汽车车载网络技术 教学课件 ppt 作者 付百学 4_第四章 局部连接网络
66页1、第四章 局部连接网络,第一节 概 述 第二节 LIN总线的组成和工作原理,第一节 概 述,一、LIN的含义 二、LIN标准 三、LIN的特点 四、LIN与CAN的比较 五、LIN的应用,一、LIN的含义,局部连接网络(Local Interconnect Network,LIN)是一种低成本的串行通信网络。LIN协议是一个汽车底层网络协议,用于实现汽车中的分布式电子系统控制。LIN为现有汽车网络(如CAN总线)提供辅助功能,LIN总线是一种辅助的串行通信总线网络。在不需要CAN总线的带宽和多功能的场合,如智能传感器和制动装置之间的通信,使用LIN总线可大大节省成本。,二、LIN标准,LIN标准的内容包括: 1)LIN协议规范部分。介绍了LIN的物理层和数据链路层。 2)LIN配置语言描述部分。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(原装设备制造厂)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输入。,图4-1 LIN网络,3)LIN API(应用程序接口)部分。介绍了网络和应用程序之间的接口。,图4-2 OSI参考模型,三、LIN的特
2、点,1)单主机多从机组织,即没有总线仲裁。 2)基于UART/SCI接口的廉价硬件实现。 3)从节点无振荡器的自同步功能。 4)保证延时和信号传输的正确性。 5)廉价的单总线结构。 6)数据传输速率为20Kbit/s。 7)可选的报文帧长度为2B、4B和8B。 8)系统配置灵活。 9)带时间同步的多点广播式发送/接收方式,从机节点无需石英晶振或陶瓷谐振器。 10)数据累加和校验和(Data-Checksum)及错误检测功能。 11)故障节点的检测功能。 12)廉价的单片元器件。,四、LIN与CAN的比较,表4-1 LIN和CAN控制器特性对比,表4-2 LIN和CAN主要特性对比,五、LIN的应用,LIN主要用于车门、转向盘、座椅、空调、照明灯、温度传感器、交流发电机等,如图4-4所示。对于成本比较敏感的单元,如智能传感器、光敏器件等很容易连接到车载网络中,且使用、维护方便。LIN通常将模拟信号量用数字信号量代替,以优化总线性能。,图4-3 车门电控单元,第二节 LIN总线的组成和工作原理,一、LIN总线的组成 二、LIN总线工作原理,一、LIN总线的组成,1. LIN主机电控单元 2
3、. LIN从机电控单元,图4-5 LIN网络结构,1. LIN主机电控单元,1)监控数据传递和数据传递的速率,发送信息标题。 2)电控单元的软件内设定了一个周期,用于决定何时将何种信息发送到LIN总线上多少次。 3)电控单元在LIN总线与CAN总线之间起“翻译”作用,是LIN总线中唯一与CAN总线相连的电控单元。 4)通过LIN主机电控单元进行LIN系统自诊断。,2. LIN从机电控单元,1)接收、传递或忽略与从主系统接收到的信息标题相关的数据。 2)可以通过一个“唤醒”信号唤醒主系统。 3)检查接收数据的总量。 4检查发送数据的总量。 ) 5)与主系统的同步字节保持一致。 6)只能按照主系统的要求与其他子系统进行数据交换。,二、LIN总线工作原理,1.报文传输 2.报文滤波及确认 3.错误和异常处理 4.故障界定 5.振荡器容差 6.位定时要求和同步过程 7.总线收发器 8.应用举例 9.常见问题分析 10. LIN总线收发器TJA1020,1.报文传输,(1)报文帧 (2)保留的标识符 (3)报文帧的长度和总线休眠检测 (4)唤醒信号,1)字节场(Byte Fields) 2)报文
4、头场(Header Fields) 3)响应场(Response Field),(1)报文帧,图4-6 LIN报文帧,1)字节场(Byte Fields),图4-7 LIN字节场,2)报文头场(Header Fields), 同步间隔 同步场 标识符场,图4-8 LIN同步间隔场,图4-9 LIN同步场,图4-10 LIN标识符场,3)响应场(Response Field), 数据场 校验和场,图4-11 LIN数据场,图4-12 LIN校验和场,1)命令帧标识符(Command Frame Identifier) 2)休眠模式命令 3)扩展帧标识符,(2)保留的标识符,1)命令帧标识符(Command Frame Identifier),图4-13 LIN命令帧,2)休眠模式命令,休眠模式命令用于将休眠模式广播到所有的总线节点。在完成该报文后,直到总线上出现唤醒信号结束休眠模式前,将没有总线活动。休眠模式命令的第一个数据字节是0X00的下载命令帧。,3)扩展帧标识符,图4-14 LIN扩展帧,(3)报文帧的长度和总线休眠检测,报文帧用一个同步间隔场作为起始,用校验和场作为结束。报文帧
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