LIN总线技术及应用——概述(一)

LIN（Local Interconnect Network，本地互连网络）是专门为汽车开发的一种低成本串行通信网络。它是现有汽车多元化网络公文包的一个补充。LIN将成为层级式机动车网络执行的一个可行性因素，能够提高质量、降低车辆成本。标准化意味着将会减少目前市场上杂乱的低端多元化解决方案，并降低汽车电子产品在开发、生产、服务及物流领域的费用。

下图所示是LIN网络的拓扑结构，LIN网络是一个单主节点的网络，在这个网络中有且只能有一个主节点（master node），从节点（slave node）的通信都是依靠主节点来调度的，详细的内容在之后发布的文章中我们会继续介绍。

下图所示是LIN总线的通信模型，如图一共分为四层，底层是物理层，主要是定义了线缆和LIN触发器，第二层是数据链路层，主要负责报文帧的处理，第三层是传输层，主要是信号交互和网络层的报文处理，最顶层是应用层。

如下图所示是一个简单的汽车的网络架构，其中有CAN总线、LIN总线以及MOST总线等等，LIN总线也是构建汽车网络的一个重要组成部分。

大致了解了LIN总线，现在让我们来说说LIN总线的起源吧。

LIN(Local Interconnect Network)协会成立于1998年。

• 成立时的主要成员：

5家整车厂：Audi, BMW, DaimlerChrysler, Volvo, VW

1家半导体制造商：Motorola（LIN总线的规范由摩托罗拉发布）

1家工具提供商：Mentor Graphics

• 目前的主要成员：

5家整车厂：Audi, BMW, DaimlerChrysler, Volvo, VW

1家半导体制造商：Freescale

1家工具提供商：Mentor Graphics

LIN联盟（即LIN协会）一直在努力将LIN总线推广为ISO国际标准。如今，虽然LIN联盟已经解散了，LIN总线却一步步成为了通用的ISO国际标准。

根据ISO官网上资料，目前LIN总线协议的ISO标准还在发展中并未发布，协议为ISO17987，从ISO17987-1到ISO17987-7已经有7个部分在编；已经发布了的是一个关于LIN的UDS诊断协议ISO14229-7。

那么LIN总线为何会出现呢?

——LIN总线的主要目的在于提供一种低成本的车用总线，从而形成对CAN总线的补充。

——LIN总线已经广泛地被世界上的大多数汽车公司以及零配件厂商所接受，有望成为公认的A类网络标准。

接下来介绍一下LIN总线的主要特点。

• 功能简单，实时性低

• 成本低

• 传感器/执行器级的总线

• 基于UART数据格式、主从结构、单线12V

• 串行通信

• 开放、不需要使用费和版税

下面这个图说明了CAN总线和LIN总线的关系，在一个汽车的网络中，LIN总线一般是挂在CAN总线下面的，它们通过网关联系起来，完成信息交互，这个网关也相当于LIN网络的主节点，可以调度LIN的其他的从节点。

LIN协议版本概述

如下表格是LIN协议的版本以及发布时间，不同版本之间也增添了很多新的内容。其中，LIN1.3和LIN2.0是使用最多的版本。

SAE J2602是美国机动工程师协会的LIN标准， 建立在LIN 2.0的基础之上，但是，降低了LIN 2.0规范的一些软件单元的复杂性，以努力缩短LIN从节点所需要的嵌入式软件代码长度并降低其复杂度。

下面这个时间轴是LIN协议的发布时间以及增加的内容。

1

LIN1.1

1999年7月，底特律SAE大会

内容包括三部分：协议规范；配置语言规范；API规范

2

LIN1.2

2000年11月

3

LIN1.3

2002年11月

增加了物理层规范

4

LIN2.0

2003年9月

适应当代和未来汽车工业发展趋势

为了实现节点的“即插即用”

增加了诊断规范和节点能力语言规范

5

LIN2.1

2006年11月

目标是改进LIN 2.0规范的理解力

增加了传输层规范和节点配置规范

形成了8个子规范

LIN规范组成

• LIN物理层规范

描述了LIN总线的物理层，包括位传输速率，时钟容错范围等

• LIN协议规范

描述了LIN总线的数据链路层

• LIN诊断和配置规范

描述了如何在数据链路层之上提供诊断信息和节点配置服务

• LIN应用程序接口（API）

描述了网络和应用程序之间的接口，包括诊断模块

• LIN配置语言规范（LDF）

介绍了LIN配置文件的格式。LIN配置文件用于配置整个网络，并作为OEM和不同网络节点的供应商之间的通用接口，同时可作为开发和分析工具的一个输入

• LIN节点能力描述语言规范（NCF）

介绍了描述从机节点的语言格式，LIN集群设计工具可以使用NCF文件自动地生成LIN描述文件

• LIN传输层规范

描述了传输最高能达到4095个字节数据的方法

• LIN诊断规范

描述了从机节点所支持的诊断服务类型，诊断服务都使用传输层