LIN总线在1998年的时候被欧美的各大汽车厂第一次提出来,就是什么宝马、奔驰、克莱斯勒、大众,包括博世和摩托罗拉。然后在2001年的时候第一次被使用在奔驰SL这款车型上。
2001年奔驰SL
所以LIN从被提出到现在也就20年的时间,是一个很年轻的技术。很多人说这么年轻的技术,应该很高级很复杂,最起码比CAN总线复杂。
错!LIN总线比CAN简单得多。LIN总线可以说是CAN总线的辅助总线,把CAN比喻成省际铁路,那LIN总线就是城市里运营的地铁或城市铁路。LIN的特点是成本低,可以辅助CAN总线的工作。因为车上的一些功能不需要CAN这种相对来讲复杂的总线,所以就有了LIN总线。
我们先简单回顾一下CAN总线,从结构上看,它是两条线,目的是抗干扰。高速CAN的通信速率是500Kbit/s,低速CAN是100Kbit/s。各个控制单元的关系是平等的,谁都可以发谁都可以收,谁也管不了谁,就是多主结构,全是主要的。就因为这个多主结构,这些模块往总线上发送信息的时候为了不冲突,采用了仲裁机制,就是看哪个模块的特权高,谁就先发数据。这些都是CAN总线的主要特点。关于总线知识,请点击链接:什么是汽车总线?什么是汽车总线?(续)xi
CAN总线结构与特点
在车上的有些系统是不需要很快的通讯速率的,并且也不需要搞得这么复杂。比如车窗控制、天窗控制、空调鼓风机控制等等,所以就诞生了另一种总线,就是LIN总线。
CAN总线和LIN总线的结构关系,其实就是在CAN总线上的模块,来了一个延申。也就是说,LIN总线是不会在车上单独存在的,它必须以CAN总线中的其中一个模块为主模块。这个主模块通过一条数据线与一个或者多个从模块组成了LIN总线。
CAN总线中的一个主模块,可以有多条LIN总线,每条LIN总线上,可以有一个或多个从模块。所以LIN总线的结构,是“单主多从”结构。从下图看,最左边的a、b、c三个从模块和控制单元2这个主模块组成了一套LIN总线。控制单元2上还剩下一个从模块a,那他俩又组成了一套LIN总线。控制单元3(主)上也有一个a(从)。控制单元4上有一条LIN总线,上边有3个从模块。所以,最终我们看到下图一共有四套LIN总线。每套LIN总线上的从模块,从标准协议上来讲,最多16个,这根LIN总线最长可以达40米。
单主多从结构的一个主要特点就是,在每一套总线上,主模块就相当于一个小队的队长,从模块要干什么,必须经过主模块。比如上图中最左边这套LIN总线上的从模块a要给c发指令让它干活,必须经过控制单元2的同意,a不能自己单独给c发送指令。就是队员要干什么,必须经过队长同意,先打报告。我所描述的这些,简单的来讲就是LIN总线的通信规则。
另外这些从模块,可以是控制单元,也就是控制电脑。也可以是智能型传感器或者执行器。智能是什么意思,就是传感器或执行器里边带芯片的,具有运算处理功能的。比如雨量传感器,这个就是智能传感器。或者天窗电机,这个就是只能执行器。
LIN总线的通信速率,最高可以达到19.2Kbit/s,一般情况下都在10Kbit/s左右。
我们再看这张图,这就是一条CAN总线上的俩控制单元——空调控制单元和天窗控制单元。空调控制单元是上边LIN总线上的主模块,其余四个模块是从模块。天窗控制模块是下边LIN总线的主模块,天窗执行器是从模块。如果要用诊断仪进行诊断的话,只能进入主模块进行诊断,不能进入这个从模块进行诊断,诊断仪上也没这个菜单。比如你想利用执行元件测试功能让鼓风机转,就只能进入空调控制单元进行操作。
刚才说了CAN总线是多主结构的,就是CAN总线上的模块都是平级的,无论哪个模块都可以往总线上发送数据,但是这条总线上不能同时有两个模块发的数据,所以他俩就比特权,特权高的就先发。这个比特权大小的过程,就叫仲裁。
但是LIN不一样,它是主从结构,你们谁发数据,都得经过我这个主模块,比如空调控制模块想知道现在鼓风机转速多少,就发了一个询问的命令给鼓风机,鼓风机收到以后马上回复给空调主模块。鼓风机不会主动给空调控制模块发它现在转速多快的,得主模块先问。这个主模块会在整个系统运行过程中,隔一段时间向LIN总线发送一条命令,就是周期性的。这条命令的内容就是事先编排好的,比如现在鼓风机转速多少啊,辅助加热温度多少啊……
好,现在我们应该能知道LIN总线大概是怎么回事了。来总结一下:
LIN-Local Interconnect Network(局域连接网络)
辅助总线,多用于车窗、空调、防盗、方向盘信号等不需要紧急数据传输的功能
传输速率最大19.2Kb/s
靠一条导线双向传输的串行通信
主-从结构管理,不需要仲裁
通过主控制单元进行诊断
一条LIN总线最多16个从模块
从模块可是传感器、执行器或控制单元
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