隨著應用的不斷擴展，今天和未來的單片機普及和車輛網絡正在繼續(xù)。單片機是車輛內各種電子控制模塊的“大腦”，而網絡則是“系統(tǒng)互連”。本地互連網絡（LIN）是業(yè)界第一個提出車內Class A開放多路復用協(xié)議標準。它定義了一個支持車輛內分布式車身控制電子系統(tǒng)的低成本的串行通信系統(tǒng)。LIN補充了由CAN引導的汽車多路復用網絡的現有產品線。工業(yè)分析家指出，據估計到2010年每輛車將平均擁有20個LIN節(jié)點。車身控制應用代表了車輛中一個重要的領域，LIN有利于支持低成本子網絡的簡化，而不需要額外的帶寬或產生復雜性。
通用的單片機，例如微芯科技的Flash PIC?單片機，其獨特的程序存儲器和外設的組合，非常適用于那些支持CAN和LIN標準的需要8位或16位單片機進行車身控制的應用。微芯科技提供的廣泛的多樣化產品可為嵌入控制設計人員提供不同價格和性能的多種選擇，以滿足他們當前的設計項目的要求。
推進車身控制電子產品是汽車制造商生產更加令人愉悅、更加可靠和安全、更為智能化的車輛能力的基本要素。車身控制電子產品可通過簡化車輛的操作，并使司機從分心的次要行為中解脫出來，從而改善車輛的安全因素。每個這樣的電子控制模塊必須解決先進性能和車輛網絡連通性與競爭性價位的問題。由單片機供應商，諸如微芯科技提供的先進外設的集成，可以使系統(tǒng)設計人員具備一種市場競爭優(yōu)勢，他們可以創(chuàng)建其采用基于RISC的PIC?架構。
LIN是車輛網絡子總線的一個通信概念。該規(guī)范涉及協(xié)議和物理層的定義，以及開發(fā)工具和應用軟件的接口定義。LIN可以實現車內開關、智能傳感器和執(zhí)行器等應用的具有成本效益的通信網絡，在這方面并不需要CAN的帶寬和多功能性。該通信協(xié)議基于SCI（UART）數據格式，這是一種單主/從概念，是一種單線12V總線和無需穩(wěn)定時基的節(jié)點時鐘同步。LIN聯盟圍繞串行低成本通信概念和開發(fā)環(huán)境開發(fā)了這個標準，這使汽車制造商及其供應商能夠以一種非常成本有效的方式創(chuàng)建執(zhí)行和處理復雜的分級多路復用系統(tǒng)的方法。
LIN的典型車身控制應用
車身控制電子可改善車輛駕駛者的舒適性和安全性。LIN總線的典型應用是氣候控制、照明、雨水傳感器、智能雨刷、智能發(fā)電機、開關面板或射頻（RF）接收器方面的車門、方向盤、座椅、馬達和傳感器等總成單元。LIN節(jié)點可以容易地連接汽車網絡并易于訪問所有類型的診斷和服務。此外，通常使用的信號模擬編碼可以由數字信號取代，從而得到一條優(yōu)化的配線束。
車頂：雨水傳感器、燈光傳感器、燈光控制、天窗，等等
車門：反光鏡、中控ECU、反光鏡開關、車窗升降、座椅控制開關、門鎖，等等
氣候：小型電機、控制面板
方向盤：導航控制、雨刷、燈光調節(jié)，等等
可選件：氣候控制、收音機、電話，等等
座椅：座椅位置電機、人員在場傳感器、控制面板
引擎：傳感器、小型電機
在集中式車身控制系統(tǒng)中，執(zhí)行器和傳感器是通過一個具有CAN連通性的電子控制部件（ECU）進行硬連線的。ECU通過CAN鏈接與其他主ECU進行信號交換。如果本地執(zhí)行器和傳感器需要高計算性能，就需要選擇硬連線。在那些本地性能低的系統(tǒng)中，可能需要選擇基于智能執(zhí)行器和傳感器的分布式系統(tǒng)。選擇這種配置是為了采用普遍可用的元件實現一個可升級的系統(tǒng)架構。
這種架構是具有成本效益的，由于電子元件的品種更少，本地智能和網絡的附加成本可以通過生產和開發(fā)成本的節(jié)省得到補償。這種架構的關鍵方法是子總線LIN標準、低成本機電和裝配和半導體集成。
在LIN的低端應用中有兩個關鍵因素：（a）與CAN相比，每個節(jié)點必須是低通信成本；（b）不需要CAN的性能、帶寬和多功能性。LIN相對于CAN的主要成本節(jié)省是由以下因素推動的：（1）單線傳輸；（2）低成本的硬件或芯片內軟件實現；（3）在從節(jié)點不必使用晶體或壓電陶瓷。這些優(yōu)點包括更低的帶寬和限制性的單主節(jié)點總線接入方法。LIN和CAN協(xié)議的主要特性如下所示。
LIN CAN
媒介接入控制 單主節(jié)點 多主節(jié)點
典型總線速度 2.4至19.6kbd 62.5至500kbd
多點發(fā)送信息路由 6位標識符 11/29位標識符
節(jié)點編碼 NRZ 8N1（USART） 位填充NRZ
每幀數據位 2、4、8字節(jié) 0至8字節(jié)
所需傳輸時間 20kbd時為3.5ms 125kbd時為0.8ms
4個數據位錯誤檢測 8位校驗和 15位CRC
物理層 單線，Vbat 雙絞線，5V
時鐘生成 主節(jié)點：晶體，從節(jié)點：RC/壓電陶瓷 晶體
每節(jié)點相關成本 0.5 1
LIN協(xié)議
LIN是一個基于通用SCI（UART）字節(jié)詞接口的單線串行通信協(xié)議。LIN也可以用軟件等效代碼或純狀態(tài)機執(zhí)行。LIN網絡中的媒介接入是由主節(jié)點控制的，這樣就不需要從節(jié)點仲裁或沖突管理，從而保證了信號傳輸（參見圖2）沒有最糟情況的延遲時間。
LIN的主要特性包括：
--低成本單線執(zhí)行
-- 基于VBAT的增強型ISO 9141
--速度高達20Kbps（由于EMC的限制）
--單主節(jié)點和多從節(jié)點概念
--沒有仲裁需求
--基于通用UART/SCI接口硬件的低成本硅實現
--從節(jié)點自行同步，無需晶體或壓電陶瓷
--顯著減少了硬件平臺的成本
--保證信號傳輸的延遲時間
--可預知的系統(tǒng)
LIN的一個特殊特性是同步機制，它允許由從節(jié)點進行時鐘恢復，而無需晶體或壓電陶瓷。線驅動器和接收器的規(guī)范遵循某種增強的ISO 9141單線標準。最高傳輸速度是20kbps，這是電磁兼容性（EMC）和時鐘同步要求所致。
除了主節(jié)點的命名外，LIN網絡中的節(jié)點不使用任何與系統(tǒng)配置有關的信息。節(jié)點可以增加到LIN網絡中，而無需改變其他從節(jié)點的硬件或軟件。LIN網絡的典型大小為12個節(jié)點（盡管這是不受限制的），這是由于少量的64個標識符和比較低的傳輸速度所致。時鐘同步、UART通信的簡單和單線媒介是LIN具有成本效益的主要因素。
通信概念
LIN網絡由一個主節(jié)點和一個或更多的從節(jié)點組成。所有節(jié)點都包括一個分為發(fā)送和接收任務的從節(jié)點通信任務，而主節(jié)點包括一個附加的主節(jié)點發(fā)送任務。主動LIN網絡中的通信總是由主節(jié)點任務開始的。
主節(jié)點發(fā)送一個由同步中斷、同步字節(jié)和信息標識符組成的信息報頭。正好一個從任務在接收和過濾標識符時被激活，然后開始傳輸信息響應。該響應包括兩個、四個或八個數據字節(jié)和一個校驗和字節(jié)。報頭和響應部分形成一個信息幀。
信息標識符表示信息的內容，而不是目的文件。這個通信概念可以實現各種方法的數據交換：從主節(jié)點（使用其從任務）到個一個或更多從節(jié)點，從一個從節(jié)點到主節(jié)點和/或其他從節(jié)點。直接在從節(jié)點開始將信號發(fā)送到從節(jié)點，而無需通過主節(jié)點進行路由是可能的，或從主節(jié)點將信息廣播到網絡中的所有節(jié)點。信息幀的順序是由主節(jié)點控制的。主節(jié)點時序幀中的信息數目、順序和頻率是與波特率、系統(tǒng)響應時間和時間行為一起確定的。統(tǒng)的設計必須仔細，因為如果主節(jié)點錯過了一個從節(jié)點的信息，由于主從的概念，這條信息將在下一個時序最先到達主節(jié)點。
LIN協(xié)議提供了一個啟動每個信息幀的專用同步模式，可使從節(jié)點在無需晶體或壓電陶瓷的條件下，使其本地時基與主節(jié)點的時基保持同步。
LIN物理層
LIN總線是由一個正電池節(jié)點Vbat的終止電阻器終端匹配電阻供電的單線總線。該總線的線收發(fā)器是一個ISO 9141標準的增強型工具?？偩€可以采用兩個補充的邏輯水平：代表一個邏輯‘0’的具有接近接地電氣電壓的顯性值，以及代表邏輯‘1’的具有接入電池供電電壓的電氣電壓隱性值。
該總線利用一個主節(jié)點的1Ω上拉電阻和從節(jié)點上的30Ω電阻進行終端匹配。從節(jié)點終端匹配電容的典型值為220pF。主節(jié)點的電容比較高，是為了使整個線電容不依賴于從節(jié)點的數目。
LIN物理層的主要電氣參數在以下列出：
參數 典型值
通信速度 9.6kbd，19.2kdb
電壓水平 13.5V
信號回轉率 2V/μs
終端匹配電阻器 主節(jié)點：1kΩ
從節(jié)點：30kΩ
終端匹配電容器 主節(jié)點：220pF
從節(jié)點：2.2nF
線電容 100？150pF/m
LIN物理層的規(guī)范對收發(fā)器出了高性能的要求.收發(fā)器交換不應該干擾其他電子元件。特別需要注意的是必須滿足汽車制造商的EMC要求。利用波形成形或邊緣圓化，可以最大限度地減少收發(fā)器的傳導發(fā)射。
LIN總線系統(tǒng)實例：車門和反光鏡模塊
汽車車門中電子功能增加的數目是LIN總線用法的一個很好的例子。在進行保養(yǎng)時，可以增加或減少功能，而不會影響原來的系統(tǒng)設計，也不會影響其余從節(jié)點的硬件和軟件。在開發(fā)過程中需要增加功能或選項，以及在車輛的LIN裝配結束時，都可以對預先裝配、預先測的試模塊進行集成。車門LIN功能集群包括：
·車窗升降，有/無防夾控制
·馬達PWM控制、車窗位置監(jiān)控
·門鎖執(zhí)行器控制，包括馬達控制（鎖死）和車門開關控制
·開關面板控制
·開關照明
反光鏡功能可以在更多的LIN從節(jié)點上進行集成，這取決于OEM為用戶提供的可選功能計劃的靈活性。這些反光鏡功能包括反光鏡上/下、進/出馬達控制、加熱、水坑燈、轉向指示燈、減光（電鍍反光鏡）電動折疊。
總結
車身控制功能的持續(xù)進步，以及單片機和LIN協(xié)議是降低系統(tǒng)成本的關鍵因素。若干因素已在促進LIN作為一種“通用子總線網絡標準”的擴展，其中包括：
·LIN的引進發(fā)生在車內電子控制模塊經歷戲劇性增長的時刻。今天的許多汽車方面的創(chuàng)新都是通過采用先進的電子概念實現的。用戶追求車輛具有更多的舒適性與安全性為這個市場的開發(fā)添加了燃料。監(jiān)管規(guī)范準則促進了這一趨勢的發(fā)展。與此同時，汽車制造商需要從他們的供應商手中得到具有成本效益的實現方法。
·LIN是車內子網絡具有成本效益的總線概念。它有助于優(yōu)化系統(tǒng)成本和增加系統(tǒng)效率。在全球整個汽車工業(yè)中LIN概念不斷找許多支持者。即使LIN聯盟是由一個OEM、工具制造商和半導體廠商小組發(fā)起的，這個具有成本效益的通信開放串行總線標準已在保證統(tǒng)一的工具概念和適當的軟件接口方面顯示出了同時可用性。
作為用于實現分級車輛網絡的驅動因素之一，LIN標準為涵蓋了傳輸協(xié)議、傳輸媒介、開發(fā)工具之間的接口和軟件編程界面等規(guī)范。LIN從硬件和軟件的角度保證了網絡節(jié)點的協(xié)同工作能力，并可預知EMC行為。LIN總線可滿足車身控制應用在性能和成本方面的要求。它支持執(zhí)行器和傳感器設計的標準化和再用性。
車身控制應用受益于具有廣泛存儲器、外設和封裝組合的基于閃存的單片機的持續(xù)進展，以及LIN作為一個低端多路復用解決方案標準的全球性支持。PIC單片機是通用的構建模塊，有助于開發(fā)應對復雜的車身控制應用挑戰(zhàn)的有效的解決方案，并且加快了汽車電子控制模塊開發(fā)商的產品上市時間。
a
（轉載）
