車載網絡關鍵技術

LIN技術應用2022年10月，黨的二十大報告提出了“中國式現代化”。中國式現代化，是人口規模巨大的現代化，是全體人民共同富裕的現代化，是物質文明與精神文明相協調的現代化，是人與自然和諧共生的現代化，是和平發展的現代化。智能網聯汽車離不開電子控制單元的全面網絡化，由于LIN

總線的低成本和簡單易用，在車輛內部低速網絡得到大量應用。令情景導入任務目標

知識目標：1.了解LIN

總線的產生、發展歷程；2.掌握LIN總線的結構和通信機制；

能力目標：1.合理使用工具和儀器，測量LIN

總線信號波形；2.查閱技術文件，分析LIN總線信號波形，診斷和排除LIN

總線簡單故障；

素質目標：1.培養團隊協作等社會能力；2.培養科學探究精神和嚴謹工匠精神。LIN總線定義LIN總線是一種低成本、單主控器/多從設備模式的串行通信協議，廣泛應用于汽車電子控制單元之間的通信。LIN總線的優勢與應用LIN總線具有成本低、單信號線傳輸、可預測的電磁兼容性能等優勢，被廣泛應用于汽車電子控制單元之間的通信，如車門控制單元、天窗控制單元、空調控制單元等。LIN總線發展歷程LIN總線由歐洲五大車企于1998年聯合成立工作組開發，經過多次修改和升級，成為國際標準ISO17987Part1-7。一、LIN總線概述n

定義與發展

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LIN總線規定最大傳輸速率為20kbps，這種低速傳輸

使得LIN總線在車輛中的電磁兼容性能更加可預測和可控，降低了信號干擾的可能性。LIN總線具有“局域”的特性，通常與上層CAN網絡相連，形成CAN-LIN網關節點，這使得其在汽車中被廣泛使用，降低了成本。LIN總線因其低成本和單信號線傳輸特性，廣泛應用于汽車電子控制單元之間的通信，如車門控制、天窗控制等。LIN總線在汽車電子控制單元的應用LIN總線的局域特性及其優勢LIN總線的電磁兼容性能一、LIN總線概述n

作用與應用從設備響應方式在LIN總線上，從設備只能在主控制器發起通信時被動響應。成本和性能優勢由于其簡單的結構和低成本，LIN總線廣泛應用于汽車電子控

制單元之間的通信。一、LIN總線概述n

工作原理及特點單主控器模式LIN總線是一種點對多通信模式，一個主控制器與多個從設備通信。123一、LIN總線概述n工作原理及特點

低成本實現LIN總線采用點對多點通信模式，一個主控制器可與多個從設備通信，簡化了系統結構。單信號線傳輸減少了線束數量，使車輛更輕便，電磁兼容性能更好。LIN總線僅需一根信號線即可完成數據傳輸，減少了線束數量，降低成本。LIN總線只需一根信號線即可實現數據傳輸，降低了成本和復雜性。由于通信速率較低，LIN總線不適用于高速數據傳輸場景。LIN總線利用通用UART接口，降低了硬件要求和成本。低成本的主從通信模式單信號線傳輸優勢單信號線傳輸限制基于UART接口的實現

單信號傳輸單信號線傳輸原理單信號線傳輸LIN總線的電磁兼容性能LIN總線采用低速傳輸，最大傳輸速率為20kbps，降低了電磁干擾的可能性。LIN總線的抗干擾能力LIN總線采用單信號線傳輸，降低了成本和線束數量，提高了車輛的輕便性，同時具有較好的抗電磁干擾性能。LIN總線的信號配置LIN總線提供信號的配置、處理、識別和診斷功能，幫助汽車制造商更好地控制車輛中的各個系統。一、LIN總線概述n工作原理及特點

電磁兼容性

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一、LIN總線概述n

工作原理及特點

配置、處理、識別和診斷功能LIN總線能夠處理來自不同設備的信息，通過協議控制器實現數據的收發和轉換，確保信息的準確性和可靠性。LIN總線具備信號的識別和診斷功能，幫助汽車制造商及時發現和解決車輛系統中的問題，提高車輛的運行效率和安全性。LIN總線提供信號的配置、處理、識別和診斷功能，

方便汽車制造商進行車輛系統的控制和維護。配置功能識別與診斷功能處理功能LIN總線使用單根導線進行數據傳輸，這是一種典型的主從結構。主控單元(ECU)有且僅有一個，而

從控單元可以有多個。主控單元對從控單元有絕對的控制權，控制LIN總線網絡通信的整個過程。作為物理層的組成部分，總線收發器負責將協議控制器的數字信號轉換為適合傳輸總線的信號。它也負責保護從總線傳來的信號，防止由于電氣干擾或瞬變電壓對微控制器造成損害。LIN總線的核心部分，負責執行LIN協議的邏輯功能，如消息的發送和接收處理。它通常集成在微控制器中，用于管理數據幀的生成和解析。傳輸總線總線收發器Bus

Transceiver協議控制器Protocol

Controller二、LIN總線的組成把二進制并行數據轉變成高-低電平信號，并按照規定的串行格式(8數據位，1停止位，無校驗位)送往總線收發器。接收時，協議控制器把來自總線收發器的高、低電平信號按照同樣的串行格式儲存下來，然后再將儲存結果轉換成二進制并行數據。需要喚醒時，主節點協議控制器通過總線收發器向LIN總線送出喚醒信號。從節點的協議控制器要能識別總線喚醒的信號。當收到來自LIN總線的喚醒信號時，協議控制器能夠正確動作，進入規定的通信狀態。二、LIN總線的組成n協議控制器(ProtocolController)同步間隔段包含一個低電平脈沖，長度至少為13位，把同步間隔段與普通的數據字節區別開，確保了同步信息的特殊性。產生和識別幀的同步間隔段執行本地CPU

的喚醒數據的收發123二、LIN總線的組成n總線收發器(BusTransceiver)總線收發器將協議控制器產生的高低電平信號轉換為LIN總線的隱性、

顯性電平，實現信號的正確傳輸。總線收發器還具備阻抗匹配、壓擺率控制等附加功能，以確保LIN總線的穩定運行和高效通信。總線收發器作為協議控制器與傳輸總線之間的接口，負責完成數據的接收和發送。總線收發器的功能電平轉換的作用附加功能傳輸總線的特性由于地線在車輛上是搭鐵線，因此LIN總線通常使用電子單元的搭鐵線而省去。傳輸總線的構成傳輸總線由單獨的數據主線和地線構成，實現了單總線結構。傳輸總線的作用傳輸總線作為LIN總線的基本組成部分，負責數據的收發和同步間隔段的產生。二、LIN總線的組成n

傳輸總線LIN報文幀分為信號攜帶幀、診斷幀和保留幀，根據幀ID的不同實

現不同的功能和應用。LIN報文幀頭由同步間隔段、同步段和受保護ID段組成，

用于表示一個新幀的開始。LIN報文應答域包括數據段和校驗和段，用于接收方對幀頭的解析和響應操作。三、LIN報文幀n

報文幀組成LIN報文幀類型及應用LIN報文幀頭結構LIN報文應答域由于幀中的所有間隔或總線空閑時都應保持隱性(高)電平，并且幀中的任何其它字段都不會發出大于9位的顯性電平，因此至少持續13位的同步間隔可以標志一個幀的開始，而不會造成誤判。同步間隔是至少持續13位的顯性電平，可以標志一個幀的開始，而不會造成誤判。三、LIN報文幀n

同步間隔段同步間隔段用于表示一個新幀的開始，由同步間隔和同步間隔段間間隔符組成。同步間隔段與幀中其他字段的區別同步間隔段的作用同步間隔的長度同步段是LIN數據幀中，所有字段通過字節域格式傳輸的部

分。同步段由一個固定的字節0x55組成，是一個連續8位的高低切換。三、LIN報文幀n同步段同步段用于發送固定字節，使接收方能夠準確接收每個bit的信息。同步段的定義同步段的構成同步段的作用受保護ID段用于標識LIN報文的類別和目的地，從機對幀頭作出的反應基于幀ID判斷。受保護ID段由6位幀ID和2位奇偶校驗組成，用于區分信號攜帶幀、診斷幀和保留幀。受保護ID段采用校驗和進行校驗，包括標準型校驗和(Classic

Checksum)和增

強型校驗和(Enhanced

Checksum)。三、LIN報文幀n受保護ID段受保護ID段的作用受保護ID段的結構受保護ID段的校驗方式數據段的組成?

數據段由1-8個字節組成，可以包含信號和診斷消息。?LIN2.2標準規定可傳輸的LIN字節數為2，4，8

，并不是1-8內任意一個數字。數據段的特性數據段的內容和長度由設計者根據幀ID提前設定，并以廣播形式在總線上發布。數據段的定