LIN规范

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LIN规范

LIN标准

LIN是低成本网络中的汽车通讯协议标准。

嵌入式控制25M多媒体D2B，MOST光环10M拐射线，TTx容错的时间触发(TDMA)，可靠的2x2电缆/光缆1M125KCAN-C双线仲裁（CSMA）蓝牙无线介质CAN-B容错的双线仲裁20KLIN时间触发的单线主机－从机，无晶振J185012.5每个节点相应的通讯成本5

0.5图1 汽车中的主要网络协议

LIN概念

LIN（Local Interconnect Network）是低成本的汽车网络，它是现有的汽车复用网络功能上的补充。为了获得更多的质量提高和降低成本，LIN将是在汽车中使用汽车分级网络的启动因素。LIN的标准化将减少重复使用现有的低端复用解决方案，而且将减低汽车电子的开发、生产、服务和后勤成本。

LIN标准包括传输协议规范、传输介质规范、开发工具接口规范和软件编程接口规范。LIN在硬件和软件上保证了网络节点的互操作性，并能预测EMC。

这个规范包包括了3个主要部分：

LIN协议规范部分——介绍了LIN的物理层和数据链路层。

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和各种网络节点供应厂商的通用接口，以及作为开发和分析工具的输入。

LIN API部分——介绍了网络和应用程序之间的接口。

这个概念可以实现开发和设计工具之间的无缝连接，并提高了开发的速度，增强了网络的可靠性。

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电子控制单元操作系统应用软件软件级LIN应用接口通讯管理器LIN协议硬件级总线收发器LIN物理层汽车LIN网络图2 LIN规范的范围

工具信号数据库管理器配置语言网络配置发生器总线分析器/仿真器(LINspector)配置语言LIN物理层

各部分链接

第一部分 第二部分 第三部分

LIN协议规范 LIN配置语言规范 LIN API操作规程建议

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LIN协议规范

目录

1．介绍 ......................................................................................................................... 2 1.1 修订历史 ............................................................................................................................. 2 1.2 投稿人 ................................................................................................................................ 2 2．基本概念 .................................................................................................................. 3 3．报文传输 .................................................................................................................. 6 3.1 报文帧 ................................................................................................................................ 6

3.1.1 字节场（BYTE fields） ............................................................................................ 7 3.1.2 报头场（HEADER fields） ....................................................................................... 7 3.2 保留的标识符 ...................................................................................................................... 9 3.3 报文帧的长度和总线睡眠检测 ........................................................................................... 11 3.4 唤醒信号 ........................................................................................................................... 11 4．报文滤波 ................................................................................................................ 12 5．报文确认 ................................................................................................................ 12 6．错误和异常处理 ..................................................................................................... 12 6.1 错误检测 ........................................................................................................................... 12 6.2 错误标定 ........................................................................................................................... 13 7．故障界定 ................................................................................................................ 13 8．振荡器容差 ............................................................................................................ 13 9．位定时要求和同步过程 .......................................................................................... 13 9.1 位定时要求 ....................................................................................................................... 13 9.2 同步过程 ........................................................................................................................... 13 10．总线驱动器／接收器 ........................................................................................... 14 10.1 总体配置 ......................................................................................................................... 14 10.2 信号规范 ......................................................................................................................... 14 10.3 线的特性 ......................................................................................................................... 16 10.4 ESD/EMI的符合条件 ...................................................................................................... 16 11．参考文献 .............................................................................................................. 17 A 附录 ........................................................................................................................ 17 A.1 报文序列的举例 ................................................................................................................ 17

A.1.1 周期性的报文传输 .................................................................................................. 17 A.1.2 总线唤醒过程 ......................................................................................................... 17 A.2 ID场有效值表 .................................................................................................................. 17 A.3 校验和计算举例 ................................................................................................................ 19 A.4 报文错误的原因 ................................................................................................................ 20 A.5 故障界定的建议 ................................................................................................................ 20

A.5.1 主机控制单元 ......................................................................................................... 20 A.5.2 从机控制单元 ......................................................................................................... 21 A.6 物理接口的电源电压定义 ................................................................................................. 21

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1．介绍

LIN（Local Interconnect Network）是一个串行通讯协议，它有效地支持分布式汽车应用中机械电子节点的控制。它的应用范围是带单主机节点的和一组从机节点的A类复用总线[1]。

LIN总线的主要特性有： ? ? ? ? ? ?

单主机／多从机概念

基于普通UART/SCI接口硬件、的低成本硅设备，低成本软件或作为纯状态机构 从机节点不需要石英或陶瓷谐振器可以实现自同步 保证信号传输的延迟时间 用单线实现成本极低 速度高达20kbit/s

本规范的目的是根据ISO/OSI参考模型的数据链路层和物理层实现任何两个LIN设备的互相兼容（见图2.1）。

LIN是一种划算的总线通信方式，它不要求有CAN的带宽和多功能性。线的驱动器／接收器的规范遵守ISO 9141标准[2]，而且EMI性能有所提高。

1.1 修订历史 1999年6月5日： 2000年4月17日： 2000年11月17日： ?

协议 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?

? ? ? ?

1.2 投稿人

这个规范是由以下人员投稿：

J. Bauer, V. Riebeling, Audi AG, Ingolstadt.

J. Fr?schl, M. Kaindl, Dr. J. Krammer, BMW AG, Munich. C. Bracklo, W. Welja, DaimlerChrysler AG, Stuttgart.

R. Erckert, Dr. J. Krücken, Dr. A. Krüger, Dr. W. Specks, H.-C. Wense, Motorola GmbH, Munich. I. Horváth, A. Rajnák, Volcano Communications Technologies, Gothenburg.

表2.1： 第2章： 表3.1： 3.2节： 3.3节： 表3.4： 6.1节： 6.1节： 表8.1： 表10.3： 表10.4： 10.4节：

纠正传输速率单元

连接：把终端阻抗从范围值该成典型值 增加标称值列

为总体的命令和服务报文以及以后扩展的LIN修订版（向上兼容）保留额外的标识符；命令报文代替前面的睡眠模式报文。 说明帧长度的计算 增加标称值列

标识符奇偶错误的错误处理 纠正校验和错误

指出带谐振器的主机和从机节点的时钟容差 指定最大的转换速率

改变CSLAVE和CMASTER，使ESD和EMI性能更好 修改ESD电压级的注释

用“报文帧”或用更合适的词代替“数据帧”。

修订版1.0 修订版1.1 修订版1.2

3.1.3节： 说明响应场的使用和校验和字节的功能

物理层

整个文档：

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广州周立功单片机发展有限公司 Tel: (020)38730976 38730977 Fax: 38730925 http://www.zlgmcu.com J. Ende, T. Zawade, Volkswagen AG

L. Casparsson, Volvo Car Corporation, Gothenburg.

使用这个规范的任何应用都受到知识产权法例保护。

2．基本概念

LIN协议有下面的特性： ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?

单主机多从机结构（即无总线仲裁） 保证信号传输的延迟时间

可选的报文帧长度：2，4和8字节 配置灵活

带时间同步的多播（multicast）接收，从机节点没有石英晶振或陶瓷谐振器 数据校验和的安全性和错误检测 检测网络中的故障节点

使用成本最低的半导体元件（小型电路板，单芯片系统）

物理层定义了信号如何在总线介质上传输。本规范中定义了物理层的驱动器／接收器特性。 MAC（媒体访问控制）子层是LIN协议的核心。它引入从LLC子层接收到的报文，也接受发送到LLC子层的报文。MAC子层由故障界定这个管理实体监控。 LLC（逻辑链路控制）子层负责报文滤波和恢复管理。

根据OSI参考模型的LIN层次结构在图2.1中显示。

数据链路层LLC验收滤波恢复管理时基同步报文确认管理程序系统同步MAC数据封装/解封装错误检测错误标定串行化/解串错误界定总线故障管理物理层位定时位同步总线驱动器/接收器LLC=逻辑链路层 MAC=媒体访问控制

图2.1 OSI参考模型

这个规范的范围是定义数据链路层和物理层以及周围几层的LIN协议的结果。

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广州周立功单片机发展有限公司 Tel: (020)38730976 38730977 Fax: 38730925 http://www.zlgmcu.com 报文

在总线上发送的信息，有长度可选的固定格式（见第3章）。每个报文帧都包含2、4或8字节的数据以及3字节的控制和安全信息。总线的通讯由单主机控制。每个报文帧都以一个间隔信号开始，接着是一个同步场和一个标识符场，这些都由主机任务发送。从机的任务则是发回数据场和校验场（见图2.2）。

通过主机控制单元中的从机任务，数据可以被主机控制单元发送到任何从机控制单元。主机通过相应的报文ID可以触发从机－从机通信。

主机控制单元主机任务从机任务总线同步间隔13位(最小值)从机控制单元从机控制单元从机任务从机任务标识符场1字节同步场1字节下一个同步间隔帧间空间/间隔主机任务...t响应空间数据场2、4或8字节校验场1字节从机任务图2.2 LIN的通讯概念

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。

t

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。 报文路由：报文的内容由识别符命名。识别符不指出报文的目的地，但解释数据的含义。最大的

标识符号码是64，其中4个保留用于专用的通讯，譬如软件升级或诊断。

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接收报文，并同时对此报文做出

反应。

位速率

最大的波特率是20kbit/s，它是由单线传输介质的EMI限制指定。最小的波特率是1kbit/s，可以避免和实际应用的超时周期冲突。

为使用低成本的LIN器件，建议使用下面的位速率： 表2.1 建议的位速率

低速 2400bit/s

单主机－无仲裁

只有包含主机任务的控制器节点可以传输报头，一个从机任务对这个报头作出响应。由于没有仲裁的过程，如果多于一个从机响应就会产生错误。这种情况下的错误界定可以由用户按照应用的要求指定。

安全性

中速 9600bit/s 高速 19200bit/s 4

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错误检测 ? ? ? ? ?

错误标定和恢复时间

在单主机概念中不能进行直接的错误标定。错误在本地被检测到，并用请求诊断的形式提供（见第6章）。

故障界定

LIN节点可以区分短时扰动和永久故障，它还能对故障作出合适的本地诊断并采取合适的行动（见第7章）。

连接

LIN网络节点的最大数量不仅由标识符的数量限制（见上面的信息路由）也由总线的物理特性限制。 ? ? ? 单通道

总线有一个传送位的单通道。从这里数据可以获得重同步信息。 物理层

物理层是一条单线线与总线，每个节点都连接上拉电阻，电源从汽车的电源网络获得（VBAT），见第10章。与上拉电阻串联的二极管可以防止电子控制单元（ECU）在本地电池掉电的情况下通过总线上电。

信号的波形由EMI和时钟同步的要求定义。

ECUVBAT监控，发送器比较总线“应当”的值和“现在”的值

数据场相加将MSB的进位加到LSB，得到的和模256并取反，这个结果就是校验和 标识符场的双重奇偶校验保护 发送器可以检测到所有的本地错误 对整个协议的错误有高的错误覆盖率

错误检测的性能

建议：LIN网络的节点数量不应超过16。否则，网络阻抗降低会在很差的环境条件下禁止无错误通讯。每一个额外的节点都可以降低大约3%的网络阻抗（30k?||～1k?）。 网络中积累的“电”线长度应少于或等于40m。

主机节点的总线端电阻典型值是1k?，从机节点是30k?。

LIN总线SCIGND

图2.3 物理层的示意图

总线值

总线有两个互补的逻辑值：“显性”或“隐性”。相应的位和电压值可参见表2.2。 表2.2 总线的逻辑和物理值 逻辑值 显性 隐性 位值 0 1 总线电压（见10.2章） 地 电池 5

广州周立功单片机发展有限公司 Tel: (020)38730976 38730977 Fax: 38730925 http://www.zlgmcu.com 应答

正确接收报文后的应答过程在LIN协议中没有定义。主机控制单元检查由主机任务初始化的报文和在自己的从机任务中接收到报文是否一致。如果不一致（例如：丢失从机响应，校验和不正确等等），主机任务可以改变报文的进度表。

如果从机检测到不一致，从机控制器将保存这个信息并将它用诊断信息的形式向主机控制单元请求。诊断信息可以作为普通报文帧的数据发送。

命令帧和扩展帧

4个有8字节响应的标识符被保留用作特殊的报文帧：两个命令帧和两个扩展帧。

两个命令帧都包括8字节响应，可以用于从主机向从机节点（或相反）上载和下载数据。这个特征用于软件升级，网络配置和诊断。帧的结构和普通的报文相同。响应场包含用户定义的命令场而不是数据场，举个例子，命令场可以使从机节点进入服务模式或睡眠模式。

两个扩展帧标识符被保留用于将用户定义的报文格式和以后的LIN格式嵌入到现在的LIN协议中，而不需要改变当前的LIN规范。这就保证了LIN从机向上兼容以后的LIN协议修订版。扩展帧标识符向所有的总线成员声明了一个未定义的帧格式。标识符后面紧跟着的是LIN字节场的仲裁号码。接收到这个标识符的从机必须忽略后面的字节场，直到出现下一个同步间隔。

睡眠模式／唤醒

为了降低系统的功耗，LIN节点可以进入没有任何内部活动而且总线驱动器无源的睡眠模式。用于广播睡眠模式的报文是一个专用的命令，在3.2节中定义。睡眠模式期间，总线呈隐性。

任何总线活动或总线节点内部的任何情况都会使节点退出（唤醒）睡眠模式。如果节点被内部唤醒，应利用基于使用唤醒信号的过程向主机通报这一消息。唤醒帧是一个单调的显性位序列，参见3.4节。

唤醒时，内部活动重新启动，MAC子层等待系统的振荡器稳定，从机节点则在重新参与总线通讯前等待，直到（自己）和总线活动同步（等待显性的同步间隔）。

时钟恢复和SCI同步

每个报文帧都由一个同步间隔起始，接着是同步场，这个同步场在几倍的位定时长度中包含了5个下降沿（即：“隐性”到“显性”的跳变）。这个长度可以测量（即：通过定时器的捕获功能）而且可以用于计算从机节点内部时基（见3.1节和第9章）。

同步间隔帧使丢失了同步的从机节点可以识别同步场（见3.1.2节）。

振荡器容差

位定时的要求允许在有容差的从机节点上使用预修剪的在片振荡器（参见表8.1）。主机节点的时钟由石英或陶瓷谐振器发生，而且是“频率中心点”。

3．报文传输

3.1 报文帧

报文传输是由报文帧的格式形成和控制。报文帧由主机任务向从机任务传送同步和标识符信息并将一个从机任务的信息传送到所有其他从机任务。主机任务位于主机节点内部，它负责报文的进度表：发送报头。从机任务位于所有的（即主机和从机）节点中，其中一个（主机节点或从机节点）发送报文的响应。

一个报文帧（见图3.1）是由主机节点发送的报头和由主机或一个从机节点发送的响应组成。报文帧的报头包括同步间隔场、同步场和标识符场。报文帧的响应则由3个到9个字节场组成：2、4或8字节的数据场和一个校验和场。字节场由字节间空间分隔，报文帧的报头和响应是由一个帧内响应空间分隔。最小

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广州周立功单片机发展有限公司 Tel: (020)38730976 38730977 Fax: 38730925 http://www.zlgmcu.com 的字节间空间和帧内响应空间是0。这些空间的最大长度由报文帧的最大长度TFRAME_MAX限制，这个长度在表3.3中指出。

报文帧报头响应帧间空间或间隔同步间隔同步场标识符场数据场数据场数据场数据场校验和场帧内响应空间图3.1 LIN报文帧

3.1.1 字节场

字节间空间

字节场的格式（见图3.2）就是通常的“SCI”或“UART”串行数据格式（8N1编码）。每个字节场的长度是10个位定时。起始位是一个“显性”位，它标志着字节场开始。接着是8个数据位，首先发送最低位。停止位是一个“隐性”位，它标志着字节场结束。

字节场起始位8个数据位图3.2 LIN字节场

停止位

3.1.2 报头场 同步间隔

为了能清楚识别报文帧的开始，报文帧的第一个场是一个同步间隔。同步间隔场由主机任务发送。 它使从机任务有均等的机与总线时钟同步。

同步间隔场有两个不同的部分（见图3.3）。第一个部分是由一个持续TSYNBRK或更长时间（即最小是TSYNBRK，不需要很严格）的显性总线电平。接着的第二部分是最少持续TSYNDEL的隐性电平同步定界符。第二个场使可以检测到接下来的同步场的起始位。

最大的间隔和定界符时间没有精确的定义，但必须符合整个报头THEADER_MAX的总体时间预算，THEADER_MAX在表3.3中定义。

同步间隔场同步场≥TSYNBRK图3.3 同步间隔场

TSYNDEL同步定界符

从机控制单元的同步间隔场的时序规范及其估计值是LIN网络中允许的时钟容差（见表8.1）。如果显性电平持续的时间比在协议中定义的普通显性位序列（这里是：“0x00”场，有9个显性位）还要长，

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广州周立功单片机发展有限公司 Tel: (020)38730976 38730977 Fax: 38730925 http://www.zlgmcu.com 此时认为这是一个同步间隔场。如果这个间隔超过了用从机的位定时测量的间隔TSBRKTS，则从机节点将检测到这个间隔（见表3.1）。这个“阀值”是从从机节点的最大本地时钟频率得出。基于精确的本地时基，阀值TSBRKTS被指定了两个值。

同步间隔场的显性电平长度最小是TSYNBRK（可以更长），这个时间是用主机位定时来测量。最小值是由要求的阀值连接从机节点指定的最小本地时钟频率得出（见表8.1）。

表3.1 同步间隔场的定时 同步间隔场 同步间隔低相位 同步间隔界定符 同步间隔从机阀值 逻辑 显性 隐性 显性 名字 TSYNBRK TSYNDEL TSBRKTS 最小值[Tbit] 13 1 a. 这个位定时基于主机的时基。

b. 这个位定时基于本地从机的位时基。它对时钟容差低于FTOL_UNSYNCH的节点有效（见表8.1），例

如：有RC振荡器的从机节点。

c. 和b一样，但对时钟容差低于FTOL_SYNCH的节点有效，譬如带石英晶振或陶瓷谐振器的从机节点

（见表8.1）。 同步场

同步场包含时钟的同步信息。同步场的格式是“0x55”，特点是在8个位定时中有5个下降沿（即：“隐性”到“显性”的跳变沿）（见图3.4）。同步的过程在第9章定义。

aa通常值[Tbit] 11 9 cb最大值[Tbit] - - 同步场起始位012标识符场

3456图3.4 同步场

7停止位

标识符场（ID场）定义了报文的内容和长度。其中，内容是由6个标识符位和两个ID奇偶校验位表示（见图3.5）。标识符位的第4和第5位（ID4和ID5）定义了报文数据场的数量NDATA（见表3.2）。这将把64个标识符分成4个小组，每组16个标识符，这些标识符分别有2，4和8个数据场。

表3.2 在报文帧中控制数据场数量

ID5 0 0 1 1 ID4 0 1 0 1 NDATA（数据场的数量）[字节] 2 2 4 8 ID位ID0～ID3相同但长度代码ID4、ID5不同的标识符可以表示不同的报文。

注意：如果在对此技术问题有严格要求的（譬如：在气象系统中）系统中，报文的长度代码可以和表3.2中规定的不同。此时，数据字节的数量可以从0～8任意选择，而和标识符无关。

标识符的奇偶校验位通过下面的混合奇偶算法计算：

P0?ID0?ID1?ID2?ID4（奇校验）

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P1?ID1?ID3?ID4?ID5（偶校验）

这种情况下，不可能所有的位都是隐性或显性。

标识符0x3C、0x3D、0x3E和0x3F以及它们各自的标识符场0x3C、0x7D、0xFE和0xBF（所有8字节报文）都保留用于命令帧（如：睡眠模式）和扩展帧（见3.2节）。

标识符场ID0起始位ID1ID2ID3ID4ID5P0P1标识符位长度控制图3.5 标识符场

标识符的停止位奇偶校验位

3.1.3 响应场

根据应用，如果信息和控制单元无关，则可以不处理报文的响应场（数据和校验和），譬如不知道或错误的标识符。在这种情况下，校验和的计算可以忽略（参见附录A.5）。

数据场

数据场由通过报文帧传输的有8位数据的字节场组成。首先被传输的是LSB（见图3.6）。

数据场D0LSB起始位D1D2D3D4D5D6D7MSB停止位

数据位图3.6 数据场

校验和场

校验和场是所有数据字节相加得到的和模256后取反（图3.7）。和用“带进位的加法”计算，每次加法的进位位都加到（和）结果的最低位（LSB）上。这就保证了数据字节MSB的安全。

校验和场C0起始位C1C2C3C4C5C6C7停止位校验和位图3.7 校验和场

所有数据字节的和模256后加上校验和字节得出的值必须是“0xFF”。

3.2 保留的标识符 命令帧标识符

保留的两个命令帧标识符用于主机向所有总线成员为服务广播普通命令请求。它的帧结构和普通的8位报文帧（见图3.8）相同，只由保留的标识符来区别。

“0x3C” ID场= 0x3C；ID0,1,6,7=0；ID 2,3,4,5=1 是一个主机请求帧，和 “0x3D” ID场=0x7D；ID1,7=0；ID 0,2,3,4,5,6=1 是一个从机响应帧

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标识符“0x3C”是一个“主机请求帧”，它可以从主机向从机节点发送命令和数据。标识符“0x3D”是一个“从机响应帧”，它触发一个从机节点（被以前的下载帧寻址）向主机节点发送数据。

命令帧的第一个数据场是一个0x00～0x7F的保留值，它的用法由LIN协会定义。用户可以分配剩下的命令帧。

命令帧的第一个数据字节：D7位＝0： 保留使用

D7位＝1： 自由使用

命令帧报头命令/数据场下一个报文帧’0x3C’’0x7D’同步间隔同步场标识符场8个字节场1个校验场同步间隔同步场8个字节场的内容由用户定义图3.8 LIN命令帧

睡眠模式命令

睡眠模式命令用于向所有总线节点广播睡眠模式。在这个报文结束后直到总线上出现唤醒信号退出睡眠模式前的时间内，没有总线活动（见3.4节）。睡眠模式命令是第一个数据字节是0x00的下载命令帧。

扩展帧标识符

保留的两个扩展帧标识符允许在不改变现在的LIN规范情况下在LIN协议中嵌入用户定义的报文格式和以后的LIN格式。这就保证了LIN从机可以向上兼容以后的LIN协议修订版。

扩展帧用保留的标识符场区别：

“0x3E” ID场=0xFE；ID0=0；ID 1,2,3,4,5,6,7=1 是用户定义的扩展帧，和

“0x3F” ID场=0xBF；ID6=0；ID 0,1,2,3,4,5,7=1 是以后的LIN扩展帧（参见附录A2） 标识符“0x3E”（标识符场=“0xFE”）表示一个用户定义的扩展帧，它可被自由使用。标识符“0x3F”（标识符场=“0xBE”）直接保留给以后的LIN扩展版本，现在还不能使用。

标识符后面可以跟随任意数量的LIN字节场（见图3.9）。帧的长度、通讯概念和数据内容这里没有定义。ID场的长度码对这两个帧不起作用。

从机接收扩展帧标识符，但如果不使用它的内容，则必须忽略所有的后续LIN字节区直到接收到下一个同步间隔。

2

1

扩展帧的报头字节场的内容和数量未知下一个报文帧’0xFE’’0xBF’同步间隔同步场标识符场字节场校验场同步间隔同步场

图3.9 LIN扩展帧

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相当于CAN协议中从“标准帧”切换到“扩展帧”[3] 甚至可以是多主机

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3.3 报文帧的长度和总线睡眠检测

报文帧用一个同步间隔场作为起始用校验和场作为结束。报文帧中的字节场用字节间空间和帧内响应空间分隔。字节间空间和帧内响应空间的长度没有定义，只限制了整个报文帧的长度。最小的帧长度TFRAME_MIN是传输一个帧所需要的最小时间（字节间空间和帧内响应空间是0）。最大的帧长度TFRAME_MAX是允许传输一个帧的最大时间。时间值请看表3.3。它们由都数据字节场NDATA的数量决定，并不包括系统固有的（譬如：物理上）信号延时。

表3.3 报文帧的定时 时间 最小报文帧长度 最小报头长度 最大报头长度 最大报文帧长度 总线空闲超时 名字 TFRAME_MIN THEADER_MIN THEADER_MAX TFRAME_MAX TTIME_OUT 时间[Tbit] 10*NDATA+44 34 （THEADER_MIN+1）*1.4 （TFRAME_MIN+1）*1.4 25,000 aaa. “＋1”是使THEADER_MIN和TFRAME_MAX是一个整数值

如果从机在TTIME_OUT中检测到总线没有活动，它会假设总线处于睡眠模式。这种情况会在譬如睡眠报文被破坏的时候出现。

3.4 唤醒信号

总线的睡眠模式可以通过任何节点发生一个唤醒信号来中止。唤醒信号可以通过任何从机任务发送，但只有总线之前处于睡眠模式而且节点内部请求被挂起时才有效。

唤醒信号是字符“0x80”。当从机不与主机节点同步时，信号可以比精确时钟源的信号长或短15%。主机可以检测到字符“0x80”并像“0xC0”、“0x80”或“0x00”一样将它当作有效的数据字节。第一个场由TWUSIG的显性位序列规定，即8个显性位（包括起始位）。接着的第二个场是持续了至少TWUDEL的隐性唤醒定界符，即至少4个位定时（包括停止位和一个隐性停止位）。

从机任务的唤醒信号帧总线睡眠主机任务的同步间隔TWUSIG图3.10 唤醒信号帧

唤醒定界符

在唤醒信号发送到总线上后，所有的节点都运行启动过程并等待主机任务发送一个同步间隔场和同步场。如果在唤醒信号超时时间内没有检测到同步场，请求第一个唤醒信号的节点将再一次发送一个新的唤醒信号。但这种情况将不超过3次。然后唤醒信号的传输将被3个间隔超时挂起，详细情况请看表3.4和附录A.1。只有有内部唤醒请求挂起的节点才允许重新发送唤醒信号。在3个间隔超时后再重新发送3个唤醒信号，此后就可以决定是否要停止重新发送。

表3.4 唤醒信号定时 唤醒 唤醒信号 唤醒信号界定符 唤醒信号超时 3个间隔超时 逻辑 显性 隐性 隐性 隐性 名字 TWUSIG TWUDEL TTOBRK TT3BRK 11

最小值[Tbit] 4b 15,000 通常值[Tbit] 8a 最大值[Tbit] 64 128 广州周立功单片机发展有限公司 Tel: (020)38730976 38730977 Fax: 38730925 http://www.zlgmcu.com a. 这个位定时是基于各自的从机时钟。

b. 要检查这个唤醒时间对所有网络节点是否足够。

如果没有其他的节点，位定时Tbit参照主机节点的SCI波特率（见第9章）。

4．报文滤波

报文滤波是基于整个标识符的。它要通过网络配置来保证只有一个从机任务对所发送的一个标识符作出响应。

5．报文确认

如果直到帧的结尾都没有检测到错误，这个报文对发送器和接收器都有效。 如果报文被破坏，则主机和从机任务都认为报文没有被发送。 注意：

主机和从机任务在发送和接收到一个错误报文时所采取的行动并没有在协议规范中定义。像主机重新发送或从机进入低效运行（fall-back）操作都由应用的要求来决定，而且要在应用层中说明。

在总线上传送的事件信息也可能丢失，而且这个丢失不能被检测到。

6．错误和异常处理

6.1 错误检测

这里共定义了5个不同的报文错误类型。产生错误的原因列在附录A.4： 位错误

向总线发送一个位的单元同时也在监控总线。当监控到的位值和发送的位值不同时，则在这个位定时检测到一个位错误。

校验和错误

如果所有接收到的数据字节的和模256后取反与校验和相加得到的结果不是“0xFF”，则检测到一个校验和错误（见3.1节，校验和场）。

标识符奇偶错误

标识符的奇偶错误（即：错误的标识符）不会被标出。典型的LIN从机应用不能区分一个未知但有效的标识符和一个错误的标识符。然而，我们强制所有的从机节点都要评估已知标识符ID场的8个位以及区分已知的和错误的标识符。

从机不响应错误

如果任何从机任务在发送SYNCH和标识符场前的最大时间TFRAME_MAX（见3.3节）内没有完成报文帧的发送，则产生一个不响应错误。

同步场不一致错误

如果从机检测到同步场的边沿在给定的容差外，则检测到一个同步场不一致错误（见第8章）。

没有总线活动

如果在接收到最后一个有效报文后的TTIMEOUT（见3.3节）时间内没有检测到有效的同步间隔场或字节场，则检测到一个没有总线活动情况。

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广州周立功单片机发展有限公司 Tel: (020)38730976 38730977 Fax: 38730925 http://www.zlgmcu.com 6.2 错误标定

LIN协议不标定检测到的错误。错误被标记在每个总线节点内而且必须能被第7章指定的故障界定过程访问。

7．故障界定

故障界定的概念主要依靠可以处理尽量多的错误检测、错误恢复和诊断的主机节点。故障界定主要由系统的要求决定，它除了一些很小的特征外都不是LIN协议的一部分。可能的错误原因请参看附录A.4，附录A.5是建议的故障界定过程。

主机控制单元

主机控制单元要检测下面的错误状况： ? ?

从机控制单元

任何从机控制单元都应检测以下的错误情况： ? ?

当从总线上读值时，会检测到一个从机不响应错误。

当一个从机要求从另外一个从机（由标识符决定）接收报文但在报文帧的最大长度TFRAME_MAX（见表3.3）的时间内总线上没有有效的报文，则可以检测到这个错误类型。但当从机不要求接收报文（由标识符决定），它就不需要检测这个错误。

当在给定的容差（见第8章）内没有检测到同步场的边沿，则检测到一个同步字节不一致错误。

从机任务发送：当回读自己的发送时，在数据或校验和场有位错误。

从机任务接收：当从总线读值时，检测到一个标识符奇偶错误和一个校验和错误。

主机任务发送：当回读自己的发送时，在同步或标识符字节检测到一个位错误或标识符奇偶错误。 主机控制单元中的从机任务接收：当从总线要求或读出一个数据时，检测到一个从机不响应错误或校验和错误。

8．振荡器容差

片上时钟发生器使用内部校准可以使频率容差在±15%内。这个精确度足够可以报文流中检测到同步间隔。接着，使用同步场的精细校准可以确保正确地接收和发送报文。考虑到操作中温度以及电压漂移的影响，片上振荡器要在剩下的报文中保持稳定。

表8.1 振荡器容差 时钟容差 主机节点 带石英晶振或陶瓷谐振器的从机节点（不需要同步） 无谐振器的从机，丢失同步 无谐振器的从机，同步并有完整的报文

名字 FTOL_RES_MASTER FTOL_RES_SLAVE FTOL_UNSYNCH FTOL_SYNCH ?F/FMaster <±0.5% <±1.5% <±15% <±2% 9．位定时要求和同步过程

9.1 位定时要求

如果没有其他规定，本文档中的所有位时间都使用主机节点的位定时作为参考。

9.2 同步过程

同步场的模式是“0x55”。同步过程是基于模式下降沿之间的时间量度。下降沿在2、4、6和8位时间有效，可以简单地计算基本位时间Tbit。

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同步场8 Tbit 2 Tbit 2Tbit 2Tbit 2 Tbit起始位01234567停止位

图9.1 同步场

我们建议也测量起始位和第7位下降沿之间的时间，并将得到的值除8。将结果除8是将二进制的定时器值向LSB移3位，将最低位四舍五入得出结果。

10．总线驱动器／接收器

10.1 总体配置

总线驱动器／接收器是一个ISO 9141标准的增强设备。它包括双向LIN总线，这个双向总线连接每个节点的驱动器／接收器并通过一个终端电阻和一个二极管连接到电池节点的正极VBAT（见图10.1）。二极管可以在“丢失电池”（掉电）的情况下，强制防止ECU从总线不受控制地上电。

要注意：LIN规范将电子控制单元（ECU）的外部电子连接电压作为参考电压，而不是将ECU内部电压作为参考电压。当设计LIN的收发器电路时，特别要考虑反向极性二极管的寄生电压降。

VBAT内部电源VSUPVBAT*电阻LINSCIGND

10.2 信号规范

tECUGND

图10.1 单线的汽车总线接口概念（*见附录A.6）

驱动器节点VBAT80 %斜坡时间隐性VBAT60@%显性斜坡时间图10.2 总线的电压电平

接收器节点隐性显性

LIN物理层的电子直流参数和端电阻的值分别列在表10.1和表10.2。注意，在一个集成的电阻／二极管的网络中，必须通过如ESD元件使它不能在总线线路和ECU内部电源（VSUP）之间产生寄生电流通路。

表10.1 LIN物理层的电子直流参数 参数 VBAT a最小值 8 典型值 最大值 18 单位 V 备注 工作电压范围 14

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VBAT_NON_OP IBUS@VBUS=1.2V IBUS b-0.3 40 40 200 V mA 器件不被破坏的电压范围 显性状态（驱动器启动） 显性状态（驱动器关闭） R：=在表10.2中定义的上拉电阻 c-1.1*VBAT/R IBUS@VBUS=VBAT 8VVBAT也可以应用 丢失本地接地必须不能影响剩余网络的通讯 节点要维持这种情况下流过的电流。总线必须在这种情况下工作。 VBUSdom VBUSrec -8 0.6*VBAT 0.4*VBAT 18 V V 接收器显性状态 接收器隐性状态 a. VBAT表示控制单元连接器的电源电压，它可能和电子器件内部的电源VSUP不一样（见附录A.6） b. IBUS：流进节点的电流

c. 收发器必须可以下降至少40mA。流进节点的最大电流不能超过200mA，以避免可能的损坏。

表10.2 上拉电阻的参数 参数 Rmaster Rslave

LIN物理层的电子交流参数在表10.3列出，定时参数在图10.3定义。 表10.3 LIN物理层的电子交流参数 参数 |dV/dt| 上升和下降沿（转换速率） 最小值 1 典型值 2 最大值 3 单位 V/μs 备注 信号的转换速率和譬如di/dt和dV/dt等都是LIN总线EMI性能的决定因素之一。转换速率的值要接近2V/μs，一方面可以减少辐射，另一方面允许传输速率高达20kBit/sec。 ttrans_pd 发送器的传播延时 trec_pd 接收器的传播延时 trec_sym 接收器传播延时的上升沿和下降沿的对称度 ttrans_sym 发送器传播延时的上升沿和下降沿的对称度 ttherm 短路恢复时间 1.5 ms 在检测到短路后，发送器必须可以再一次冷却。因此，发送器电路此时不能启动。 15

-2 2 μs 见图10.3 ttrans_sym=ttrans_pdf-ttrans_pdr -2 2 μs 6 μs 4 μs 见图10.3 ttrans_pd=max(ttrans_pdr,ttrans_pdf) 见图10.3 trec_pd=max(trec_pdr,trec_pdf) 见图10.3 trec_sym=trec_pdf-trec_pdr 22最小值 900 20 典型值 1000 30 最大值 1100 47 单位 ? K? 备注 必须要有串联二极管（图10.1） 必须要有串联二极管 广州周立功单片机发展有限公司 Tel: (020)38730976 38730977 Fax: 38730925 http://www.zlgmcu.com 时序图：

TxD (从控制器输入到收发器)ttrans_pdf总线信号隐性阀值隐性阀值ttrans_pdrtrec_pdf(从超过开关阀值的那点开始测量)trec_pdr (dito)RxD (从收发器输出到控制器)图10.3 总线时序的定义

10.3 线的特性

总线信号上升和下降的最大转换速率实际上由典型总线收发器控制的转换速率限制。上升信号的最小转换速率由RC时间常数给定。因此，总线的电容应保持非常低，使波形的有大的非对称性。主机模块选择的电容要比从机模块大，为不同数量的节点网络变量提供“保护”。总的总线电容CBUS可以用下面的方程1计算：

CBUS?CMASTER?n?CSLAVE?CLINE?LENBUS

方程1

考虑表10.4给出的参数。 表10.4 线的特性和参数 总线的总长度 包括从机和主机电容的总线总电容 主机节点的电容 从机节点的电容 线电容

10.4 ESD/EMI的符合条件

半导体物理层设备必须遵守根据IEC 1000-4-2:1995的要求报护不受人体放电损坏。最小的放电电压电平是±2000V。

注意：在ECU连接器的汽车应用中，要求的ESD电压电平可达±8000V。

名字 LENBUS CBUS CMASTER CSLAVE 典型值 4 220 220 100 最大值 40 10 2500 250 150 单位 m nF pF pF pF/m CLINE 16

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11．参考文献

[1] J.W. Specks, A, Rajnák, .LIN - Protocol, Development Tools, and Software Interfaces for Local Interconnect Networks in Vehicles., 9th Congress on Electronic Systems for Vehicles, Baden-Baden, Germany, Oct. 5/6, 2000

[2] .Road vehicles - Diagnostic systems - Requirement for interchange of digita information., International Standard ISO9141, 1st Edition, 1989

[3] Robert Bosch GmbH, \Version 2.0, Part B, Stuttgart, 1991

A 附录

A.1 报文序列的举例 A.1.1 周期性的报文传输 总线上通常的报文传输如下所示：

... ... ... ....

[MF = 报文帧（Message Frame）；IF-Space = 帧间空间（InterFrame Space）] 它可以预知最差情况的定时。

A.1.2 总线唤醒过程

在睡眠模式中，没有总线活动。任何从机节点都可以发送一个唤醒信号中止睡眠模式。在普通的情况下，主机节点会用一个同步间隔启动报文的发送：

[SLEEP MODE] [NODE-INTERNAL WAKE-UP] ... ... ....

如果主机节点没有响应，从机将最多再发送2次唤醒信号。然后，唤醒尝试将在某段时间内挂起，直到它恢复：

[SLEEP MODE] [NODE-INTERNAL WAKE-UP]

[REPEAT BUS WAKE-UP PROCEDURE IF STILL PENDING]

A.2 ID场有效值表 表A.2.1 ID场有效值 ID[0..5] Dec Hex 0 1 2 3 4 5 0x00 0x01 0x02 0x03 0x04 0x05 P0? ID0?ID1?ID2?ID4P1? ID1?ID3?ID4?ID5ID场 ID场 0x80 0xC1 0x42 0x03 0xC4 0x85 数据字节数量 7 6 5 4 3 2 1 0 DEC Hex 1 0 0 0 0 0 0 0 128 1 1 0 0 0 0 0 1 193 0 1 0 0 0 0 1 0 66 0 0 0 0 0 0 1 1 3 1 1 0 0 0 1 0 0 196 1 0 0 0 0 1 0 1 133 0 1 1 0 1 0 1 1 0 0 1 1 2 2 2 2 2 2 17

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0 0 0 0 0 1 1 0 6 0 1 0 0 0 1 1 1 71 0 0 0 0 1 0 0 0 8 0 1 0 0 1 0 0 1 73 1 1 0 0 1 0 1 0 202 1 0 0 0 1 0 1 1 139 0 1 0 0 1 1 0 0 76 0 0 0 0 1 1 0 1 13 1 0 0 0 1 1 1 0 142 1 1 0 0 1 1 1 1 207 0 1 0 1 0 0 0 0 80 0 0 0 1 0 0 0 1 17 1 0 0 1 0 0 1 0 146 1 1 0 1 0 0 1 1 211 0 0 0 1 0 1 0 0 20 0 1 0 1 0 1 0 1 85 1 1 0 1 0 1 1 0 214 1 0 0 1 0 1 1 1 151 1 1 0 1 1 0 0 0 261 1 0 0 1 1 0 0 1 153 0 0 0 1 1 0 1 0 26 0 1 0 1 1 0 1 1 91 1 0 0 1 1 1 0 0 156 1 1 0 1 1 1 0 1 221 0 1 0 1 1 1 1 0 94 0 0 0 1 1 1 1 1 31 0 0 1 0 0 0 0 0 32 0 1 1 0 0 0 0 1 97 1 1 1 0 0 0 1 0 226 1 0 1 0 0 0 1 1 163 0 1 1 0 0 1 0 0 100 0 0 1 0 0 1 0 1 37 1 0 1 0 0 1 1 0 166 1 1 1 0 0 1 1 1 231 1 0 1 0 1 0 0 0 168 1 1 1 0 1 0 0 1 233 0 1 1 0 1 0 1 0 106 0 0 1 0 1 0 1 1 43 1 1 1 0 1 1 0 0 236 1 0 1 0 1 1 0 1 173 0 0 1 0 1 1 1 0 46 0 1 1 0 1 1 1 1 111 1 1 1 1 0 0 0 0 240 0x06 0x47 0x08 0x49 2 2 2 2 0xCA 2 0x8B 0x4C 0x0D 0x8E 0xCF 0x50 0x11 0x92 0xD3 0x14 0x55 0xD6 0x97 0xD8 0x99 0x1A 0x5B 0x9C 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 0xDD 2 0x5E 0x1F 0x20 0x61 0xE2 0xA3 0x64 0x25 0xA6 0xE7 0xA8 0xE9 0x6A 0x2B 2 2 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 0xEC 4 0xAD 4 0x2E 0x6F 0xF0 4 4 8

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