LIN Bus建置优势与门控开发实例

　　LIN Bus在车用总线中以低成本、省资源为其特点，妥善运用将可提高汽车附加价值。本文将介绍LIN Bus技术现况、运作架构、系统最佳化技术、与CAN Bus的区隔，并以门控建置开发实例提供进一步的说明。

　　今日汽车的设计在安全、舒适、便利和环保等诉求下，对电子技术的仰赖日益加深。目前在汽车架构中的车体（Car body）、传动系统（Power train）、安全系统（Safety）和车载资通娱乐系统（Telematics/Infotainment）等各个部分中，都可以看到愈来愈多的电子控制组件（ECU），它们赋与汽车更具智能性的操控能力，例如会自动检查门窗、车灯是否关闭，在驾驶人进入车内前自动接通电源，离开时则会检查是否切断电源等等。

　　目前汽车内电子组件的连结愈来愈复杂，一台车中平均存在着80个左右的电子组件或模组系统。过去采用传统的电缆方式来连结车灯、电动机、电磁阀、加热器、空调等设备，若以此方式来连结电子组件，庞大的缆线数量将造成车体重量的沉重负担。因此，有必要导入标准化的总线技术，此举除了降低建置的困难度及配线重量外，也能提升控制的精确性，而且比较不会有线路老化、磨损的问题。

　　在此趋势下，已有各种总线技术出现在车载网路（In-Vehicle Network）当中，它们各有其技术特色，适合不同的应用领域。大致上可以分为五类：第一类是传输速度最低的LIN、TTP/A，适用于车体控制；第二类包括低速CAN、SAE J1850、VAN（Vehicle Area Network）等中速网路总线，适用于对即时性要求不高的通信应用；第三类包括高速CAN、TTP/C等，适用于高速、即时闭环控制的多路传输网；第四类包括IDB-C、IDB-M（D2B、MOST、IDB1394）、IDB-Wireless（蓝芽）等，专门用在车载资通娱乐网路之中；第五类则包括 FlexRay和Byteflight，用在最具关键性、即时性最高的人身安全系统（请参考表一）。

　　本文将探讨LIN的技术规格现况及在门控系统中的建置实例。

　　LIN Bus技术现况

　　区域互连网路（Local Interconnect Network, LIN）是基于序列通信协定的车载总线的子集系统（sub-bus system）。为了支持多个智慧性节点的分布式系统设计，LIN提供标准化的API以及软件设计流程。它的传输速度虽然不高，但其低成本的特性，能为不需要用到CAN的装置提供较为完善的网路功能，包括空调控制（Climate Control）、后照镜（Mirrors）、车门模组（Door Modules）、座椅（Seats）、智能性交换器（Smart Switches）、低成本感测器（Low-cost Sensors）等，请参考图一。

图一　LIN的应用领域

　　在重要规格的演进上，自1999年推出LIN 1.0版、2002年12月修订LIN 1.3版，并在2003年9月再次发布LIN 2.0版规范，持续改进了LIN总线的性能与适用性。此外，美国汽车工程师协会（SAE）下属的车辆架构任务组（Task Force）也基于LIN 2.0提出J2602规范，进一步降低了LIN 2.0中软件单元的复杂性，此举让LIN从节点所需要的软件代码长度缩短，在建置上会更有效率。此外，市场上的领导业者也会针对LIN的效能提出改善技术，例如ST的LINSCI。一般来说，LIN的主要特色及优势包括：

　　- 采用一个主节点、多个从节点的概念（最多支持16个节点）；

　　- 由于基于普通UART/SCI接口协定，其软硬件成本极低；

　　- 在从节点（slave node）中不用晶体振荡器（crystal oscillator）或陶瓷谐振器（ceramic resonator）时钟，也能做到自同步性，这能进一步降低成本；

　　- 信号传播时间可预先计算，以满足信号传输的确定性；

　　- 基于应用交互作用的信号；

　　- 可达 20 kbps资料传输率；

　　- 总线电缆的长度最多可以扩展到40公尺；

　　LIN Bus运作架构

　　LIN网路是基于「一主多从」的主从原则（master/slave principle）而形成的拓朴结构，因此需要由主节点周期性地对从节点发出询问动作。周期的设定必须根据事件侦测的即时性要求，并将从节点的侦测结果传送到到主控制器。

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