【QC004】汽车总线技术复习笔记04LIN总线系统
汽车总线应用技术第二章LIN总线技术原理
汽车总线应用技术第二章LIN总线技术原理1.引言LIN（Local Interconnect Network）总线技术是一种低成本、低速率的串行通信总线协议。
它主要用于简单的车内电子系统中，例如门控、窗控、雨刮等。
本章将介绍LIN总线技术的原理及其在汽车电子系统中的应用。
2.LIN总线的结构及特点LIN总线由主控制器（Master）和从设备（Slave）组成。
在总线上，主控制器负责发送指令，从设备负责接收并执行指令。
主控制器和从设备之间通过单个通信线进行数据传输。
LIN总线的数据传输速率通常为最高20kbps，适用于简单、低带宽的应用场景。
3.LIN总线的通信协议LIN总线的通信协议采用了一种主从控制的方式。
主控制器负责周期性地发送帧（Frame），帧中包含了命令和数据。
从设备在接收到帧后，解码命令并执行相应的操作。
从设备也可以向主控制器发送数据。
LIN总线的通信协议还具有缓冲机制和故障检测机制，以保证消息的可靠传输。
4.LIN总线的物理层LIN总线的物理层采用了串行通信方式，使用单个通信线进行双向数据传输。
通信线上的电压可以用来表示逻辑0和逻辑1、为了提高稳定性，LIN总线通常使用差分信号线。
LIN总线的数据传输速率较低，但是使用差分信号线可以提高抗干扰能力。
此外，LIN总线还需要使用电阻进行终端匹配，以确保通信的稳定性。
5.LIN总线的帧结构LIN总线的帧由一个帧头、一个帧标识符和一个帧数据组成。
帧头用于标识帧的起始，帧标识符用于标识帧的类型和目标设备，帧数据用于存储实际的数据。
帧的长度可以根据需要进行调整。
LIN总线的帧结构简单，数据量小，适用于低带宽的应用场景。
6.LIN总线的应用LIN总线技术适用于车内电子系统中的一些简单的控制任务。
例如，门控、窗控、雨刮等。
LIN总线具有低成本、低功耗的特点，适合于车内电子系统中的辅助功能。
总之，LIN总线技术是一种低成本、低速率的串行通信总线协议。
常用车载网络系统(LIN)
LIN采用单线总线，主从结构，具有 低成本、高可靠性和易于扩展等优点。
LIN的应用范围
汽车内部传感器和执行器的通信
LIN常用于连接汽车中的各种传感器和执行器，如车门开关、座椅调节器、雨 刮器等。
替代CAN总线
在一些低端汽车中，LIN总线可以作为CAN总线的替代品，用于实现汽车内部 电子系统间的通信。
LIN总线对噪声干扰较为敏感， 可能会影响通信的稳定性和可 靠性。
LIN系统与其他车载网络的比较
CAN总线
FlexRay总线
Ethernet总线
LIN总线和CAN总线都是常用 的车载网络协议，但CAN总线 具有更高的传输速率和更好的 扩展性，适用于更复杂的车载 网络系统。
FlexRay总线是一种高速、确 定性、冗余的车载网络协议， 适用于需要高数据传输速率和 可靠性的应用。相比之下， LIN总线在传输速率和可靠性 方面存在局限性。
常见的LIN波特率有20kbps和 100kbps两种。根据系统需求选择合 适的波特率，以满足性能和成本的平 衡。
线缆规范指的是用于连接LIN网络节 点的线缆要求。为了确保数据传输的 稳定性和可靠性，应选择符合规范要 求的线缆，如屏蔽线或双绞线等。同 时，线缆长度也有限制，通常不超过 40米。
04 LIN系统的优势与局限性ຫໍສະໝຸດ LIN系统的优势低成本
可靠性高
灵活性高
LIN总线采用单线传输， 减少了线束数量和布线 复杂性，降低了整车成
本。
LIN总线采用分布式架构， 各节点之间相互独立， 提高了系统的可靠性和
稳定性。
LIN总线支持多种通信速 率和数据格式，可灵活 适应不同车型和功能需
求。
易于维护
LIN总线采用通用协议和 接口标准，方便故障诊
LIN总线
LIN总线的认识与分析LIN总线简介LIN（Local Interconnect Network）是低成本的汽车网络，它是现有的汽车复用网络功能上的补充。
为了获得更多的质量提高和降低成本，LIN将是在汽车中使用汽车分级网络的启动因素。
LIN的标准化将减少重复使用现有的低端复用解决方案，而且将减低汽车电子的开发、生产、服务和后勤成本。
LIN标准包括传输协议规范、传输介质规范、开发工具接口规范和软件编程接口规范。
LIN在硬件和软件上保证了网络节点的互操作性，并能预测EMC。
这个规范包包括了3个主要部分：LIN协议规范部分——介绍了LIN的物理层和数据链路层。
LIN配置语言描述部分——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——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。
LIN协会创建于1998年末，最初的发起人为为宝马、Volvo、奥迪、VW、戴姆勒-克莱斯勒、摩托罗拉和 VCT等，五家汽车制造商，一家半导体厂商以及一家软件工具制造商。
该协会将主要目的集中在定义一套开放的标准，该标准主要针对车辆中低成本的内部互联网络（LIN, local interconnect networks），这些地方无论是带宽还是复杂性都不必要用到CAN网络。
LIN标准包括了传输协议的定义、传输媒质、开发工具间的接口、以及和软件应用程序间的接口。
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。
LIN补充了当前的车辆内部多重网络，并且为实现车内网络的分级提供了条件，这可以有助于车辆获得更好的性能并降低成本。
LIN协议致力于满足分布式系统中快速增长的对软件的复杂性、可实现性、可维护性所提出的要求，它将通过提供一系列高度自动化的工具链来满足这一要求。
车载网络小弟篇——LIN总线
车载网络小弟篇——LIN总线LIN总线在1998年的时候被欧美的各大汽车厂第一次提出来，就是什么宝马、奔驰、克莱斯勒、大众，包括博世和摩托罗拉。
然后在2001年的时候第一次被使用在奔驰SL这款车型上。
2001年奔驰SL所以LIN从被提出到现在也就20年的时间，是一个很年轻的技术。
很多人说这么年轻的技术，应该很高级很复杂，最起码比CAN总线复杂。
错！LIN总线比CAN简单得多。
LIN总线可以说是CAN总线的辅助总线，把CAN比喻成省际铁路，那LIN总线就是城市里运营的地铁或城市铁路。
LIN的特点是成本低，可以辅助CAN总线的工作。
因为车上的一些功能不需要CAN这种相对来讲复杂的总线，所以就有了LIN总线。
我们先简单回顾一下CAN总线，从结构上看，它是两条线，目的是抗干扰。
高速CAN的通信速率是500Kbit/s，低速CAN是100Kbit/s。
各个控制单元的关系是平等的，谁都可以发谁都可以收，谁也管不了谁，就是多主结构，全是主要的。
就因为这个多主结构，这些模块往总线上发送信息的时候为了不冲突，采用了仲裁机制，就是看哪个模块的特权高，谁就先发数据。
这些都是CAN总线的主要特点。
关于总线知识，请点击链接：什么是汽车总线？什么是汽车总线？（续）xiCAN总线结构与特点在车上的有些系统是不需要很快的通讯速率的，并且也不需要搞得这么复杂。
比如车窗控制、天窗控制、空调鼓风机控制等等，所以就诞生了另一种总线，就是LIN总线。
CAN总线和LIN总线的结构关系，其实就是在CAN总线上的模块，来了一个延申。
也就是说，LIN总线是不会在车上单独存在的，它必须以CAN总线中的其中一个模块为主模块。
这个主模块通过一条数据线与一个或者多个从模块组成了LIN总线。
CAN总线中的一个主模块，可以有多条LIN总线，每条LIN总线上，可以有一个或多个从模块。
所以LIN总线的结构，是“单主多从”结构。
从下图看，最左边的a、b、c三个从模块和控制单元2这个主模块组成了一套LIN总线。
LIN总线——精选推荐
LIN总线LIN总线简介背景本地互联⽹络（LIN）协议基于Volvo衍⽣公司Volcano通信技术公司（VCT）开发的Volcano-Lite技术。
因为其他汽车企业也对CAN的低成本替代协议感兴趣，所以建⽴了LIN⾟迪加联合组织。
该⾟迪加组织于1999年中发布了LIN协议（1.0）。
此协议在2000年经历了两次更新。
2002年11⽉，发布了LIN 1.3，主要是对物理层进⾏了变动。
最新的版本LIN 2.0发布于2003年。
LIN 2.0有⼀些重⼤的改变，同时引⼊了⼀些新特性（例如诊断功能）。
这些改变的主要⽬标是简化量产从节点的使⽤。
应⽤领域LIN是CAN和SAE J1850协议的补充性协议，针对时间要求不⾼或不需要精确容错的应⽤（因为LIN没有CAN协议那样可靠）。
LIN的⽬标是易于使⽤，作为CAN协议的低成本替代品。
LIN在车辆中可以使⽤的场合包括车窗升降器、后视镜、⾬刷和⾬量传感器。
协议简介按照OSI模型，LIN涉及整个⽹络协议栈。
规范涵盖物理层、数据链路层、⽹络层和应⽤层。
LIN物理层基于ISO 9141（K-line）主从式结构单线加上地线时间触发的调度1-20 kb/s显性/隐性位按字节的串⾏通信线长不得超过40⽶标准由LIN组织（）定义深⼊了解物理属性LIN总线收发器是ISO 9141标准采⽤的收发器的修订版。
总线为双向传输，连接到节点收发器，并且通过终断电阻器和⼆极管连接到节点的Vbat（图1）。
图1：收发器说明（摘录⾃LIN 2.0规范）在总线上，⼀个逻辑低位（0）为显性，⼀个逻辑⾼位（1）为隐性。
ECU的供电电压（Vsup）应该在7 V和18 V之间。
图2显⽰总线逻辑位解释的限制。
图2：总线上逻辑位的确定数据传输LIN⽹络通过LDF（LIN描述⽂件）进⾏描述，LDF包含关于帧和信号的信息。
这个⽂件同时⽤于主节点和从节点中的软件创建。
主节点为控制⽅，确保以正确的时间间隔和周期发送数据帧，并且每个帧都在总线上获得⾜够的时间⽚。
车载LIN数据总线系统
点控制整个网络的通信，网络中不存在冲突，不需要仲裁。整个网络
的配置信息只保护在主节点中，从节点可以自由的接入或脱离网络而
不会对网络中的其他节点产生任何影响。网络中的节点数不仅受标识
符长度的限制，而且还受总线物理特性的限制。实际应用中LIN网络
中挂接的节点数不高于16个。单线传输，速率最高达20kbps，LIN单
同步间隔场由主机节点发送，它使所有的从机节点与总线时钟信号同
步。
同步场：包含了时钟的同步信息。
标识符场：标识符场定义了报文的内容和长度，标识符场由6个
标识符位和两个奇偶校验位组成。
（2）响应：当从节点（也可以是主节点自身）收到主节点的 报文头，经对比确认是找自己的信号后，就及时发出响应。响应主要 包括3到9个字节场组成，其中含有2、4或8个数据场和一个校验和场。 数据场的长度可变，可以选择为2、4、8个字节。
加热器。车顶电器电控单元通过单线与2个从控单元相连接，分别是
天窗电动机和车顶温度传感器。
两个LIN总线的数据交换是由两个主控单元经CAN总线进行。
图4-16 采用LIN总线的CAN系统
4.传输介质：
LIN总线的的传输介质一般使用单独的铜线，各节点的工作地线
与车身金属体公用地线可靠连接，构成电路回路。在绘制LIN总线网
LIN总线的目标是为现有汽车网络(例如CAN 总线)提供辅助功能，
因此LIN总线是一种辅助的总线网络。在不需要CAN 总线的带宽和多功
能的场合，比如智能传感器和主要用于智能传感器和执行器的串行通
信。
LIN总线是CAN总线网络下的子系统。车上各个LIN总线系统之间的数据 交换是由控制单元通过CAN数据总线实现的。
汽车单片机与车载网络技术
汽车LIN总线的工作原理及数据传输解析
汽车LIN总线的工作原理及数据传输解析当总线主设备需要发送数据时，它会发送一个命令帧，其中包含要发送数据的目的设备地址和相关控制信息。
总线从设备接收到命令帧后，根据命令帧中的地址信息决定是否处理该帧。
如果总线从设备需要回复数据，它会发送一个响应帧，其中包含回复数据以及相关控制信息。
总线主设备将接收到的响应帧解析为数据，并进行后续处理。
在数据传输方面，LIN总线使用了连续时间域多路复用电传输技术。
具体而言，它将发送的数据流分成一个一个的比特，并根据时钟信号在总线上进行传输。
在传输过程中，每个比特的开始由总线主设备发送一个起始保持帧标记（SOF）来表示。
每个比特之间通过总线上的电位变化表示1和0。
传输的比特数和数据速率由总线主设备控制。
在接收方面，总线从设备通过比较接收到的电位变化来解析接收到的数据比特。
如果没有检测到电位变化，则该比特被解析为逻辑0，否则解析为逻辑1除了数据传输，LIN总线还包括错误检测和容错机制。
例如，总线主设备会发送一个帧检验序列（CRC）作为命令帧的一部分，以便总线从设备可以检测数据传输过程中的错误。
总的来说，汽车LIN总线通过主从架构、连续时间域多路复用电传输技术和错误检测机制实现了在汽车电子系统中的数据传输。
它的低成本、低功耗和可靠性使其成为汽车电子系统中常用的通信总线。
数据传输解析方面，LIN总线提供了多种数据传输模式，包括事件触发式传输模式和周期性激发式传输模式。
事件触发式传输模式是指仅在发生特定事件时才进行数据传输。
例如，当汽车发动机启动时，总线主设备可以向其他设备发送相关信息。
周期性激发式传输模式是指在预定时间间隔内定期传输数据。
例如，汽车仪表盘上的显示器可以每隔几毫秒接收并更新车速数据。
在数据传输解析过程中，总线主设备负责生成命令帧并将其发送给特定设备地址。
总线从设备接收到命令帧后，根据地址信息和控制信息判断是否需要回复数据，并将回复数据封装成响应帧发送给总线主设备。
汽车电子系统中的LIN总线控制技术研究
汽车电子系统中的LIN总线控制技术研究第一章：绪论随着汽车电子化的快速发展，车内电子系统的数量和功能不断提升。
汽车电子系统主要由电动、电子控制单元(ECU)、传感器、执行器等组成。
而这些组件之间需要高效、可靠、经济的通讯作为接口。
为此，发展起了多种通讯协议。
其中，LIN总线作为一种低速串行通讯协议，在汽车电子系统中得到了广泛的应用。
本文将重点介绍LIN总线控制技术在汽车电子系统中的应用。
第二章：LIN总线协议的概述1. LIN总线的简介LIN总线是一种用于汽车电子系统内部的串行通讯协议。
它是一种低速、低成本、低功耗的通信协议，适用于控制较简单的执行器、传感器等组件。
2. LIN总线的特点（1）低成本：LIN总线总线芯片价格便宜，线路成本低。
（2）低速率：通讯速率最高可以达到19.2Kbps，适合传输数据量较小的信息。
（3）低功耗。
（4）适用于控制较简单的执行器、传感器等组件。
第三章：LIN总线的网络构建LIN总线的典型网络结构如下图所示：LIN总线一般由主节点和从节点组成，主节点是控制整个网络的控制器，从节点承担执行器、传感器等实现任务的功能。
第四章：LIN总线的通信协议1. LIN总线通信帧LIN通信帧由同步域、标识域、长度域、数据域、校验和和帧间隔组成。
其中，同步域和帧间隔域用于同步且确定LIN通信帧的开始和结束。
标识域用于标识所传输的信息类型，长度域用于指明信息长度，数据域完成了信息传输的主要任务。
2. LIN总线的数据传输方式LIN总线采用的是主从模式的通讯方式，主节点向从节点发送命令，从节点则根据命令执行相应的操作。
其中，命令分为两种类型：一种是未确认命令（Unconfirmed Service），待从节点执行结束后，只进行校验和确认；另一种是确认命令（Confirmed Service），待从节点执行后，进行确认应答。
第五章：LIN总线的控制技术1. LIN总线的帧同步技术由于LIN总线时钟不稳定，帧同步技术可以保证时间上的同步。
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【QC004】汽车总线技术复习笔记04——LIN总线系统
LIN总线系统
◎LIN总线的含义：
局部连接(互联)网络LIN（Local Interconnect Network），汽车底层（低端）网络协议。
◎LIN总线的目标：
为现有汽车CAN网络提供辅助功能的串行通信总线网络，多用于不需要CAN总线的带宽和多功能的场合，经济，降低汽车成本。
◎LIN总线的典型应用：
车上(带有SCI功能的)传感器和执行器的联网，也可用于汽车ECU之间(低速网络)的联网。
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总线与CAN总线的比较：
1.CAN总线负责各个LIN总线局域网之间的信息共享与资源控
制调配
2.LIN总线自诊断信息通过CAN总线传递
◎LIN总线结构：
网络由一个主节点和多个(可以是一个)从节点构成，主节点可以执行主任务也可以执行从任务，从节点只能执行从任务。
总线上的信息传送由主节点控制。
◎LIN总线系统的特点：
1.LIN总线采用单主/多从带同步的广播式信息传输方式，网络节点根据在通信中地位分为主节点和从节点，不需要仲裁机制
2.基于UART/SCI接口的廉价硬件实现，故LIN节点不一定是汽车ECU，也可能是是带SCI功能的智能传感器和执行器
3.从节点无振荡器的自同步功能
4.数据传输速度20kb/s，通常一个LIN网络上节点数目小于12个，共有64个标识符
5.一帧信息中（有效）数据长度为2、4或8B
6.LIN总线系统是单线式总线，底色是紫色，有标志色，该线的横截面面积为0.35mm2，无须屏蔽。
◎LIN总线的协议：
所有节点都有一个通讯任务，该通信任务分为发送任务和接收任务；主节点则有(还独有)一个主发送任务（主机任务）。
一个LIN网络上的通信总是由主节点的主发送任务所发起的，即：主控制单元(主节点)发送一个起始报文，该起始报文由同步断点(间隔)、同步字节(场)、消息标识符(场)所组成。
从节点相应地接受并且滤除消息标识符后，一个从任务被激活并且开始本消息的应答传输该应答由2（或4和8）个字节数据（数据场）和一个校验码（校验和场）所组成。
起始报文和应答部分构成一个完整的报文帧，结构如下图：
◎LIN报文帧包括起始报文(帧头)与应答两部分：
主机负责发送至帧头；从机负责接收帧头并作出解析，然后决定是发送应答，还是接收应答或不回复。
◎LIN系统中可以采用以下三种方式进行数据交换：
1.由主节点到一个或多个从节。
2.由一个从节点到主节点或其他的从节点。
3.在从节点之间传播，而不经过主节点或者通过主节点广播消息到网络中的所有的从节点。
◎LIN总线无需仲裁机制的原因？
1.一个LIN网络上的通信总是由主节点的主发送任务所发起的，主节点主发送任务发送一个起始报文，含有信息标识符。
2.从机任务不能直接向总线发送数据，需要接受到主节点发送的帧头后，根据帧头所包含的信息(标识符)来判断：发送应答或接收应答或既不接收也不应答。
3.LIN总线上，先主机任务再从机任务，主机任务控制从机任务响应，从机任务发送的应答不重叠不交叉响应，无总线冲突，不需仲裁！
◎LIN总线主控制单元连接在CAN数据总线上执行LIN的主功能，其作用有：
1.监控数据传递及其速率，发送信息标题。
2.主控制单元的软件内已设定了一个周期，用于决定何时将哪些信息发送到LIN数据总线上多少次。
3.在LIN数据总线与CAN总线之间起沟通作用，它是LIN总线系统中唯一与CAN数据总线相连的控制单元。
4.进行与之相连的LIN从控制单元的自诊断。