LIN及其在发动机风扇控制中的应用

一、车内网络方案比较

　　新技术为车辆带来的众多改变之一就是电子零部件的不断增加，同时，带有多种传感器、执行器、电子控制器的高级控制系统也对车用通讯技术提出了巨大需求。显而易见，这些需求只能通过使用网络解决方案来满足。

　　目前，能够满足成本、安全性和通讯速度需求的主要通讯标准有三种∶FlexRay、CAN（控制器局域网络）、LIN（本地互联网络）。这三种通讯标准在通讯速度和每个节点的成本方面的比较见图1。

图1∶主要汽车通讯协议

　　1、FlexRay

　　高速度（每通道高达10Mbps）、双通道、时间触发、强大的容错协议，设计用作骨干网。一般的目标应用是所谓的X-by-wire（线控）概念。其目的是通过电子信号传输来替代传统的制动踏板和制动器或方向盘和车轮之间的机械传动。

　　2、CAN

　　中等速度（最高1Mbps）、单通道、双线容错协议，目前不仅在汽车业，还在许多工业应用中广泛使用。CAN协议的目标应用可以包括电机控制、悬架控制和车内资讯娱乐功能。

　　3、LIN

　　低速（最高20kbps）、单线低成本协议，可用於终端节点应用。LIN的概念注定这种协议用於传感器/执行器中，一般用於低速通讯，即速度不是关键因素的应用中。

　　图2是面向总线的汽车设计理念的一个例子。这种设计显示三种通讯协议的共存。

二、LIN

　　如上所述，LIN是一种低成本的单线串列通讯介面。它基於通用的UART/SCI介面，可以20kbps的串列传输速率保证数据的可靠传输。LIN总线一般应用於集成装置，比如门、方向盘、座椅、温度控制和发动机冷却风扇等。在这些装置中，LIN网络对成本敏感的特性使其采用了一系列先进的机械电子装置，如智能传感器/执行器。此外，通过用数字编码代替模拟编码，机械电子装置可以轻松连接到车辆网络系统，并易於进行各种诊断和维修，包括系统的重新编程和更新。

　　LIN协议的另一个主要特徵是从节点中可以自动完成同步而无需晶振或陶瓷振荡器。这一特性和基於SCI的通讯的简便性是任何LIN实施提供经济高效性的主要因素。

　　1、操作基础

　　LIN的操作概念基於一主多从的拓扑结构。在这种情况下，LIN集群（LIN2.0版中LIN网络的同义词）包含一个主节点和几个（多达15个）从节点。

　　如图3所示，LIN节点实际上可以分成两个独立的部分∶主任务（Mastertask），负责决定何时传输哪个帧;从任务（Slavetask），提供将通过LIN总线传输的数据，并允许通过节点从低功耗模式中唤醒LIN集群。

　　典型的主节点包含主任务和从任务，而从节点只包含从任务。