LIN基础

©2007.HiRainTechnologies.Allrightsreserved.V1.02007-11LIN2.1LIN2.1LIN2.1LIN2.1规范（上）规范（上）规范（上）规范（上）——概述，协议规范，物理层规范LIN(LocalInterconnectNetwork)Specification2.1（Part1）——overview,protocol,physicalspecification©2007.HiRainTechnologies.Allrightsreserved.Slide:2概述概述概述概述协议规范帧格式帧长度同步帧类型©2007.HiRainTechnologies.Allrightsreserved.Slide:3q串行通信q线间干扰小，节省线束，传输距离长q单线传输q增强的ISO9141(ISO15765-1),总线电压基于VBATq最高速率20Kbit/sq满足车身上大部分的应用需求q单主多从结构q无需仲裁q基于通用UART/SCI的低成本接口硬件q几乎所有MCU有具备LIN总线的硬件基础q从节点无须晶振或陶瓷震荡器就可以实现同步q大幅度降低成本LIN总线的特点(1/2)©2007.HiRainTechnologies.Allrightsreserved.Slide:4LIN总线的特点(2/2)q可计算的信号传输的延迟时间q网络通信可预期性q一条总线最多可连接16个节点q由总线电气特性决定q支持多包报文传输q基于ISO15765-2的传输层规范q支持诊断功能q支持ISO14229的UDS诊断服务©2007.HiRainTechnologies.Allrightsreserved.Slide:5LIN网络拓扑结构q单主任务，多从任务q主节点包含主任务和从任务q从节点只包含从任务q主任务决定总线上的帧，从任务发送数据©2007.HiRainTechnologies.Allrightsreserved.Slide:6LIN帧q帧头必须由主节点发q响应可以由主节点，也可以由从节点发q帧可以被所有节点同时接收响应响应MasterSlave1Slave2帧头响应帧头帧头©2007.HiRainTechnologies.Allrightsreserved.Slide:7示例©2007.HiRainTechnologies.Allrightsreserved.Slide:8LIN帧q通信原理：qLIN网络里各节点地位不平等，使用主从式网络q帧的发送由主节点调度，主节点发送帧头，从任务用响应来补充帧头形成完整的帧q帧的收发及帧内容由ID来定义qLIN网络一共使用64个帧IDq采用广播式通信，所有节点都能够接收总线上的帧©2007.HiRainTechnologies.Allrightsreserved.Slide:9q负责调度网络各帧发送的顺序q为每条帧分配发送时隙（slot）q发送slot：帧可以被发送的时间q不同帧的发送slot可能不同q调度表在网络系统设计阶段确定，即在LDF文件里指定q调度表使得LIN通信具有可预测性调度表©2007.HiRainTechnologies.Allrightsreserved.Slide:10q主任务可以拥有多个调度表，并在不同的调度表之间切换q允许在任意时刻切换调度表q切换调度表时，允许切换到任一调度表的任意位置q增加通信的灵活性切换调度表决策决策决策决策©2007.HiRainTechnologies.Allrightsreserved.Slide:11概述概述概述概述协议规范帧格式帧长度同步帧类型©2007.HiRainTechnologies.Allrightsreserved.Slide:12协议规范q基于UART/SCI的通信格式q发送一个字节需要10个位时间（TBIT）qLINLINLINLIN总线的数据通讯格式©2007.HiRainTechnologies.Allrightsreserved.Slide:13显性间隔同步场响应间隔标识符场数据场校验和场报头（HeaderHeaderHeaderHeader）响应（ResponseResponseResponseResponse）间隔界定间隔场字节间隔D0D0D0D0D1D1D1D1DnDnDnDn帧的结构(FrameStructure)q字节间隔位于每个字节之间，响应间隔位于报头与响应之间字节间隔位于每个字节之间，响应间隔位于报头与响应之间字节间隔位于每个字节之间，响应间隔位于报头与响应之间字节间隔位于每个字节之间，响应间隔位于报头与响应之间q留给MCUMCUMCUMCU足够的处理时间q帧长度可能增长©2007.HiRainTechnologies.Allrightsreserved.Slide:14间隔场(BreakField)q表示一帧的起始，由间隔信号和间隔界定符组成q间隔信号至少由13个显性位组成，间隔界定符至少由1个隐形位组成q同步间隔场是唯一一个不符合UART格式的场q从节点需要检测到至少连续11个连续显性位才认为是间隔信号间隔信号报头（HeaderHeaderHeaderHeader）响应（ResponseResponseResponseResponse）间隔界定符间隔场D0D0D0D0D1D1D1D1DnDnDnDn©2007.HiRainTechnologies.Allrightsreserved.Slide:15同步场(SyncBreakField)同步场报头（HeaderHeaderHeaderHeader）响应（ResponseResponseResponseResponse）D0D0D0D0D1D1D1D1DnDnDnDn起始位结束位0x550x550x550x5511110000111100001111000000001111q一个字节，结构固定:0X55，用于同步q确保所有从节点使用与主节点相同的波特率发送和接收数据©2007.HiRainTechnologies.Allrightsreserved.Slide:16标识符场(IdentifierField)起始位ID0ID0ID0ID0ID1ID1ID1ID1ID2ID2ID2ID2ID3ID3ID3ID3ID5ID5ID5ID5P0P0P0P0P1P1P1P1ID4ID4ID4ID4结束位标识符奇偶校验符标识符场报头（HeaderHeaderHeaderHeader）响应（ResponseResponseResponseResponse）D0D0D0D0D1D1D1D1DnDnDnDnqIDIDIDID的范围从的范围从的范围从的范围从0000到到到到63(Ox3f)63(Ox3f)63(Ox3f)63(Ox3f)q奇偶校验符奇偶校验符奇偶校验符奇偶校验符(Parity)P0,P1(Parity)P0,P1(Parity)P0,P1(Parity)P0,P1©2007.HiRainTechnologies.Allrightsreserved.Slide:17数据场(DataField)报头（HeaderHeaderHeaderHeader）响应（ResponseResponseResponseResponse）D0D0D0D0D1D1D1D1DnDnDnDn数据场bit0bit0bit0bit0bit7bit7bit7bit7bit1bit1bit1bit1bit2bit2bit2bit2…………起始位结束位最低有效位先发送D0D0D0D0D1D1D1D1D2D2D2D2Dn(Dn(Dn(Dn(小于8)8)8)8)…………最低有效字节先发送q数据场长度1到8个字节q低字节先发，低位先发q如果某一信号长度超过1个字节，采用低字节在前的方式发送（小端）©2007.HiRainTechnologies.Allrightsreserved.Slide:18校验和场(ChecksumField)(1/2)校验和场报头（HeaderHeaderHeaderHeader）响应（ResponseResponseResponseResponse）D0D0D0D0D1D1D1D1DnDnDnDnq用于校验接收的数据是否正确q经典校验（ClassicChecksumClassicChecksumClassicChecksumClassicChecksum）q仅校验数据场(1.3)(1.3)(1.3)(1.3)q增强校验（EnhanceChecksumEnhanceChecksumEnhanceChecksumEnhanceChecksum）q校验标识符场与数据场内容(2.0,2.1)(2.0,2.1)(2.0,2.1)(2.0,2.1)q标识符为0x3C0x3C0x3C0x3C和0x3D0x3D0x3D0x3D的帧只能使用经典校验©2007.HiRainTechnologies.Allrightsreserved.Slide:19校验场(ChecksumField)(2/2)qChecksum计算规则：q翻转八位和（invertedeightbitsum）q例：Data=0x4A,0x55,0x93,0xE5使用经典校验qChecksum=0xE6©2007.HiRainTechnologies.Allrightsreserved.Slide:20概述概述概述概述协议规范协议规范协议规范协议规范帧格式帧长度同步帧类型©2007.HiRainTechnologies.Allrightsreserved.Slide:21帧长度(FrameLength)q正常帧长度qTHeader_Nom=34*TBitqTResponse_Nom=10*(NData+1)*TBitqTFrame_Nom=THEADER_NOM+TResponse_Nom=(n*10+44)*TBit©2007.HiRainTechnologies.Allrightsreserved.Slide:22时间间隔q总的间隔时间为帧长度的40%q最大帧长度qTHeader_Max=1.4*THeader_Nom=1.4*34*TBitqTResponse_Max=1.4*TResponse_Nom=1.4*10*(n+1)*TBitqTFrame_Max=THeader_Max+TResponse_Max=1.4*(n*10+44)*TBit©2007.HiRainTechnologies.Allrightsreserved.Slide:23调度表(ScheduleTable)�时基-TimeBaseqLIN网络里使用的最小时间单位q在Master里实现，用于控制调度表的时间，常用5ms或10msq帧时隙-Slotq帧可以被发送的时间q不同帧的发送slot可能不同qSlot必须为TimeBase的整数倍q偏移-Jitterq指一帧实际开始发送的时刻与帧时隙起点的时间差©2007.HiRainTechnologies.Allrightsreserved.Slide:24理想调度表(ScheduleTable)�理想调度表q理想的帧Slot宽度：TIdeal_Frame_Slot=1.4*TFrame_Nom+TjitterTIdeal_Frame_Slot=TFrame_Max+Tjitter©2007.HiRainTechnologies.Allrightsreserved.Slide:25实际调度表(ScheduleTable)�实际调度表q实际的帧Slot宽度：TReal_Frame_Slot=Tjitter+1.4*TFrame_Nom+TInter_frame_space©2007.HiRainTechnologies.Allrightsreserved.Slide:26概述概述概述概述协议规范协议规范协议规范协议规范帧格式帧长度同步帧类型©2007.HiRainTechnologies.Allrightsreserved.Slide:27LIN节点同步机制q