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面向未来汽车应用的LIN总线系统

面向未来汽车应用的LIN总线系统

2007/1/30 8:56:00
传统的汽车电气系统设计利用一捆电缆来连接车灯、电动机、电磁阀、加热器、空调等设备。现在,车辆中电子器件的数量急剧增加,汽车的电气系统变得越来越复杂。一些统计数据显示,汽车中电子器件所占的比例将达到40%到50%。因此,汽车中电缆的数量会越来越多,电缆的重量也越来越大。此外,汽车的电接线变得越来越复杂,这给汽车制造商和汽车维修厂的装配工作造成更多的麻烦。 在十几年前,博世公司为汽车应用引入了CAN总线系统,其目的是将本地网络的概念应用到汽车系统内,就像办公室和家中的LAN网络一样。然而,CAN针对高达1Mbps的高速数据传输设计,对于普通的汽车应用来说,CAN模块的成本比较高,它更适合于引擎ECU和ABS的互连。 在1999年引入了针对汽车应用的LIN 1.0(本地互连网络)总线系统,它的目标是低成本应用,如电动门、电动窗、侧镜、雨刮器、座椅安全带报警、外部照明等。LIN总线的传输速度最大为20kbps,而且它在单通道总线环路中最多能支持16个节点,总线电缆的长度最多可以扩展到40米。
图1:LIN总线API到物理层的结构图1:LIN总线API到物理层的结构
随着LIN总线系统在汽车行业的普及应用,电子控制器件将会采用模块的形式,可以方便地插入到LIN总线网络,并与位于仪表板或驾驶室附近的主控制器单元连接在一起。 LIN总线 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(interaction level)。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2:主节点和从节点的工作过程图2:主节点和从节点的工作过程
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个字节的字段构成。每一个字节字段都以串行字节方式发送,起始字节的第一位编码为“0”,而终止位编码为“1”。
图3:LIN帧结构图3:LIN帧结构
信息来源于:汽车电子网
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