概述，協(xié)議規(guī)范及模塊實(shí)現(xiàn)

一、概述

1、如下圖為一個LIN網(wǎng)絡(luò)，包含了一個Master節(jié)點(diǎn)，兩個Slave節(jié)點(diǎn)：

LIN網(wǎng)絡(luò)

在LIN總線通訊中，Master task決定了在LIN總線上傳送的是哪一幀，Slave task提供每一幀所攜帶的數(shù)據(jù)。

2、如下圖為一個LIN節(jié)點(diǎn)的層次結(jié)構(gòu)圖：

LIN1.3與LIN2.1的區(qū)別在于，LIN1.3沒有TL層，Signal interaction放在Protocol層中，沒有單獨(dú)的TP層。

3、LIN總線特點(diǎn)：

串行通信：線間干擾小，節(jié)省線束，傳輸距離長；

單線傳輸：增強(qiáng)的ISO9141 (ISO 15765-1), 總線電壓基于VBAT；

最高速率20Kbit/s：滿足車身上大部分的應(yīng)用需求；

單主多從結(jié)構(gòu)：無需仲裁；

基于通用UART/SCI的低成本接口硬件：幾乎所有MCU有具備LIN總線的硬件基礎(chǔ)；

從節(jié)點(diǎn)無須晶振或陶瓷震蕩器就可以實(shí)現(xiàn)同步：大幅度降低成本；

一條總線最多可連接16個節(jié)點(diǎn)：由總線電氣特性決定；

支持診斷功能：支持UDS服務(wù)；

4、LIN2.1節(jié)點(diǎn)模型：

LIN1.3節(jié)點(diǎn)模型：

LIN2.1與LIN1.3節(jié)點(diǎn)模型的差別在于LIN1.3沒有Transport layer，所以也就沒有流控、傳輸時間控制的功能，LIN1.3協(xié)議中沒有對診斷及節(jié)點(diǎn)配置進(jìn)行規(guī)范，所以在LIN1.3中完成相應(yīng)的功能都放在自定義診斷中完成。

5、LIN網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：

1)單主任務(wù)，多從任務(wù)；

2)主節(jié)點(diǎn)包含主任務(wù)和從任務(wù)；

3)從節(jié)點(diǎn)只包含從任務(wù)；

4)主任務(wù)決定總線上的報文，從 任務(wù)發(fā)送數(shù)據(jù)；

6、LIN幀：

通信原理：主任務(wù)發(fā)送報頭，從任務(wù)用響應(yīng)來補(bǔ)充報頭形成完整的報文。

報文傳輸：報文的內(nèi)容由ID來定義。

廣播：所有節(jié)點(diǎn)都能夠接受總線上的幀。

7、調(diào)度表

1)負(fù)責(zé)調(diào)度網(wǎng)絡(luò)各報文發(fā)送的順序；

2)為每幀報文分配發(fā)送時隙(slot)；

3)發(fā)送時隙：報文可以被發(fā)送的時間；

4)不同報文的發(fā)送時隙可能不同；

5)調(diào)度表在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計階段確定；

6)調(diào)度表使得LIN通信具有可預(yù)測性；

8、切換調(diào)度表：

主任務(wù)可以擁有多個調(diào)度表，并在不同的調(diào)度表之間切換，該處理方式增加通信的靈活性。

二、協(xié)議規(guī)范

(1)字節(jié)間隔位于每個字節(jié)之間；

(2)響應(yīng)間隔位于報頭與響應(yīng)之間；

(3)留給MCU足夠的處理時間；

(4)幀長度可能增長；

1、字節(jié)場

1)基于SCI的通信格式；

2)發(fā)送一個字節(jié)需要10個位時間(TBIT)；

2、間隔場

1)表示一幀報文的起始，由主節(jié)點(diǎn)發(fā)出；

2)間隔信號至少由13個顯性位組成；

3)隔界定符至少由1個隱形位組成；

4)間隔場是唯一一個不符合字節(jié)場格式的場；

5)從節(jié)點(diǎn)需要檢測到至少連續(xù)11個顯性位才認(rèn)為是間隔信號；

3、同步場

1)確保所有從節(jié)點(diǎn)使用與節(jié)點(diǎn)相同的波特率發(fā)送和接收數(shù)據(jù)；

2)一個字節(jié)，結(jié)構(gòu)固定：0X55；

4、標(biāo)識符場

1)ID的范圍從0到63(Ox3f)；

2)奇偶校驗(yàn)符(Parity)P0,P1；

5、數(shù)據(jù)場

1)數(shù)據(jù)場長度1到8個字節(jié)；

2)低字節(jié)先發(fā)，低位先發(fā)；

3)如果某信號長度超過1個字節(jié)采用低位在前的方式發(fā)送(小端)；

6、校驗(yàn)和場

用于校驗(yàn)接收的數(shù)據(jù)是否正確

1)經(jīng)典校驗(yàn)(Classic Checksum)僅校驗(yàn)數(shù)據(jù)場(LIN1.3)

2)增強(qiáng)校驗(yàn)(Enhance Checksum)校驗(yàn)標(biāo)識符場與數(shù)據(jù)場內(nèi)容(LIN2.0、LIN2.1)

標(biāo)識符為0x3C和0x3D的幀只能使用經(jīng)典校驗(yàn)

計算方法：反轉(zhuǎn)8位求和(inverted eight bit sum)

例：Data=0x4A、0x55、0x93、0xe5

7、幀長度

最小幀長度

THEADER_NOMINAL=34*TBIT

TRESPONSE_NOMINAL=10*(NDATA+1)*TBIT

TFRAME_NOMINAL=THEADER_NOMINAL+TRESPONSE_NOMINAL

最大幀長度

THEADER_MAX=1.4*THEADER_NOMINAL

TRESPONSE_MAX=1.4*TRESPONSE_NOMINAL

TFRAME MAX=THEADER MAX+TRESPONSE MAX

8、幀類型

1)無條件幀

使用頻度最高的幀類型，無任何發(fā)送條件；

標(biāo)識符(ID)為0到59(0x3B)；

主任務(wù)發(fā)出報頭，一個任務(wù)響應(yīng)，一個或多個任務(wù)接收如下圖：

幀?ID = 0x30應(yīng)答部分的發(fā)布節(jié)點(diǎn)為從機(jī)節(jié)點(diǎn)1，收聽節(jié)點(diǎn)為主機(jī)節(jié)點(diǎn)。典型應(yīng)用如從機(jī)節(jié)點(diǎn)1向主機(jī)節(jié)點(diǎn)報告自身某信號的狀態(tài)。

幀?ID = 0x31應(yīng)答部分的發(fā)布節(jié)點(diǎn)為主機(jī)節(jié)點(diǎn)，收聽節(jié)點(diǎn)為從機(jī)節(jié)點(diǎn)1和從機(jī)節(jié)點(diǎn)2。典型應(yīng)用如主機(jī)節(jié)點(diǎn)向從機(jī)節(jié)點(diǎn)發(fā)布信息。

幀?ID = 0x32應(yīng)答部分的發(fā)布節(jié)點(diǎn)為從機(jī)節(jié)點(diǎn)2，收聽節(jié)點(diǎn)為從機(jī)節(jié)點(diǎn)1。典型應(yīng)用如從機(jī)節(jié)點(diǎn)之間彼此通信。

2)事件觸發(fā)幀

引入事件觸發(fā)幀的目的是節(jié)省帶寬。

BCM(Master)需要獲取4個車門的狀態(tài)，該如何實(shí)現(xiàn)？

第一種方式：

每次向四個車門請求狀態(tài)，浪費(fèi)帶寬，因?yàn)檐囬T狀態(tài)不是經(jīng)常發(fā)生。

第二種方法：

將請求四個車門狀態(tài)的幀合并為一個事件觸發(fā)幀，Master不需要每次發(fā)送四個幀請求車門的狀態(tài)，只需要發(fā)送一個事件觸發(fā)幀即可，哪個車門狀態(tài)發(fā)生變化，對應(yīng)的車門將響應(yīng)該事件觸發(fā)幀。

事件觸發(fā)幀的響應(yīng)會出現(xiàn)如下三種情況：

第一種：沒有車門狀態(tài)變化。

第二種：一個車門狀態(tài)發(fā)生變化：

第三種：多個車門狀態(tài)發(fā)生變化，此時將出現(xiàn)沖突，沖突處理時，Master需要像第一種處理方式一樣，重新發(fā)送四幀分別請求單個車門狀態(tài)。LIN1.3與LIN2.0、LIN2.1處理方式有所區(qū)別，區(qū)別在于LIN1.3不切換調(diào)度表，占用事件觸發(fā)幀的時隙發(fā)送，LIN2.0、LIN2.1將切換沖突調(diào)度表處理，如下圖：

3)零星幀(偶發(fā)幀(Sporadic Frame))

引入零星幀的目的也是為了節(jié)省帶寬，如：BCM(Master)需要發(fā)送對4個車窗的控制指令，但是，兩個車窗的控制命令很少被同時執(zhí)行，同樣大量的帶寬被浪費(fèi)。

具體方案如下：

4)診斷幀

診斷幀用來傳輸診斷或配置信息，一般包含8個字節(jié)。

標(biāo)識符：

60(0x3C)：主請求幀

61(0x3D)：從響應(yīng)幀

傳輸方式：

5)保留幀

標(biāo)識符：62(0x3e), 63(0x3f)

在LIN 2.1中未對保留幀進(jìn)行定義, 留給用戶自定義或?qū)淼陌姹旧墶?/p>

9、調(diào)度表

10、偏移

偏移(jitter)是指一幀報文實(shí)際開始發(fā)送的時刻與幀時隙起點(diǎn)的時間差(該值在LDF文件中定義)。

TFrame_Slot> jitter + TFrame_Maximum

11、網(wǎng)絡(luò)管理

12、睡眠(Go To Sleep)

睡眠指令只有主節(jié)點(diǎn)可以發(fā)送，從節(jié)點(diǎn)在接到睡眠指令之后，也可以選擇不進(jìn)入睡眠狀態(tài)而繼續(xù)工作，這根據(jù)應(yīng)用層協(xié)議而定。

13、喚醒(Wake Up)

在一個處于睡眠狀態(tài)的LIN網(wǎng)絡(luò)中，任何一個節(jié)點(diǎn)都可以發(fā)送喚醒信號。

發(fā)送節(jié)點(diǎn)發(fā)送的喚醒信號:

接收節(jié)點(diǎn)檢測的喚醒信號:

14、主任務(wù)狀態(tài)機(jī)模型

15、從任務(wù)狀態(tài)機(jī)模型

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的lin通讯从节点同步间隔场_LIN模块介绍的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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