未来汽车中的终端节点通讯

网络管理

LIN中的网络管理只指集群唤醒和休眠（go-to-sleep）流程。所有其它网络管理功能，如配置检测或自我保护（limp hom）管理都由应用完成。

若想使所有从节点均进入低功耗模式，主节点会发出第一个数据字节为零的主请求(MasterRequest)帧。此帧就是休眠命令。从节点软件负责处理正确进入低功耗模式所需的所有步骤。此外，如果LIN总线处于非活动状态超过25000位时间（在使用LIN 2.0规范的情况下为超过4秒），从节点也应该自动进入低功耗模式。

为了唤醒休眠的LIN集群，任何节点都可以发出唤醒命令。唤醒请求是通过迫使总线进入250ms到5 ms的主导状态发出的。每个从节点都可以检测到唤醒请求，并准备好接收100 ms之内的总线命令。

LIN节点功率管理状态图见图6。

图6：LIN节点功率管理

LIN评估

1996年，沃尔沃和Volcano通讯(VCT) 为Volvo S80系列开发了一种基于UART/SCI的协议，即Volcano Lite。此协议是车辆通讯系统不可缺少的组成部分。1997年，摩托罗拉公司与沃尔沃和沃尔沃通讯合作，帮助它们改进Volcano Lite协议以满足各种不同需求（比如无需晶振的从设备自动同步），并制定可以支持各种半导体产品的开放标准。1998年12月，Audi、BMW、Daimler Chrysler和VW也加入进来，由此形成了LIN协会(http://www.lin-subbus.org)。

LIN 1.0版于1999年7月发布，并受到一些汽车公司使用的VLIT总线的严重影响。LIN标准在2000年经过两次更新，从而产生LIN1.2版本。

2002年11月，LIN协会颁布LIN1.3版标准，主要对物理层进行修改，提高了节点之间的兼容性。

当前的标准版本，即LIN2.0，是2003年9月发布的。由于LIN2.0版是现行标准，所以本文主要介绍此版本。

由于Audi、BMW、Daimler Chrysler、VW、Porsche 和VCT汽车公司在实施过程中发现了一些问题，所以，LIN的新版本目前正在制定当中。2005年5月，VCT被Mentor Graphics (http://www.mentor.com)收购，成为一个大公司的组成部分，因而能持续支持和开发VCT的完整产品线。

LIN 2.0规范包

LIN规范2.0版反映了LIN协会指出的发展趋势。它还包括了SAE J2602 Task Force提供的信息，尤其是在现有从节点的使用方面。

LIN2.0规范包包含以下部分：

LIN物理层规范描述了物理层，包括比特率、时钟容限（clock tolrerance）等。 LIN协议规范描述了LIN的数据链路层。 LIN API规范描述了网络和应用程序之间的接口，包括配置和诊断层。 LIN配置语言规范描述了LIN说明文件的句法和语义，此说明文件用于配置完整的网络，并作为开发和分析工具的输入信息。 LIN诊断和配置规范描述了可部署在数据链层上，为诊断消息和节点配置提供信息的服务。 LIN节点功能语言规范定义了用来描述现有从节点的格式。这些从节点可与即插即用工具一同使用，以自动创建LIN描述文件。

图7中的LIN开发工作流程显示了LIN 2.0规范包的各个部分如何组成一个整体。

图7：VCT LIN开发工作流程

LIN 2.0和LIN1.3规范包可以在http://www.lin-subbus.org.上注册后免费订购。

通过比较LIN1.3和LIN 2.0规范包，我们可以看到两个最重要的改变就是对配置和诊断的标准化支持，以及规定的节点能力文件。它们的目标都是简化现有节点的使用。

其它重要的改变包括：

LIN API（LIN规范包的一部分）是所有用C语言编程的节点所必需的。 增加了改进型校验和（LIN2.0的校验和还包括PID字节）。 增加了节点配置命令。 标准化和必备的LIN产品识别符（供应商ID/功能ID/版本ID）是配置的一部分。 增加了诊断和诊断API。 定义了新的帧和信号类型，从而可以使用零星的帧和字节阵列信号。 增加了必需的响应错误(Response_error)从状态监控。 将休眠(goto_sleep)和唤醒(wake_up)信号分离。 规范中增加了自动比特率检测。

LIN2.0是LIN 1.3的扩展集，因此LIN2.0主节点可以处理包含LIN 1.3和/或LIN 2.0从节点的集群。自然，一些LIN2.0的特殊特性（包括增强的校验和、重新配置和诊断等）不能从LIN1.3从节点中请求。但是，LIN2.0从节点不能与LIN1.3主节点一同运行（因为LIN2.0从节点需要配置）。
SAE J2602 LIN工作组

SAE J2602的目标是通过满足LIN2.0的模糊、矛盾或可选的要求来提高网络中不同LIN设备之间的可互操作性和可交互能力。J2602的规定与LIN2.0规范的主要不同之处包括：

波特率固定在10.417Kbps。 由于斜率针对固定的波特率进行了优化，可以实现更好的EMC。 不推荐从节点之间的通讯。 不允许基于事件的消息。 除了休眠和有目标的复位（Sleep and Targeted Reset）外，所有配置和诊断服务都是可选的。

SAEJ2602还提出了LIN2.0中没有的其它要求（如容错操作、网络拓扑和内置的标准化报告等）。

一般来说，SAEJ2606的设计考虑了实施定制从节点的长期目标，而LIN2.0假设使用基于MCU的实施。因此，J2602期望通过定制从节点来进一步节约成本。

硅元件上的可能实施

根据目标MCU提供的功能，可以采用几种LIN驱动器实施策略。

对于没有UART模块的MCU，需要位响应(Bit-Bang)解决方案，使用一个定时器和两个通用IO引脚将UART功能构建到软件中。主要优势是没有UART的MCU一般是最便宜的处理器。另一方面，这样的CPU使用非常精密，需要为每个字节都发送中断请求。最后，这种解决方案与基于UART的解决方案相比一般需要更多内存，比如，在飞思卡尔68HC908QY器件中就可以找到这类LIN驱动器。