含一个主任务模块。帧头由主任务发出，包括同步间隙、同步场和信息标识符。所有节点中的从任务（包括主节点）对信息标识符进行滤波，并发回数据场和校验场。字节场采用SCI/UART串行数据格式。LIN总线的结构使用一个帧收发器连接LIN簇与物理总线，所有的应用不直接访问这些帧，在帧和应用之间加入了基于信号的交互作用层(interactionlevel)。此外，在应用和帧处理程序层之间存在诊断接口和信号交互作用层。LIN系统由一个主节点和多个从节点(最多16个节点)构成。主任务发送的帧由一个报头和不同从任务的一个响应消息构成。图2所示为由不同从任务响应的主任务报头。图3所示为LIN帧的结构，该帧由一个间隔(break)字段后跟4到11个字