隨著汽車部件電子化程度的不斷提高,汽車工程師們正積極地尋求車輛系統中的先進控制和接口技術解決方案。目前,汽車系統中用來嵌入這些功能單元的空間和能源十分有限,汽車工程師們正借助于新穎的高壓混合信號技術將復雜的——截至目前還不兼容的元件功能集成到一塊芯片上。現在,應用與42V車載電壓兼容的I3T高電壓技術已經可以將復雜的數字電路(如傳感器)、嵌入式微處理器以及功率電路(如激勵源或開關驅動器)集成到一起。

 
LIN總線系統

 
      由于其相對較低的造價,LIN總線正被廣泛應用于汽車的分布式電氣控制系統中,如控制電動車窗、調節后視鏡和車前燈等部位的步進馬達和直流電源,或管理傳感器采集到的關于氣溫或座位位置的信息等。LIN總線的傳輸字節高達20kbps。基于單主節點、多個從節點的結構,通常,從節點安裝在收發器、微控制器、傳感器的接口或由分立元件組成的激勵驅動器的周圍。最近研制出了一種帶有LIN總線異步收發裝置(UART)的微控制器,這種微控制器可同集成有其它從節點模塊(如LIN總線收發器、電壓調節器、看門狗定時器、激勵驅動器和傳感器接口)的附件一起配套使用。目前,AMI半導體(AMIS)公司利用混合信號技術將關鍵的從節點模塊全部集成在了一個功能專一、功耗低、符合標準IP模塊的芯片上,將LIN總線的發展又推進了一步。

該方案的特點有：
　　集成RC振蕩器,誤差≤15%;
　　專用IP模塊(如DC或微型步進馬達驅動器);
　　遵守LIN總線V1.3協議;
　　傳輸速率高達20kbps(特殊的結構設計);
　　低頻收發;
　　睡眠/旁路模式中的低電流損耗;
　　滿足潛在的市場需求。

 
      圖1為一個集成有LIN總線的從節點中主要元件的結構框圖。AMIS的方案提供了應用層和數據鏈路層需要的所有主要功能模塊。這些功能模塊可以用VHDL代碼編程、用AMIS開發板評估,下文將對它們作簡要的介紹。

 
帶有數字濾波器的采樣模塊

 
同步機

 
      同步機模塊從同步域中提取所需的信息,以決定編碼器和解碼器的準確采樣速率。該模塊具有內部晶振,并采用了一種可將傳統的UART技術中偶爾發生的舍/入誤差減到最小的技術。同步機的主要優點在于能用較低的時鐘頻率來執行LIN協議。例如,可以使用一個250KHz的主時鐘及15%的容差來獲得精確無誤的通訊。另外,AMIS的方案實現了占空比較大的變化范圍。典型的UART在晶振零誤差的情況下能實現占空比在33~66%間的變化。然而,運用AMIS解決方案可實現占空比在12~88%間的變化,并能完全適應晶振的誤差。在對物理層參數提供了較大容差的同時,也提高了對占空比影響較大的電磁兼容性。

標識符濾波器及其動態管理

　　主節點在系統運行的初始及運行過程中依據需要發布不同的從指令標識符。為此,從節點要包含一定數目的寄存器。ROM指令數陣列指的是從節點中執行的不同指令,在RAM或EEPROM中含有相應的標識符。地址寄存器模塊識別同一LIN總線上的不同從節點,而第二ROM陣列是為不同的應用和執行過程識別不同的從節點。標識符濾波器依據分配的標識符以決定指令的執行與否,若標識符存在于隊列中,則執行該指令,否則不執行。

 
糾錯

 
　　錯誤識別模塊處于數據鏈路層,而糾錯卻是在應用層執行。因此,由嵌入式微控制器在軟件中定義誤差量。應用層中的糾錯模塊包含一個狀態寄存器,每一種錯誤都有一個對應的錯誤標志位,并由該標志位向微處理器的內核產生一個中斷請求。錯誤標志可通過對狀態寄存器執行讀操作來清除。每次錯誤直接中斷通訊,從而導致一個位錯誤以停止發送字節。進而這一幀信息被忽略,從節點等待下一個中斷域。

 
幀緩沖器

　　幀緩沖器是將送給微處理器內核的中斷減到最小的另一個途徑。它與標識符濾波器配合使用,可將中斷的數量減到每幀一次。該緩沖器中含17個字節(一個標識符、八個發送字節、八個接收字節)。