基于LIN2.1協(xié)議的車窗控制系統(tǒng)的應用
LIN協(xié)會于1999年發(fā)布了第一版LIN協(xié)議,至今已有十幾年了,在這十幾年中,LIN總線不斷發(fā)展,已經在以車身控制為主的許多場合得到了應用。LIN總線至今一共有7個版本,其中,LIN2.1協(xié)議于2006年11月發(fā)布,是目前較新的一個版本。它與最新的 LIN2.2協(xié)議幾乎沒有區(qū)別,卻比它的前身LIN2.0協(xié)議有明顯的改進,主要體現(xiàn)在加入了事件觸發(fā)幀的競爭處理、完善了節(jié)點配置功能和進行了診斷分級三個方面。這些改進使用戶可以更加方便和快速地組織LIN網絡,可以根據自己的需求重新設置LIN網絡,既保證了產品的穩(wěn)定性,又滿足了用戶的個性化需求,是LIN總線自身發(fā)展過程中很有意義的一步。
1 LIN2.1協(xié)議的新特點
1.1 事件觸發(fā)幀的競爭處理
如果有多于一個的從節(jié)點在同一個幀時隙里響應幀頭,就會導致競爭,競爭處理都是由主節(jié)點完成的。LIN2.0的事件觸發(fā)幀競爭處理機制如圖1所示。某主節(jié)點的進度表中有無條件幀A、事件觸發(fā)幀和無條件幀B。當競爭發(fā)生后,主節(jié)點會繼續(xù)按照之前的進度表,在接收完所有與事件觸發(fā)幀相關的無條件幀后,再發(fā)送事件觸發(fā)幀幀頭。LIN2.1對此作出了改進,它引入了競爭處理進度表,LIN2.1的事件觸發(fā)幀競爭處理機制如圖2所示。每個事件觸發(fā)幀都有與之相對應的競爭處理進度表,主節(jié)點在競爭處理進度表里處理完競爭后,再返回執(zhí)行普通的進度表。顯然,LIN2.1的競爭處理機制需要花費的時間較短。
圖1 LIN2.0的事件觸發(fā)幀競爭處理機制 圖2 LIN2.1的事件觸發(fā)幀競爭處理機制
1.2 節(jié)點配置功能的完善
1.2.1 新增分配一系列幀ID的功能
將配置功能分配幀ID改為分配一系列幀ID。LIN2.0和LIN2.1協(xié)議中分配幀ID的格式如圖3所示。在LIN2.0中,只有NAD和 Supplier ID都匹配的情況下,分配才能成功,但每次只能分配一個幀ID。而在LIN2.1中,只需要NAD匹配就可以了,每次可以分配最多4個幀ID,而 LIN2.0中的Message ID在LIN2.1中已經被取消了。這種改進的目的是提高LIN網絡配置的效率,更改后分配幀ID的速度最快可達到原來的4倍。
圖3 LIN2.0和LIN2.1協(xié)議中分配幀ID的格式
1.2.2 新增保存配置的功能
LIN2.1協(xié)議新增了保存從節(jié)點配置信息的功能,將從節(jié)點的配置信息存入到掉電不易失的存儲空間中。這樣,主節(jié)點對從節(jié)點的配置在復位后也不會丟失。
1.3 診斷分級
LIN2.1的另一大新特點是根據診斷功能將從節(jié)點分為3個級別。
(1) 診斷一級
診斷一級一般應用于智能傳感器或執(zhí)行器等一些不需要或只需要很少診斷功能的器件。診斷一級支持所有節(jié)點配置功能,并且只需要單幀傳輸。
?。?) 診斷二級
與診斷一級相比,診斷二級的節(jié)點增加了節(jié)點辨識的功能。例如,用戶可以獲得產品的軟、硬件版本號等。此外,診斷二級還支持讀寫軟件內部的參數,比如溫度、車速等。診斷二級支持多幀傳輸。
?。?) 診斷三級
診斷三級的節(jié)點不僅包含了前面兩級的所有功能,還支持內部Flash的擦寫,用戶可以通過LIN總線燒寫程序。診斷三級支持多幀傳輸。