LIN总线技术及应用——节点配置和标识规范(一)
LIN总线技术原理基础
– 低成本
• LIN是基于SCI/UART( 通用异步收发接口的单总线串行通信)协议； • 目前几乎所有的微控制器芯片上都有SCI/UART接口。
– 低传输速率。小于20kb/s – 采用NRZ编码。
LIN总线融合了I2C和RS232的特性： 像I2C总线那样，LIN总线通过一个 电阻上拉到高电平，而每一个节点 又都可以通过集电极开路驱动器将 总线拉低；像RS232那样通过起始 位和停止位标识出每一个字节，每 一位在时钟上异步传输。
RIGOL TECHNOLOGIES, INC.
汽车LIN总线技术特点
– 单主/多从媒体访问、无需仲裁。
• 在总线拓扑结构的LIN网络中，由主节点控制对传输介质的访问，从节 点只是应答主节点的命令。不需要仲裁和冲突管理机制。
LIN总线的网络节点数不能超过16，否则，节点增加将会减少网络阻 抗，导致环境条件变差。每增加一个节点，就会降低3％的阻抗
• 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。
RIGOL TECHNOLOGIES, INC.
汽车LIN总线原理与应用
• LIN 起源和发展 – LIN联盟成立于1999年，并发布了LIN 1.0版本。
• 同步间隔（synchronisation break)
– 作用：标识报文的开始，由主节点发送；使得所有的从机 任务和总线时钟信号同步。
– 同步间隔：至少13bit的显性位，之后紧随至少1bit隐性值 的同步界定符。
– 同步界定符的作用： » 用来检测接下来的同步域（Synch Field）的起始位。
lin 总线标准
lin 总线标准LIN（Local Interconnect Network）总线是一种用于汽车电子系统中的串行通信总线标准。
它由瑞典飞利浦和德国电信公司共同开发，并于1999年首次推出。
与其他汽车总线（如CAN和FlexRay）相比，LIN总线主要用于低带宽应用，例如车内照明、雨刮器、座椅控制等。
LIN总线的设计目标是降低成本，并提供简单的通信机制。
它采用了单主/多从的拓扑结构，一条总线上可以连接多个从设备，而只有一个主设备控制通信。
这种主从结构可以大大减少系统的复杂性和成本。
LIN总线的物理层采用了单根双绞线，传输速率通常为19.2kbit/s。
相比之下，CAN总线的传输速率可达1 Mbit/s。
虽然传输速率较低，但对于一些低带宽应用而言，这已经足够满足需求。
在LIN总线中，主设备负责发送命令和控制信息，从设备则负责接收并执行这些指令。
每个从设备都有一个唯一的地址，通过这个地址主设备可以直接与特定的从设备进行通信。
此外，LIN总线还支持时间分割多址（Time Division Multiplexing）的技术，这意味着不同的从设备可以根据事先设定的时间槽来响应主设备的请求，避免因数据冲突而导致的通信错误。
与其他总线标准相比，LIN总线有许多独特的特点。
首先，它采用了单总线设计，这意味着在整个系统中只需要一根总线线缆，从而进一步降低了成本。
其次，LIN总线采用了低功耗设计，具有较低的电压和电流要求，非常适合应用于汽车电子系统中。
此外，LIN总线还支持多种通信协议和灵活的数据传输方式，可以根据不同的应用需求进行配置。
由于LIN总线的低成本和简单性，它被广泛应用于汽车电子系统中的各种低带宽应用。
例如，LIN总线在车内照明系统中被用于控制车内的灯光，可以根据驾驶员或乘客的需求灵活调整照明亮度和颜色。
此外，LIN总线还可以用于控制雨刮器和座椅调节器等功能。
尽管LIN总线的传输速率较低，并且无法处理大量的数据，但它在低带宽应用中仍然具有很大的优势。
第10章LIN技术规范及在汽车中的应用
检测到，并用诊断的形式请求。
第10章LIN技上术一规范页及在下汽车一中页的应 返回
用
第二节 基本概念
¡ 7．故障界定 ¡ LIN节点可以区分短时扰动和永久故障，它还能对故障做出
合适的本地诊断和采取合适的行动。 ¡ 8.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
线的物理特性限制。 ¡ 建议：LIN网络的节点数量不应超过16.否则，节点增加将
¡ LIN 规范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 规范的范围如图101的虚线框部分。本书只对LIN 的协议规范进行详细介绍， LIN 配置语言描述和API不进行详细介绍，感兴趣的读者可 以参考相关手册。
第10章LIN技上术一规范页及在下汽车一中页的应 返回
¡ LIN 标准包括传输协议规范、传输媒体规范、开发工具接口 规范和用于软件编程的接口。LIN在硬件和软件上保证了网 络节点的互操作性并有可预测EMC 的功能。
第10章LIN技上术一规范页及在下汽车一中页的应 返回
用
第一节 简介
¡ LIN 规范包括了三个主要部分：一是LIN 协议规范部分介 绍LIN 的物理层和数据链路层；二是LIN 配置语言描述部 分介绍LIN配置语言描述部分介绍LIN 配置文件的格式， LIN配置文件用于配置整个网络作为OEM和不同网络节点的 供应商之间的通用接口，同时可作为开发和分析工具的一个 输入；三是LIN API 部分介绍了网络和应用程序之间的接 口。
LIN总线系统简析
物联网领域：随着物联 网技术的不断发展， LIN总线系统在智能家 居、智能城市等领域的 应用也将得到拓展。
工业自动化：LIN总 线系统在工业自动化 领域的应用也将进一 步深化，助力实现工 业自动化和智能化。
新能源领域：随着新 能源技术的不断发展 ，LIN总线系统在新 能源领域的应用也将 得到更多的关注和应 用。
LIN总线系统在 汽车空调控制系 统中实现了多路 复用通信，提高 了通信效率。
LIN总线系统通 过分布式控制方 式，实现了汽车 空调的智能控制， 提高了控制精度Байду номын сангаас和响应速度。
LIN总线系统在 汽车空调控制系 统中应用，减少 了线束的使用， 降低了汽车的成 本和重量。
LIN总线系统在汽 车空调控制系统 中应用，提高了 系统的可靠性和 稳定性，减少了 故障发生的概率。
智能家居领域：LIN总线系统也可用于智能 家居控制系统，实现家电设备间的通信和控 制
工业自动化领域：在工业自动化领域，LIN 总线系统可用于各种自动化设备和传感器之 间的通信，提高生产效率和设备可靠性
物联网领域：随着物联网技术的发展，LIN 总线系统在物联网领域的应用也越来越广泛， 如智能城市、智能农业等领域的设备通信和 控制
LIN总线电缆
定义：LIN总线电缆是用于LIN总线系统的线缆，用于连接LIN总线上的各个节点。
特点：LIN总线电缆采用单线传输方式，结构简单，成本低，适用于对实时性要求不高的场 合。
传输距离：LIN总线电缆的传输距离一般在几十米以内，适用于汽车内部传感器和执行器的 通信。
连接方式：LIN总线电缆采用差分信号传输方式，需要使用专门的LIN总线连接器和插座进 行连接。
LIN总线诊断工具
诊断工具种类： 示波器、万用表、 解码器等
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。
LIN协议企业培训资料
奇偶校验符
P0 P1
结束位
帧ID的范围从0到63(Ox3f)
奇偶校验符(Parity)P0,P1
协议规范
数据场(Data Field)
报头（Header）
响应（Response）
D0
D1
Dn
数据场 最低有效字节先发送
D0
D1
D2
…
Dn(小于8)
最低有效位先发送
起始位 bit0
bit1 bit2
帧响应的第一个数据字节等于PID，即响应最多可以传输7个字节的 数据 帧响应可由多个节点发送，当有多个节点在同一帧时隙内响应报头时 会发生冲突，发生冲突时切换到“冲突解决调度表”，之后再切换回 到原来的调度表
协议规范
事件触发帧(Event Triggered Frame )(2/2)
假设与事件触发帧0x10相关联的两个普通帧…
描述了网络和应用程序之间的接口，包括诊断模块
LIN配置语言规范（LDF）
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和不同网络节点 的供应商之间的通用接口，同时可作为开发和分析工具的一个输入。
LIN节点能力描述语言规范（NCF）
介绍了描述从机节点的语言格式，LIN集群设计工具可以使用NCF文件自动地生成LIN描述文 件
协议规范
Protocol Specification
协议规范
帧的结构(Frame Sturcture) 报头（Header）
响应（Response）
D0
D1
Dn
间隔场 显性间隔
同步场 间隔界定
标识符场 响应间隔
LIN基础
q
Checksum = 0xE6
© 2007. HiRain Technologies. All rights reserved. Slide: 19
概述 协议规范
帧格式 帧长度 同步 帧类型
© 2007. HiRain Technologies. All rights reserved. Slide: 20
帧的结构(Frame Structure) 报头（Header）
响应（Response）
D0
D1
Dn
间隔场 显性间隔
同步场 间隔界定
标识符场 响应间隔
数据场
校验和场
字节间隔
q 字节间隔位于每个字节之间，响应间隔位于报头与响应之间
q q
留给MCU足够的处理时间 帧长度可能增长
© 2007. HiRain Technologies. All rights reserved. Slide: 13
LIN帧
q
通信原理：
q q q q q
LIN网络里各节点地位不平等，使用主从式网络 帧的发送由主节点调度，主节点发送帧头，从任务用响应来补充帧头形成完整的帧 帧的收发及帧内容由ID来定义 LIN网络一共使用64个帧ID 采用广播式通信，所有节点都能够接收总线上的帧
© 2007. HiRain Technologies. All rights reserved. Slide: 8
调度表
q
负责调度网络各帧发送的顺序
q为每条帧分配发送时隙（slot） q q
发送slot：帧可以被发送的时间 不同帧的发送slot可能不同
q q
调度表在网络系统设计阶段确定，即在 LDF文件里指定 调度表使得LIN通信具有可预测性
lin总线技术分析
标识符指出当前帧的内容，从机节点据此来确定自己是
2024/7/14否应该对当前帧做出响应、做出何种响应。
LIN总线：用于车体控制的总线标准
❖ 1 概述 ❖ 2 LIN数据传输 ❖ 3 LIN在汽车中的应用
2024/7/14
1
1
1 概述
❖ LIN(Local Interconnect Network)是一种低 成本的串行通讯网络，用于实现汽车中的分 布式电子系统控制，LIN 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 传感器和制动装置之间的通讯。
❖ 宿主节点发送一个包含同步中断、同步字节和消息 识别码的消息报头。从属任务在收到和过滤识别码 后被激活并开始消息响应的传输。响应包含两个、 四个或八个数据字节和一个检查和(checksum)字节。 报头和响应部分组成一个消息帧。
2024/7/14
9
9
❖ LIN总线是单线，通过从电池正极Vbat的端接电阻 向导线或总线供电。总线收发器是ISO 9141标准的
b.从机节点
主机节点主要由控制器、电源、控制按 钮、LIN接口、CAN接口和指示灯几部分 组成。
❖ 后视镜从机节点主要由控制器、电源、
LIN接口、执行器驱动单元和执行器如后
2024/7/14 视镜调整电机、除霜加热器等组成。
20
20
LIN总线系统实例：镜子
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
LIN总线技术及应用——节点配置和标识规范（一）
一.介绍(Introduction)
节点配置定义了一个节点是如何被配置的，对LIN 节点来说支持节点配置是一个强制执行命令。
目的：避免网络NAD 或PID 冲突，网络引入新节点可能导致NAD 或Product ID 冲突
配置内容：NAD，Product ID（通过对这些数字的使用，就可以让所有在网
络内部被输送的帧，具有一个独特的标识符）
服务标识符（SID）：0xB0~0xB7（用来配置节点）
节点配置只能用单帧通信
二.LIN 产品标识(LIN Production Identification)
每个LIN 部件都会有一个独特的号码，标识了节点的供应商和功能
类似于条形码，不同供应商不同功能的产品ID 也不同，功能发生变化，产品ID 也要相应的变化。
供应商ID 是一个16 位的数字，最高位是0，由LIN 协会规定
功能ID 是一个16 位的数字，由各供应商规定
变量ID 是一个8 位的数字，用于区分同网络中相同功能的节点
PID 保存在各节点的ROM 中，不进行更改
序列号(Serial Number)
三.通配符(Wildcards)每一个LIN 的从节点都有一个节点地址，除了通过这个
节点来访问以外，还可以通过通配符来访问所有的节点地址
NAD 的通配符0x7F 用来访问所有节点的地址。