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LIN网络架构
如上文所述，LIN网络基于主从节点构架而形成网络拓扑结构。 主节点需要向从节点发出周期性的检测信号，检测结果由从节点反 馈给主控制器。其中周期根据事件检测的实时性要求而设定。 如图二所示，LIN的信号由一个由主任务提供的标头（Header） 和由从任务处理的响应部分（Response）构成。标头包含一个13 位的同步间隔字段（Synch Break Field）、一个由主任务产生的同 步字段（Synch Field），以及一个辨识字段（Identifier Field）。 其中每一个字节字段都以串行位元组方式发送，起始位的第一位为 “0”，而终止位为“1”。由主任务执行的信号标头会依整个LIN丛集 的进度表决定每个信号的传输时间，以确保数据传输的确定性及避 免网络超载的危险。在LIN网络中只有主节点采用晶体振荡器来为 系统提供精确的基本时钟，此时钟会嵌入上述的同步字段中，让从 任务能与主节点时序同步。LIN信号的响应部分包含一个数据域位 （Data Filed），长度为2 / 4 / 8个字节，和一个长度为一个字节的 验证字段（Checksum Field）。
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本地互连网络(LIN)是一种用于汽车中分布电 子系统的新型低成本串行通讯系统，它是现 有汽车多重传输网络的补充。LIN瞄准一些低 端应用，在这些应用中每个节点的通讯成本 都必须大大低于CAN而且不需要CAN的高性 能、高带宽和多功能。LIN相对于CAN的成本 节省主要是由于采用单线传输、硅片中硬件 或软件的低实现成本和无需在从属节点中使 用石英或陶瓷谐振器。
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a.主机节点
CAN/LIN网关
b.从机节点
主机节点主要由控制器、电源、控制按 钮、LIN接口、CAN接口和指示灯几部分 组成。 后视镜从机节点主要由控制器、电源、 LIN接口、执行器驱动单元和执行器如后 2018/11/3 视镜调整电机、除霜加热器等组成。 24
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主机节点和从机节点控制器均采用PHILIPS的高性能8位单片 机 P87LPC768 ，该单片机除具有 51 系列单片机典型功能，完 全满足 LIN 控制器的硬件要求外，还具有片内看门狗和振荡 器等模块，可有效简化LIN节点结构，降低成本。LIN收发器 采用 PHILIPS 公司生产的 TJA1020 ，其可用波特率范围 2.420Kbits/s ，它具有较高的抗电磁干扰性（ EMI ） , 可以自动 修整输出波形降低电磁辐射（ EME ），且当传输速率低于 10 Ｋｂ/ｓ时, TJA1020可以工作在低斜率模式下而进一步降低 电磁辐射。电源模块主要由 PHILIPS 公司生产的电压调节器 SA57022构成，SA57022可通过ON/OFF引脚开启或关闭，它与 LIN收发器配合实现节点的睡眠和唤醒。主机节点的CAN接口 由CAN控制器SAJ1000和CAN驱动器82C250组成。
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响应由从机任务发送，它由数据场和校验和场组 成。数据场由报文帧所携带的数据组成，长度 为一到八个字节。报文帧的最后为校验和场， 长度为一字节，LIN1.3及其以前的规范版本中规 定校验和场仅对数据场作校验，称为传统校验 和，LIN2.0规范中规定校验和场校验范围包括数 据场和标识符场，称为增强校验和。
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LIN总线成本低的原因

LIN相对于CAN的成本节省主要是由于采用单 线传输、硅片中硬件或软件的低实现成本和 无需在从属节点中使用石英或陶瓷谐振器。 这些优点是以较低的带宽和受局限的单宿主 总线访问方法为代价的。
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LIN网络的结构

lin网 络由 一个 主节 点和 多个 从节 点组 成。
主节点
从节点1
…
从节点n
主任务 从任务 从任务
从任务
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除了宿主节点的命名之外，LIN网络中的节点 不使用有关系统设置的任何信息。我们可以 在不要求其它从属节点改变硬件和软件的情 况下向LIN 中增加节点。
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LIN节点结构
LIN 通信媒介（铜线） UART集成在微控制器部件中
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这样的通讯机制带来了非常理想的效果： · 系统灵活性：在LIN网络中可以直接增加节 点而不需要对其它从机节点的硬件和软件进行 修改； · 报文路由： 报文的内容由标识符定义； · 广播： 多个节点可以同时接收一个单独的报 文帧，并对报文作出反应。
一个完整的报文帧如图所示。
图 LIN报文帧
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LIN信息传输过程 LIN从机向主机传输数据示如图所示，整个过程在主机的 协调下进行。
从机向主机传输数据
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LIN主机向两个或两个以上的从机发送数据如图所示 ，整个过程在主机的协调下进行。
主机向两个或两个以上的从机发送数据
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从机和从机之间传输数据如图所示，整个过程在主机的协调下 进行。
从机和从机之间传输数据
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报文帧
一个报文帧由一个帧头（由主机任务模块提 供）和一个响应帧（由从机任务模块提供）组 成。帧头包括一个同步间隔场(SYNCH BREAK FIELD)、 一个同步场(SYNCH FIELD)和一个标 识符场。报文帧的用途由标识符唯一定义，约 定的从机任务根据标识符提供相关的响应帧并 发送到总线上（如图2、图3所示），响应帧由2、 4或8字节的数据场(DATA FIELD)和一个校验和 场(CHECKSUM FIELD)组成。对这个标识符相 联的数据感兴趣的从机任务将接收响应帧，校 验和检验通过后对数据进行处理。 2018/11/3 18
RX
LIN 线路接口
采用 + UARTLIN
TX
LIN节点
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Li单元 之间处理 信息数据。 还有一部分 是协议控制器 （集成在 微控制器中）。 8
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通讯概念


LIN包含一个宿主节点和一个或多个从属节点。所 有节点都包含一个被分解为发送和接收任务的从属 通讯任务，而宿主节点还包含一个附加的宿主发送 任务。在实时LIN中，通讯总是由宿主任务发起的。 宿主节点发送一个包含同步中断、同步字节和消息 识别码的消息报头。从属任务在收到和过滤识别码 后被激活并开始消息响应的传输。响应包含两个、 四个或八个数据字节和一个检查和(checksum)字节。 报头和响应部分组成一个消息帧。
LIN总线：用于车体控制的总线标准

1 概述 2 LIN数据传输 3 LIN在汽车中的应用
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1 概述

LIN(Local Interconnect Network)是一种低 成本的串行通讯网络，用于实现汽车中的分 布式电子系统控制，LIN 的目标是为现有汽 车网络(例如 CAN 总线)提供辅助功能。因此， LIN总线是一种辅助的总线网络，在不需要 CAN 总线的带宽和多功能的场合，比如智能 传感器和制动装置之间的通讯。
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a.主机节点
CAN/LIN网关
b.从机节点
LIN主机节点和从机节点

主机节点采集本地各控制开关的状态并接受CAN总线上 的远程信息，据此产生控制指令，并将指令转换为LIN 报文帧通过LIN网络发送给相应从机节点，从机节点接 收到与自己相关的报文帧后对报文帧进行拆封、解读， 然后根据获得的指令控制相应的执行器动作，从而实 现对车门各部件的控制。同时，在需要时从机节点分 别将其控制部件所处状态反馈给主机节点，主机节点 再将该状态信息通过指示灯或喇叭提供给驾驶员或通 过 CAN 总线发送给其他控制单元。主机节点也作为本 2018/11/3 23 LIN网络与上层CAN网络连接的网关。
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图二
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LIN信号结构示意图
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2.LIN数据传输
LIN总线中数据借助报文帧来传输，报文帧由报文头和 响应组成。 报文头只能由主机任务发送，它包括同步间隔场、同步 场和标识符场三个部分。同步间隔场为至少13个连续的 显性位（低电平），它标志着一个报文帧的开始。其后 为同步场，同步场逻辑值为0x55，从机节点利用同步场 来实现与主机节点的同步。标识符场紧跟在同步场之后， 长度为一个字节。标识符场中低6位为标识符位，共可 组成64个标识符，其中60个用作一般报文传输、两个用 作诊断帧、一个用作用户定义帧、一个留作LIN扩展用。 标识符后两位为奇偶校验位。 标识符指出当前帧的内容，从机节点据此来确定自己是 2018/11/3 13 否应该对当前帧做出响应、做出何种响应。
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3 LIN在汽车中的应用
现以车门 LIN 网络为例介绍 LIN总线设计的一般方法。 车门控制 LIN 网络的结构及 其在车门上的布置如右图所 示，该网络由主机节点、后 视镜从机节点、摇窗机从机 节点、门锁从机节点构成。 车门控制LIN网络

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LIN总线系统实例1：车门 22
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LIN总线系统实例2：镜子


镜子功能可被集成到一个或更多个LIN从属节点上。 这些功能包括：镜子上下、进出马达控制；加热； 水坑灯；转向灯；减少刺眼现象(电镀彩色镜， ECM)等。 带CAN接口和USART/增强USART的高性能8位控 制器应能满足宿主节点的需求。存储器需求和封装 尺寸要求取决于软件功能、CAN软件堆栈和硬件I/O 需求。在这个例子中，从属节点功能可由低性能8 位控制器实现。