1 просмотров

Что такое шина lin

Can Lin Шина, что это такое

Часто в характеристиках авто сигнализации можно увидеть фразу Can Lin шина. На пальцах разбираем зачем это нам нужно.

CAN и LIN шина- что это такое.

Во – первых? что такое шина.

Шина – в данном случае, это не часть колеса. Назовем её просто автомобильный интернет.

Но интернет для своих устройств.

До 1991 года в автомобилях не было подобной сети. От каждого электрического устройства к кнопке или рычагу управления тянулся свой кабель. А таких устройств было больше сотни.

Каждая лампочка, поворотник, подсветка салона, габариты ближний свет и дальний свет – имели свой кабель. Разнообразные датчики двигателя, температуры, индикация открытых дверей и капота, лючка бензобака. От каждого такого электронного устройства тянулся свой кабель. Всё это привело к тому, что электрика автомобиля стала похожа на паутину гигантского паука, а длина кабелей стала исчисляться Километрами.

Чем больше электронных устройств стало появляться в автомобиле (и не только), тем более очевиден становился вопрос организации всей этой паутины. Для упрощения работы всех систем и возникли CAN Шина, а так же Lin Шина. Последняя используется в- основном на отечественных автомобилях.

Конечно, электрифицированные элементы приобрели цифровой голос, а не аналоговый, как раньше, и стало возможным соединять эти устройства как бы гирляндой (Lin шина). Каждый элемент в эту сеть телеграфировал о своем статусе и принимал команды.

Благодаря этому, стало возможно разместить в автомобиле компьютер, который бы собирал, анализировал данные и с него же происходило бы всё управление. Ну и конечно же автопроизводители сэкономили на количестве кабелей.

Не будем вдаваться в сложные технические детали как работает этот автомобильный интернет.

Поговорим об авто сигнализации.

Если в автомобиле есть Can или Lin Шина, мы можем подключиться к интернету автомобиля и считать, например, такие данные

— какая из дверей открыта

— включены ли фары

— заведен ли двигатель

— повернут ли ключ зажигания

— какое напряжение в аккумуляторе

— подняты ли стекла

— сработал ли датчик удара или крена

И многое другое. В- общем мы можем считать показатели всех устройств и отдать им команду. Например, чтобы замигали фары, включилась сирена, перестал работать двигатель.

То есть наличие такой шины в автомобиле дает нам в первую очередь разнообразные комфортные сервисы и простое дистанционное управление автомобилем. Мы можем посмотреть, закрыты ли двери, получить от автомобиля информацию о том, что кто –то толкает автомобиль, заблокировать работу какого либо агрегата.

В дополнении к этому, мы можем скрыто установить авто сигнализацию, почти в любую точку гирлянды, так что у угонщика уйдет очень много времени на поиск и обезвреживание заветной коробочки, а это самое важное. Ведь угоны должны осуществляться быстро.

Что же делать если в автомобиле нет такой шины? Придется ставить дополнительные датчики, тянуть больше кабелей. Охранная система уже будет сложнее и состоять из бОльшего количества устройств и, как правило, и, скорее всего, не будет иметь самого продвинутого функционала.

Большое количество современных автомобилей оборудовано подобными шинами. Однако каждый производитель часто привносит в систему что-то своё.

Представьте себе. Мы подключились к этому автомобильному интернету. Что дальше?

Теперь у нас есть уши и голос, однако мы находимся на площади европейского города. Да ещё и иностранцы говорят на разных языках, и злыдни, никак не хотят нас учить своему языку, делая из этого строжайший секрет (например, Форд Мерседесу не друг, а конкурент). Вот и приходится по – одному «брать языка», и для каждой марки и каждой модели выпытывать свой язык общения.

У каждого производителя охранных систем есть свой набор марок и моделей, для которых найден общий язык.

Этот список постоянно расширяется и дополняется.

Резюмируя выше сказанное- наличие в Вашем автомобиле такой шины существенно облегчает установку авто сигнализации и как следствие удешевляет стоимость системы и установки.

Удачи Вам на дорогах и пусть Ваш автомобиль будет под надежной защитой.

LIN — цифровая шина в автомобиле

LIN -шина, это однопроводная цифровая шина для управления по одному проводу группой разнообразных исполнительных устройств, широко применяемая в современных автомобилях. Например двигателями заслонок климата, корректорами фар, замками и стеклоподъемниками дверей и т.п. Конкретно у меня сейчас стоит задача заставить управлять шаговыми двигателями корректора фар. Шаговые двигатели управляются драйвером-контроллером AMIS-30621 Моя задача сделать контроллер, который бы умел контролировать и управлять шаговыми моторчиками корректора фар. А чтоб сделать контроллер, необходимо изучить сам протокол данных LIN и конкретно сам даташит драйвера.
Протокол LIN достаточно не сложный, не быстрый, но при этом надежный и в общем мне очень понравился. В даташитах все подробно описано, я лишь пробегусь вкратце. Если кратко, то цифровая посылка LIN контроллера состоит из этого:

Sync Break — передача данных всегда начинается с притягиванию к нулю шины не менее чем на 13 тактов. Увидев эту притяжку, все устройства на шине оживают, и понимают, что сейчас пойдет что то интересное и начинают ждать. А далее следует:
Sync Field — сигнал синхронизации. Все устройства на шине обязаны подстроится под этот сигнал и подстроить свои тактовые сигналы.
PID Field — служебный байт, который содержит адрес конкретного устройства на шине, последующую длину данных байт и два бита контроля ошибок
Data — передаваемые данные, до восьми байт
Checksum — контрольная сумма

Общее описание стало понятно, пора было собрать макетную плату контроллера шины.
За основу взят микроконтроллер ATTiny13 и транслятор-приемник шины LIN TJA1020 Регулятор положения сделан на обычном энкодере. Вот получилась такая схема:

Далее пошло изучение даташита контроллера шагового мотора. AMIS-30621 это контроллер последнего поколения, который включает в себя все, что можно. Он имеет ЦАП, контроль тока, контроль температуры, напряжения, режим разгона-торможения, настройку силы тока и еще кучу настраиваемых параметров. Достаточно ему подать команду, насколько нужно нашагать, остальное полностью он делает сам. Очень умный драйвер короче. Даташит немного замудреный, много неясностей было при прочтении, но в итоге удалось оживить этого монстра, читать с него данные и управлять им. Вот пример из анализатора:

А вот пример из кода:
Сначала нужно считать данные состояния, это обязательное условие из даташита:
void GetFullStatus (void)
<
// PREPARING FRAME
SyncLIN (); // Sync Break и Sync Field
DataTX(0b00111100); // Identifier
DataTX(0x80); // AppCMD
DataTX(0x81); // CMD
DataTX(0b11110000); // slave address
DataTX(0xff); // DATA
DataTX(0xff); // DATA
DataTX(0xff); // DATA
DataTX(0xff); // DATA
DataTX(0xff); // DATA
DataTX(0b00001101); // CHK байт контроля ошибок

// READING FRAME
SyncLIN (); // Sync Break и Sync Field
DataTX(0B01111101);

В ответ драйвер мотора посылает восемь байт своего состояния, после этого можно слать команду установки на нужную позицию — мотор оживает и делает нужное количество шагов:
SyncLIN ();// Sync Break и Sync Field
DataTX(0x3c); // Identifier
DataTX(0x80); // AppCMD
DataTX(0x8b); // CMD
DataTX(0xf0); // AD1[6:0] slave address 1 шагового мотора
DataTX(0x55); // DATA нужная позиция 1 мотора (16 бит, поэтому в два захода)
DataTX(0xff); // DATA нужная позиция 1 мотора
DataTX(0xNN); // DATA slave address 2-го шагового мотора
DataTX(0xNN); // DATA нужная позиция 2 мотора (16 бит, поэтому в два захода)
DataTX(0xNN); // DATA нужная позиция 2 мотора
DataTX(0xNN); // CHK
контрольная сумма

Это минимальный код, заставляющий двигаться шаговый мотор. В железе это вышло так:

Внизу: плата контроллера
Слева: программатор
Вверху: шаговый мотор и драйвер

Плата драйвера крупнее:

В итоге можно организовать корректор вертикального положения фар, управляемый при помощи энкодера (управлять шаговым мотором при помощи шагового энкодера — что может быть лучше?) с отдельным управлением левой и правой фарой (для сервисной настройки фар) с возможностью оперативного изменения угла энкодером и все это от одного управляющего проводка.

Национальная библиотека им. Н. Э. Баумана
Bauman National Library

Персональные инструменты

  • Войти
  • Главная
  • Рубрикация
  • Указатель А — Я
  • Порталы
  • Произвольно
  • Журнал
  • Редакторам
    • Ссылки сюда
    • Связанные правки
    • Загрузить файл
    • Спецстраницы
    • Версия для печати
    • Постоянная ссылка
    • Сведения о странице
    • Цитировать страницу
    • Читать
    • Просмотр
    • История

LIN (Local Interconnect Network)

LIN (англ. Local Interconnect Network ) — стандарт промышленной сети, ориентированный на управление автомобильными системами низкой ответственности, разработанный специально для организации связи между простыми электронными блоками в автомобилях консорциумом европейских автопроизводителей и других известных компаний, включая Audi AG, BMW AG, Daimler Chrysler AG, Motorola Inc., Volcano Communications Technologies AB, Volkswagen AG и VolvoCar Corporation.

Содержание

  • 1 История
  • 2 Позиционирование
  • 3 Сетевая топология
  • 4 Аппаратное обеспечение LIN
  • 5 Обзор
    • 5.1 Функции протокола
    • 5.2 Применение
  • 6 LIN блок сообщений
  • 7 Принципы построения LIN-сети
  • 8 Принцип работы LIN-интерфейса
    • 8.1 Типы передаваемых данных в LIN-интерфейсе
  • 9 Спецификации
    • 9.1 LIN 1.3
    • 9.2 LIN 2.0
    • 9.3 Сравнение спецификаций
  • 10 ИМС, реализующие протокол
  • 11 Ссылки
  • 12 Источники

История

В конце 1990-х годов консорциум LIN был основан пятью автопроизводителями (BMW, Volkswagen Group, Audi Group, Volvo Cars, Mercedes-Benz) с использованием технологий (опыт работы в области сетей и аппаратного обеспечения) от Volcano Automotive Group и Motorola.

В 1996 г. концерн Volvo и Volcano Communication (VCT) совместно разработали интерфейс на основе UART/SCI-технологии для применения его в новой серии автомобилей Volvo S80. В дальнейшем этот интерфейс получил название Volcano Lite. Данный интерфейс стал неотъемлемой частью автомобильных средств коммуникации. В 1997 г. Motorola совместно с Volvo и VCT с целью удовлетворения новых технических требований (например, реализовав концепцию самосинхронизации ведомого узла без применения кварцевого резонатора) улучшила Volcano Lite и сформировала новый открытый стандарт, позволяющий поддерживать широкий ряд автомобильных систем. В декабре 1998 г. Audi, BMW, DaimlerChrysler и VW основали LIN-консорциум/

Первая полностью реализованная версия новой спецификации LIN (LIN версия 1.3) была опубликована в ноябре 2002 года. В сентябре 2003 года была введена версия 2.0 для расширения возможностей и обеспечения дополнительных функций диагностики. LIN также может использоваться по линии электропитания аккумулятора автомобиля с помощью специального трансивера LIN-DC Powerline (DC-LIN).

Линия электропередачи LIN через DC (DC-LIN) стандартизирована как ISO / AWI 17987-8. CAN in Automation (CIA) был назначен Советом по техническому управлению ISO (TMB) в качестве регистрирующего органа для идентификатора поставщика LIN, стандартизированного в серии ISO 17987. [Источник 1]

Позиционирование

Основная цель протокола LIN это создание дешёвых локальных сетей обмена данными на коротких расстояниях. Он предназначен для передачи входных воздействий, состояний переключателей на панелях управления и так далее, а также ответных действий различных устройств, соединённых в одну систему через LIN, происходящих в так называемом «человеческом» временном диапазоне (порядка сотен миллисекунд).

К основным задачам, которые возлагает на LIN консорциумом европейских автомобильных производителей, относится в первую очередь объединение автомобильных подсистем и узлов (таких как дверные замки, стеклоочистители, стеклоподъёмники, управление магнитолой и климат-контролем, электролюк и так далее) в единую электронную систему. LIN протокол утверждён Европейским Автомобильным Консорциумом как дешёвое дополнение к сверхнадёжному протоколу CAN.

LIN и CAN являются дополнениями друг к другу и позволяют объединить все электронные автомобильные приборы в единую многофункциональную бортовую сеть. Следуут учитывать, что область применения CAN — участки, где требуется сверхнадёжность и скорость; область же применения LIN — объединение дешёвых узлов, работающих с малыми скоростями передачи информации на коротких дистанциях и сохраняющих при этом универсальность, многофункциональность, а также простоту разработки и отладки. Стандарт LIN включает технические требования на протокол и на среду передачи данных. Как последовательный протокол связи, LIN эффективно поддерживает управление электронными узлами в автомобильных системах с шиной класса «А» (двунаправленный полудуплексный), что подразумевает наличие в системе одного главного (англ. master ) и нескольких подчинённых (англ. slave ) узлов.

Сетевая топология

LIN — широковещательная последовательная сеть в составе которой 16 узлов (один мастер и, как правило, до 15 подчиненных). Все сообщения инициируются мастером с не более чем одним ответом на данный идентификатор сообщения от подчиненного узла. Главный узел может также выступать в качестве подчинённого (англ. slave ), отвечая на свои собственные сообщения. Поскольку все коммуникации инициируются мастером, то не нужно осуществлять обнаружение противоречий. Главный и подчиненные узлы, как правило, микроконтроллеры, но в целях экономии стоимости, места, или потребления, так же могут быть реализованы в специализированных аппаратных средствах или ASIC.

Аппаратное обеспечение LIN

Спецификация LIN была разработана для того, чтобы в сети могли использоваться очень дешевые аппаратные узлы. Это недорогая однопроводная сеть, основанная на стандарте ISO 9141. В современных автомобильных топологиях используются микроконтроллеры с возможностью UART или выделенным оборудованием LIN. Микроконтроллер генерирует все необходимые данные LIN с помощью программного обеспечения и подключается к сети LIN через приемопередатчик LIN (преобразователь уровня с некоторыми надстройками). Работа в качестве узла LIN является лишь частью возможной функциональности. Аппаратное обеспечение LIN может включать этот трансивер и работать как чистый узел LIN без дополнительных функций.

Поскольку подчиненные узлы LIN должны быть как можно более дешевыми, они могут генерировать свои внутренние часы, используя RC-генераторы вместо кристаллических (кварцевых или керамических). Для обеспечения стабильности скорости передачи в одном блоке данных LIN используется поле SYNC в заголовке.

Обзор

Шина LIN представляет собой недорогой последовательный коммуникационный протокол, который эффективно поддерживает удаленное приложение в сети автомобиля. В частности предназначен для мехатронных узлов, но в равной степени подходит для промышленного применения. Она предназначена как дополнение к существующей сети CAN. [Источник 2]

Первая версия LIN 1.0 под влиянием некоторых автомобильных компаний была реализована в июле 1999 г. благодаря переделке стандарта VLITE. В дальнейшем LIN-стандарт был переделан дважды в течение 2000 г., в результате чего появилась следующая версия LIN 1.2. В ноябре 2002 г. LIN-консорциум выпустил новый стандарт LIN 1.3. Изменения в нем в основном коснулись только физического уровня, благодаря чему была достигнута лучшая совместимость между узлами сети. Последняя версия стандарта, названная LIN 2.0, была принята в сентябре 2003 г., обновление позволило расширить возможности конфигурации и дополнительной диагностики.

Функции протокола

Основные функции протокола перечислены ниже:

  • В основу LIN положена концепция «single-master/multi-slave»
  • Один ведущий, до 16 подчиненных. Это значение, рекомендованное Консорциумом LIN для достижения детерминированного отклика времени.
    • Обнаружение положения подчиненного узла (ОППД) позволяет назначать адреса узла после включения питания.
  • Топология «общая шина»
  • Реализуется с помощью асинхронного последовательного интерфейса (UART).
  • Переменная длина блока данных (2, 4 и 8 байт).
  • Передача данных по одному проводу
  • Обнаружение дефектных узлов.
  • Скорость до 20 Кбит/с
  • Длина шины до 40 м
  • Напряжение на шине в пассивном состоянии 9. 18 В (подключенные к шине узлы должны выдерживать повышение напряжения до 40 В)

Данные передаются по шине в фиксированной форме сообщений выбираемых длин. Мастер задача передает заголовок, который состоит из сигнала разрыва и идентификаторов полей. Подчинённые узлы присылают блок данных, который состоит из от 2, 4 и 8 байт данных плюс 3 байта информации управления.

Применение

Примеры применения протокола в различных компонентах автомобиля:

СегментПример применения
КрышаДатчик освещенности, управление освещением, солнечная крыша
РульКруиз-контроль, стеклоочиститель, поворотник, климат-контроль, автомагнитола, блокировка руля
СиденьеМоторы положения сиденья, датчики пассажира, панель управления
ДвигательДатчики, малые моторы, моторы вентиляторов охлаждения
РешеткаРешетка жалюзи
КлиматМалые моторы, панель управления
ДверьЗеркало, центральный ЭБУ, выключатель зеркала, стеклоподъемник, выключатель сиденья, замок двери
ОсвещениеУлучшение отделки салона автомобиля, накладки на пороги освещены светодиодом RGB

LIN блок сообщений

Сообщения содержат следующие поля:

  • Разрыв синхронизации
  • Байты синхронизации
  • Байты дентификатора
  • Байты данных
  • Контрольная сумма
  1. Безусловный блок. Они всегда несут сигналы, и их идентификаторы находятся в диапазоне от 0 до 59 (от 0x00 до 0x3b). Все подписчики безусловного блока должны получить блок и сделать его доступным для приложения (при условии, что ошибок не обнаружено).
  2. Блок, инициированный событием. Его целью является повышение скорости отклика кластера LIN без выделения слишком большой полосы пропускания шины для опроса множества подчиненных узлов с редко возникающими событиями. Первый байт данных переносимого безусловного блока должен быть равен защищенному идентификатору, назначенному блоку, инициированному событием. Подчиненное устройство должно ответить связанным безусловным блоком, только если его значение данных изменилось. Если ни одна из подчиненных задач не отвечает на заголовок, оставшаяся часть слота блока молчит, а заголовок игнорируется. Если более чем одна подчиненная задача отвечает на заголовок в одном и том же временном интервале блока, произойдет конфликт, и мастер должен разрешить конфликт, запросив все связанные безусловные блоки, прежде чем запросить блок, инициированный событием.
  3. Спорадический блок. Этот блок передается ведущим по мере необходимости, поэтому столкновение не может произойти. Заголовок спорадического блока должен отправляться только в соответствующий ему интервал блока, когда главная задача знает, что сигнал, переносимый в блоке данных, обновлен. Издатель спорадического блока всегда должен предоставлять ответ на заголовок.
  4. Диагностический блок. Они всегда содержат диагностические данные или данные конфигурации, и они всегда содержат восемь байтов данных. Идентификатор: 60 (0x3C), называемый основным блоком запроса, или 61 (0x3D), называемый ведомым ответным блоком. Прежде чем генерировать заголовок диагностического блока, мастер задач спрашивает свой диагностический модуль, должен ли он быть отправлен или шина должна молчать. Подчиненные задачи публикуют и подписываются на ответ в соответствии с их диагностическим модулем.
  5. Пользовательский блок. Они могут нести любую информацию. Их идентификатор — 62 (0x3E). Заголовок пользовательского блока всегда передается, когда обрабатывается интервал блока, выделенный для блока данных.
  6. Зарезервированный блок. Они не должны использоваться в кластере LIN 2.0. Их идентификатор — 63 (0x3F).

Принципы построения LIN-сети

LIN-сеть состоит из одного ведущего узла (master node) и нескольких ведомых (slave nodes). Пример построения LIN-сети с одним ведущим узлом и двумя ведомыми показан на (рис.1). Обычный ведущий узел выполняет как «задачу ведущего» (Master Task), так и «задачу ведомого» (Slave Task). Все остальные узлы (ведомые) выполняют только Slave Task. В задачу ведущего узла входит: принятие решения, а также когда и какие данные должны быть переданы, в то время как ведомый узел отвечает только за обеспечение данных на запросы ведущего [Источник 3] .

Ссылка на основную публикацию
Статьи c упоминанием слов:
Adblock
detector