來(lái)源：edn china 作者：scott monroe

    電子產(chǎn)品在汽車中日益突出的重要性引發(fā)了對(duì)低成本、高可靠性傳感器及傳動(dòng)裝置日益增長(zhǎng)的需求。這些器件并非獨(dú)立存在，而是必須與系統(tǒng)的主電子控制單元 (ecu) 進(jìn)行通信。過(guò)去的傳感器／傳動(dòng)裝置通信通常采用單向模擬信號(hào)，每一遠(yuǎn)程設(shè)備都采用自己的專線與 ecu 連接。由于汽車環(huán)境充滿電氣噪聲，因此很難在這些線路上保持信號(hào)完整性，而且系統(tǒng)的可靠性也會(huì)受到影響。布線會(huì)帶來(lái)其他問(wèn)題 ——占用空間，增加重量及成本且難以維護(hù)。幸好數(shù)字多路復(fù)用通信技術(shù)可以解決上述問(wèn)題，這種技術(shù)可以保持信號(hào)完整性，減少所需線路數(shù)量并提供實(shí)現(xiàn)整臺(tái)車輛智能控制的新機(jī)會(huì)。

    當(dāng)今的兩大趨勢(shì)——汽車通信總線標(biāo)準(zhǔn)化及半導(dǎo)體技術(shù)正推動(dòng)著智能化更高的傳感器與傳動(dòng)裝置的發(fā)展，同時(shí)還通過(guò)高效的通信來(lái)擴(kuò)展汽車電子系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域。局域互聯(lián)網(wǎng) (lin) 總線架構(gòu)現(xiàn)已經(jīng)發(fā)展到 2.0 版，能夠滿足對(duì)傳感器／傳動(dòng)裝置簡(jiǎn)單通信方案的需求，可通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化降低成本并提高魯棒性 。lin 標(biāo)準(zhǔn)的面世還迎合了混合信號(hào)半導(dǎo)體工藝技術(shù)的發(fā)展，它們一起可以實(shí)現(xiàn)傳感器和傳動(dòng)裝置連接到單個(gè)集成電路 (ic) 所需要的所有典型功能。而且，lin標(biāo)準(zhǔn)和高級(jí)混合信號(hào)工藝還一起為汽車制造商帶來(lái)了引入低成本、新型電子系統(tǒng)與降低現(xiàn)有系統(tǒng)成本的機(jī)遇。在為車主帶來(lái)高度便利性及安全性的同時(shí)，它們還可以提高維護(hù)性能和可靠性。

    退而求次

    在目前的汽車電子總線標(biāo)準(zhǔn)中，lin 能夠提供滿足傳感器及傳動(dòng)裝置信號(hào)傳輸需求的最佳解決方案。有多種專有解決方案可以通過(guò)脈寬調(diào)制 (pwm) 或可調(diào)脈寬 (vpw) 等簡(jiǎn)單方案將信號(hào)進(jìn)行數(shù)字化傳輸。這些方案都基于各種物理層 (phy) 設(shè)計(jì)，在這些方案中，每個(gè)傳感器或傳動(dòng)裝置一般都需要一條通信線路，而且傳感器到 ecu 或 ecu 到傳動(dòng)裝置的通信一般采用單向輸出。因此，這些網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)不能實(shí)現(xiàn)雙向通信及診斷，從而限制了它們的用途。另外，由于它們屬于專有解決方案，從而影響行業(yè)通過(guò)實(shí)施開放標(biāo)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)規(guī)模經(jīng)濟(jì)與設(shè)計(jì)再利用。

    變通的選擇是采用成熟的通信標(biāo)準(zhǔn)（如：控制局域網(wǎng) (can) 總線）在傳感器／傳動(dòng)裝置接口與 ecu 之間傳輸信號(hào)。但是，can 及類似的通信一般需要采用微控制器和輔助電路，以至于產(chǎn)生超出傳感器及傳動(dòng)裝置所需要范圍或合理范圍的復(fù)雜性和成本。此外 can 還基于雙線總線，而最佳解決方案只需采用一條線路實(shí)現(xiàn)低速、低成本通信。

    簡(jiǎn)單的開放式標(biāo)準(zhǔn)

    盡管 lin 最初的設(shè)計(jì)目標(biāo)是車體電子，但是它在新應(yīng)用中同樣有用武之地，其中之一就是傳感器/傳動(dòng)接口。lin 2.0 指定的 20.0kbps 數(shù)據(jù)速率足以滿足大多數(shù)傳感器及傳動(dòng)裝置的需求，而且 lin phy 與協(xié)議控制器可以輕松集成到用于遠(yuǎn)程設(shè)備的混合信號(hào)集成電路中。lin 2.0 規(guī)范包含描述物理層與數(shù)據(jù)鏈路層的協(xié)議定義；另外該規(guī)范還包含定義系統(tǒng)配置及網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)間通用接口的配置語(yǔ)言說(shuō)明，該說(shuō)明也可用作開發(fā)及分析工具輸入資料；同時(shí)包含針對(duì)附加軟件的應(yīng)用編程接口 (api) 定義。作為 lin 聯(lián)盟專門為汽車應(yīng)用定義的標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)可實(shí)現(xiàn)無(wú)縫的開發(fā)及設(shè)計(jì)工具鏈，同時(shí)提高網(wǎng)絡(luò)的開發(fā)速度與可靠性。

    lin 是單線傳輸方式，從而可以降低布線和線束 (wiring harness) 要求，進(jìn)而有助于減少重量和節(jié)省空間與成本。此標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定單主節(jié)點(diǎn)具有 16 個(gè)獨(dú)立從節(jié)點(diǎn)。通信由主節(jié)點(diǎn)按計(jì)劃觸發(fā)，因此無(wú)需在同時(shí)報(bào)告設(shè)備之間執(zhí)行判優(yōu)操作。從節(jié)點(diǎn)具有自同步特性，可采用片上 rc 振蕩器而不采用晶體或陶瓷諧振器，從而大幅降低成本。lin 協(xié)議可以保證信號(hào)傳輸?shù)臅r(shí)延，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的可預(yù)測(cè)性——這是大部分傳感器/傳動(dòng)裝置信號(hào)的關(guān)鍵要素。協(xié)議極其簡(jiǎn)單，可通過(guò)異步串口 (uart/sci)運(yùn)行。因此，芯片實(shí)施成本很低，使 lin 成為混合信號(hào)工藝技術(shù)的絕佳總線解決方案——而這種工藝技術(shù)主要用于生產(chǎn)汽車傳感器及傳動(dòng)裝置采用的信號(hào)調(diào)節(jié)與輸出 ic。

    實(shí)現(xiàn)混合信號(hào)工藝

    lin 標(biāo)準(zhǔn)是汽車傳感器/傳動(dòng)裝置通信的重要進(jìn)步，不過(guò)，在與混合信號(hào)半導(dǎo)體