基于LIN总线的汽车分级制网络结构

1、引言

　　汽车总线中通讯节点和数据流量持续增加，节点日益复杂，使得汽车总线在重量、布置、成本、通信效率等方面面临困境，走出这一困境的出路在于实行汽车总线的网络化和分级制。A类总线——局域互连网LIN(LocalInterconnectNetwork)因此应运而生。LIN是一种结构

　　简单、配置灵活、成本低廉的新型低速串行总线，主要用作CAN等高速总线的辅助网络或子网络。在带宽要求不高、功能简单、实时性要求低的场合，如车身电器的控制等方面，使用LIN总线，可有效的简化网络线束、降低成本、提高网络通讯效率和可靠性。

　　2、汽车网络

　　目前有分别适用发动机和底盘控制、车身电器控制、车载多媒体等不同场合的多种汽车总线标准。SAE(SocietyofAutomotiveEngineering)按传输速度的不同将汽车网络总线分为三类，如表1所示。

　　表一汽车网络分类

　　A类总线协议有许多种，然而长久以来却没有一种协议能成为该领域的通用标准。1998年Audi、Motorola、BMW、DaimlerChrysler、VCT、Volvo和Volkswagen七家公司联合成立了LIN协会，在潜心研究A类总线的基础上提出了新型A类总线——LIN，该总线一经面世，即以其低廉的成本优异的性能广为各大厂商所接受，有望成为A类总线的国际标准。

　　3、LIN

　　LIN总线基于SCI/UART数据格式，采用单主机多从机模式，总线仅由三根导线组成(电源、地线和数据线)，LIN总线的驱动/接收器规范遵从ISO9141标准，且EMI性能有所提高。LIN在硬件和软件上保证了网络节点的互操作性，并可预测EMC。

　　LIN的主要特点：成本低，基于通用UART/SCI接口，几乎所有微控制器都具备LIN必需的硬件;极少的信号线就可实现ISO9141标准;传输速率最高可达20Kb/s，最大总线长度40m;单主机/多从机模式，无需总线仲裁;从机节点不需石英或陶瓷振荡器就能实现自同步;保证信号传输的延迟时间;不需要改变LIN从机节点的硬件和软件就可以在网络上增加或删除节点等。

　　LIN总线规范的初始版本LIN1.0由LIN协会在1999年7月发布，后几经修订，现行版本为LIN协会在2003年9月发布的LIN2.0。LIN规范包括传输协议规范、传输媒介、开发工具接口和软件程序编制接口。LIN的规范化将改变低端汽车网络杂乱的现状，并将降低汽车电子设备的开发、生产、服务和维护成本

　　3、1LIN拓扑结构

　　LIN采用单主机多从机模式，一个LIN网络包括一个主机节点和若干个从机节点。

　　(由于过多节点将导致网络阻抗过低，一个LIN网络中节点总数不宜超过16。)主机节点既包括主机任务也包括从机任务，从机节点都只包括从机任务，如图1所示。主机节点也可以通过网关和其他总线如CAN连接。