LIN是關(guān)于汽車本地互連網(wǎng)絡(luò)的一個總體通訊概念。該規(guī)范包含協(xié)議的定義、物理層以及用于開發(fā)工具和應(yīng)用軟件的接口定義。對于不需要控制器局域網(wǎng)絡(luò)（CAN）的高帶寬和多種功能的應(yīng)用，LIN實現(xiàn)了一種具有成本效益的智能傳感器和執(zhí)行器的通訊方式。這種通訊是基于串行通訊接口（SCI）、數(shù)據(jù)格式、單宿主/多從概念、單線12V總線和沒有穩(wěn)定時間基的節(jié)點的時鐘同步。低端多路通訊的汽車標(biāo)準(zhǔn)不久前才出現(xiàn)。LIN協(xié)會開發(fā)了一個串行低成本通訊概念和開發(fā)環(huán)境的標(biāo)準(zhǔn)，采用這個標(biāo)準(zhǔn)，汽車制造商及其供應(yīng)商能以非常經(jīng)濟的方式創(chuàng)建、實現(xiàn)和處理復(fù)雜的分層化多路復(fù)用系統(tǒng)。 　　LIN規(guī)范包含傳輸協(xié)議、傳輸介質(zhì)以及用于開發(fā)工具和應(yīng)用軟件的接口。LIN在硬件和軟件方面支持網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的互操作性并具有可預(yù)測的電磁兼容（EMC）行為。這個概念可以實現(xiàn)無縫的開發(fā)和設(shè)計工具鏈并提高了開發(fā)速度和網(wǎng)絡(luò)的可靠性。 　　LIN瞄準(zhǔn)一些低端應(yīng)用，在這些應(yīng)用中每個節(jié)點的通訊成本都必須大大低于CAN而且不需要CAN的高性能、高帶寬和多功能。LIN相對于CAN的成本節(jié)省主要是由于采用單線傳輸、硅片中硬件或軟件的低實現(xiàn)成本和無需在從屬節(jié)點中使用石英或陶瓷諧振器。這些優(yōu)點是以較低的帶寬和受局限的單宿主總線訪問方法為代價的。 　　典型應(yīng)用 　　在一個中央式車體控制系統(tǒng)中，執(zhí)行機構(gòu)和傳感器依靠CAN的連接能力使用硬連線與一個電子控制單元（ECU）相連接。ECU通過CAN通訊線路同其它主要ECU交換信號。如果本地執(zhí)行器和傳感器要求高計算性能則應(yīng)選擇硬連線。在本地性能要求不高的系統(tǒng)中，可以用基于智能執(zhí)行器和傳感器的分布系統(tǒng)來代替。選擇這種劃分方式是為了采用通用元件來實現(xiàn)可伸縮的系統(tǒng)架構(gòu)。 　　如果用于本地智能和聯(lián)網(wǎng)的附加成本可以通過生產(chǎn)和開發(fā)的成本節(jié)省得到補償，這個架構(gòu)是經(jīng)濟實用的。這個架構(gòu)得以實施的關(guān)鍵是子總線LIN標(biāo)準(zhǔn)、低成本的機電裝配和半導(dǎo)體集成。 　　LIN總線典型的應(yīng)用是諸如車門、導(dǎo)向輪、座位、馬達、氣候控制、照明、雨水傳感器、智能擦抹器、智能發(fā)電機、開關(guān)板或RF接收器等構(gòu)件。我們可以很容易地把這些構(gòu)件連接到汽車網(wǎng)絡(luò)并接入各種類型的診斷和服務(wù)。通常使用的信號模擬編碼可以用數(shù)字信號替換從而使線束得以優(yōu)化。 　　LIN是一種基于通用SCI（UART）字節(jié)字接口的單線串行通訊協(xié)議。目前幾乎所有微控制器都配有低成本的UART接口模塊。LIN也可以使用軟件代碼或純狀態(tài)機來實現(xiàn)。在LIN中，媒體訪問由宿主節(jié)點控制而不需要從屬節(jié)點的仲裁或沖突管理，因而可以使最壞情況下的信號傳輸延遲時間得到保證。 　　同步機制是LIN的一個特殊特性，它允許通過從屬節(jié)點恢復(fù)時鐘而不需要石英或陶瓷諧振器。線驅(qū)動器和接收器的規(guī)范遵循有所增強的ISO 9141單線標(biāo)準(zhǔn)。最大傳輸速度為20kbps，這是根據(jù)EMC和時鐘同步要求而定。 　　除了宿主節(jié)點的命名之外，LIN網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點不使用有關(guān)系統(tǒng)設(shè)置的任何信息。我們可以在不要求其它從屬節(jié)點改變硬件和軟件的情況下向LIN 中增加節(jié)點。由于識別碼數(shù)量較少（64）和傳輸速度相對較低，LIN的規(guī)模通常在12個節(jié)點之下（盡管并不局限于此）。時鐘同步、簡單的UART通訊和單線介質(zhì)是保證LIN經(jīng)濟性的主要因素。 　　通訊概念 　　LIN包含一個宿主節(jié)點和一個或多個從屬節(jié)點。所有節(jié)點都包含一個被分解為發(fā)送和接收任務(wù)的從屬通訊任務(wù)，而宿主節(jié)點還包含一個附加的宿主發(fā)送任務(wù)。在實時LIN中，通訊總是由宿主任務(wù)發(fā)起的。 　　宿主節(jié)點發(fā)送一個包含同步中斷、同步字節(jié)和消息識別碼的消息報頭。從屬任務(wù)在收到和過濾識別碼后被激活并開始消息響應(yīng)的傳輸。響應(yīng)包含兩個、四個或八個數(shù)據(jù)字節(jié)和一個檢查和（checksum）字節(jié)。報頭和響應(yīng)部分組成一個消息幀。 　　消息的識別碼指明了消息的內(nèi)容而不是目的地。這個通訊概念使我們能以多種方式實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換：從宿主節(jié)點（使用其從屬任務(wù)）到一個或多個從屬節(jié)點，從從屬節(jié)點到宿主節(jié)點和/或其它從屬節(jié)點。直接從從屬節(jié)點到從屬節(jié)點發(fā)送信號而無須通過宿主節(jié)點路由或從宿主節(jié)點向網(wǎng)絡(luò)的所有節(jié)點廣播消息也是可能的。消息幀的序列由宿主節(jié)點控制。在宿主節(jié)點調(diào)度幀中，消息的數(shù)目、序列和頻率由波特率、系統(tǒng)響應(yīng)時間和時間行為來決定。在系統(tǒng)設(shè)計過程中，必須周密考慮各種情況，因為如果宿主節(jié)點丟失了一個從屬節(jié)點消息，由于主從概念，這個消息將只能最早在下一個調(diào)度序列到達宿主節(jié)點。 　　LIN協(xié)議在每一個消息幀啟動時提供一個專用的同步模式，允許不帶有石英或陶瓷諧振器的從屬節(jié)點將其本地時間基與宿主節(jié)點的時間基同步。 　　LIN物理層 　　LIN總線是單線，通過從電池正極Vbat的端接電阻向?qū)Ь€或總線供電。總線收發(fā)器是ISO 9141標(biāo)準(zhǔn)的一個增強實現(xiàn)。該總線可以采用兩個互補的邏輯電平：接近于地的電壓顯性值（dominant value）表示邏輯“0”，電壓接近于電池供電電壓的隱性值（recessive value）表示邏輯“1”。 該總線的端接部分使用1k（在宿主節(jié)點）和30k（在從屬節(jié)點）的上拉電阻。從屬節(jié)點的端接電容通常為220pF。 　　LIN物理層規(guī)范對收發(fā)器提出了很高的要求。收發(fā)器的開關(guān)必須不干擾其它電子元件。要滿足汽車制造商的EMC要求，必須采取一些特殊的措施，例如，可以使用波形整形或邊緣修整技術(shù)來減少收發(fā)器的輻射。 　　LIN總線系統(tǒng)實例：車門和鏡子 　　汽車車門電子功能的不斷增加使之成為一個使用LIN總線的很好應(yīng)用實例。在保持相同設(shè)計和對其余從屬節(jié)點硬件和軟件沒有任何影響的情況下，功能可以隨意增減。隨著開發(fā)過程中和汽車LIN組裝的最后階段功能或選項的增長。它可實現(xiàn) 　　預(yù)組裝和預(yù)測試模塊的集成。車門LIN簇中的功能有：帶/不帶防夾的車窗升起；馬達PWM控制；車窗位置監(jiān)控；門鎖執(zhí)行器控制，包括馬達控制（死鎖）和門開接觸控制；開關(guān)面板控制和開關(guān)照明。 　　鏡子功能可被集成到一個或更多個LIN從屬節(jié)點上。這些功能包括：鏡子上下、進出馬達控制；加熱；水坑燈；轉(zhuǎn)向燈；減少刺眼現(xiàn)象（電鍍彩色鏡，ECM）等。 　　帶CAN接口和USART/增強USART的高性能8位控制器應(yīng)能滿足宿主節(jié)點的需求。存儲器需求和封裝尺寸要求取決于軟件功能、CAN軟件堆棧和硬件I/O需求。在這個例子中，從屬節(jié)點功能可由低性能8位控制器實現(xiàn)。 　　從屬節(jié)點的實現(xiàn) 　　根據(jù)LIN從屬節(jié)點應(yīng)用的復(fù)雜性和從微控制器的預(yù)算，LIN可用軟件方式實現(xiàn)，也可以使用標(biāo)準(zhǔn)的USART、EUSART或?qū)Ｓ玫腖IN硬件來實現(xiàn)。 　 　　用純軟件來實現(xiàn)開關(guān)板、溫度傳感器和LED顯示器等低復(fù)雜性的系統(tǒng)。這種最低成本方案的實現(xiàn)是以相對較高的CPU負載為代價。包含一個片上RC振蕩器和物理收發(fā)器接口的PIC16C433是微控制器方案的一個例子，它提供了一個高度集成的低成本LIN方案。 　　LIN協(xié)議的關(guān)鍵特性之一是使用低成本振蕩器的從屬節(jié)點的同步能力。LIN規(guī)范容許從屬節(jié)點的不同步時鐘偏差為15%。如果時鐘偏差超過15%，宿主節(jié)點將發(fā)送一個數(shù)值為零的數(shù)據(jù)字節(jié)，這個字節(jié)將會被從屬節(jié)點識別為同步中斷（Sync Break）。為實現(xiàn)正確通訊，從屬節(jié)點必須有能力重新同步并在LIN幀的時間內(nèi)保持穩(wěn)定（同步偏差低于2%）。 　　這個要求可以使用半導(dǎo)體制造商在微處理器上實現(xiàn)的可校準(zhǔn)的內(nèi)部RC振蕩器來滿足。內(nèi)部振蕩器依據(jù)溫度和電壓變化調(diào)整振蕩頻率。 　　LIN標(biāo)準(zhǔn)包含傳輸協(xié)議、傳輸介質(zhì)、開發(fā)工具之間的接口和用于軟件編程的接口。LIN在硬件和軟件方面保證網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的互操作性和EMC行為的可預(yù)測性。 　　LIN總線以較低的成本滿足了車體控制應(yīng)用的要求并有助于執(zhí)行器和傳感器設(shè)計的標(biāo)準(zhǔn)化和復(fù)用性。使用LIN總線規(guī)范2.0，支持即插即用已成為可能。 　　LIN標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)被許多汽車制造商采納。目前，汽車制造商已經(jīng)在使用LIN總線系統(tǒng)進行系列化生產(chǎn)。工具制造商、半導(dǎo)體供應(yīng)商和第三方軟件供應(yīng)商已經(jīng)提供了大量的工具、硬件和軟件。通過定義良好的開發(fā)過程和元件一致性測試可以達到所要求的高質(zhì)量和互操作性。