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2019年07月01日 | 庖丁解车：关于总线技术之LIN总线协议介绍（四）
2019-07-01 来源：二喵说车
上一篇小编主要介绍了总线技术的应用与特点，这一次小编将介绍LIN总线协议介绍的基本概念。根据IOS/OSI参考模型，LIN被细分为物理层和数据链接路层（LIN的分成层结构如图1所示），其中;
1. 物理层（Physical Layer）定义了信号如何在总线媒体上传输：
2. 数据链路层：
1）媒体访问控制(MAC，Medium Access Control)子层是LIN协议的核心。它管理从LLC子层接收到的报文，也管理发送到LLC子层的报文。
2）逻辑链路控制（LC，Logical Link Layer）子层涉及报文滤波和恢复管理功能。
图1为LIN的分层结构
在总线上发送的信息，具有长度可选的固定格式（图2所示）。每一个报文帧都包含2、4或8字节的数据以及3字节的控制、信息安全。总线的通讯由单个主机控制。每一个报文帧都使用一个同步间隔起始，接下来是一个同步场和一个标识符场，这些都由主机任务发送。从机任务则是发送数据场和校验场。LIN总线的通讯时序可参见图2。
图2 LIN通讯时序
从机任务位于主机节点内部，它负责报文的进度表即发送报文头(HEADER)。从机任务位于所有的(即主机和从机)节点中。通过主机任务中相应的报文头，任何从机任务中准备发送的数据都可以被发送到其他任何从机任务中。图3给出了一个LIN总线节点的任务构成示例。下面简要介绍LIN总线技术的相关概念。
图3 LIN总线节点任务构成
① 信息路由：LIN系统中，节点不使用有关系统配置的任何信息，除了单主机节点的命名。系统灵活性：不需要改变任何其他从机节点的软件或硬件就可以在LIN网络中直接添加节点。
② 报文路由：报文的内容由标识符命名。标识符不指出报文的目的地，但解释数据的含义。最大的标识符数量是64，其中4个保留用于专用的通讯，譬如软件升级或诊断。
③ 多播：由于引入了报文滤波的概念，任何数目的节点都可以同时检测到报文，并同时对此报文做出反应。
④ 位速率：最大的波特率是20kbit／s，它是由单线传输媒体的EMI(电磁干扰)限制决定。最小的波特率是l kbit／s，可以避免和实际设备的超时周期冲突。
⑤ 主机—无仲裁：只有包含主机任务的控制器节点可以传输报文头，任何一个从机任务都能检测到此报文，但只有一个从机任务对此报文做出响应。由于没有仲裁过程，如果多余一个从机回应，则将产生错误。这种情况下的错误界定可由用户按照应用要求指定。
⑥ 连接：LIN网络节点的最大数量不仅由标识符的数量限制，也由总线的物理特性限定：LIN网络的节点数量不应超过16，否则节点增加将减少网络阻抗，会导致环境条件变差，从而不能进行正常的无错误通讯。实验证明，每增加一个节点，就会减少约3％的阻抗；注：
1、网络中的“电”线（即通讯导线）长度应小于或等于40m
2、主机节点的总线端电阻典型值一千欧，从机节点是30千欧
⑦ 线值：总线有两个互补的逻辑值：“显性”或“隐形”，相应的位值和电压可参见图4：
图4逻辑值和总线电压值
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