LIN基础：从LIN Frame开始

虽然LIN总线的通信速率不高，工程中，最高的速率也就19200bps。但是，LIN总线依然在整车拓扑(汽车电子知识汇总)中被广泛使用，为什么呢？答：成本。LIN总线，作为CAN总线的补充衍生而来。对于一些实时性、安全性要求不高的场景（eg：空调、座椅、门窗、后视镜），可以使用价格相对低廉的Lin总线，以此降低整车成本。本文，从LIN Frame开始，聊一聊Lin。

1、LIN的网络拓扑

LIN总线和CAN总线一样，是串行通信总线。不同于CAN总线的双绞线，LIN的物理连接，使用单线连接，LIN总线的网络拓扑如下所示：

一个Lin网络拓扑中，受限于电气特性，一般会约束通信节点的数量，eg：16个。

2、LIN Frame

学习任何总线，都需要清楚其链路层的报文格式，也就是"Frame"。对于LIN总线的学习，最权威的规范莫过于17897，LIN Frame的讲解主要在Part3部分。LIN Frame结构如下所示：

如上图，LIN Frame主要由两部分组成：Header + Response。

1）Header

Header包含三个Field：Break Field、Sync Byte Field、Protected Identifier Field。

Break Field：间隔域。由Master发送，表示一个新的LIN Frame的开始，至少由13 Bit的显性位组成，之后跟至少1Bit的隐性位，如下所示：

LIN总线的显性（Dominant）和隐性（Recessive）不同于CAN总线，由于Lin总线是单线通信方式，没有压差的概念。在LIN总线中，接收端（Receiver）将高于Vbat 60%的电压看作隐性，将低于Vbat 40%的电压看作显性；对于发送端，将高于Vbat 80%的电压看作隐性，将低于Vbat 20%的电压看作显性。如下所示：

Sync Byte Field：同步域，主要作用是：协调接收端识别发送端的通信速率。按照协议规范，此处固定为0x55。接收端判断同步域开始和结束的两个下降沿，再除以8就可以算出发送端每个Bit的时间长度。

Protected Identifier Field：此域包括Frame Identifier和Parity，这两个部分构成了常说的PID。

Frame Identifier：报文的唯一标识，由6个Bit组成。6个bit可以表示的数据范围0x00~0x3F；Parity：奇偶校验，由两个Bit组成。Frame Identifier和Parity在Protected Identifier Field中的Mapping如下所示：

2）Response

LIN通信中，请求只能Master发起，即发送Header，Slave响应主节点请求。各从节点根据Header中的ID来识别是否需要响应。LIN总线的Response部分包括数据和Checksum，数据最大可以传送8 Byte。Header和Resposne之间有一个响应间隔（response space），每个数据字节之间有inter-byte space。Response格式如下所示：