LIN

LIN（Local Interconnect Network 的簡稱，中譯是區域網際網路）， 是愛用佇汽車內底零組件之間通訊的串列網路傳輸協議。因為汽車頂懸的技術佮設備漸漸仔增加，需要較低價的串列網路，控制器區域網路（CAN）的成本傷懸，無法度佇咧車頂每一个設備中攏裝設。歐洲汽車製造商開始使用無仝的串列通訊技術，因此出現彼此無法度相容的問題。

佇一九九空年代尾期，由 BMW、大眾集團、奧迪、富豪汽車佮梅賽德斯-賓士這五間車廠開始矣 LIN Consortium，嘛有對 Volcano 汽車集團佮摩托羅搝來的軟體佮硬體協助。第一个完全實現的新 LIN 協定（LIN version 一孵三）是佇二空空二年十一月發佈。佇二空空三年九月發佈了二四界空版，增加額外的診斷功能。你若配合特製的 LIN over DC power line（DC-LIN）收發器，LIN 嘛會當用佇咧汽車池的電力線通信。

LIN over DC power line（DC-LIN）的相關標準是 ISO / AWI 一爿七千九百八十七爿八 .。

ISO 技術管理委員會（ISO Technical Management Board，ISO TMB）已經指定 CAN in Automation 為依照 ISO 一交七千九百八十七的 LIN 供應商 ID 的註冊機構。

網路拓樸

LIN 是廣播串行網路，其中包括十六个設備（一台主站，十五台對站）

所有的訊息攏是由主站開始，上濟會有一台對站回覆有特定識別碼的訊息。主站節點嘛可能當做一个對站，回應家己發出的訊息。因為所有的通訊攏是由主站開始，無需要有磕著偵測的方案。

主站佮對站一般攏是用孤一片機實現，猶毋過為著欲省成本、空間抑是電源，嘛會當用特殊的硬體抑是講特殊應用積體電路來實現。

目前的應用會結合低價的 LIN 網路佮小型感測器來建構小型網路。遮的子系統之間會當用骨幹網路（佇咧汽車當中可能是 CAN）。

簡介

LIN 是低成本的串列通訊協定，會當有效支援車內網路的遠逝應用。LIN 特別適用佇分散佇汽車無仝位置的機械式節點，嘛真適用佇咧工業應用。LIN 設計的時陣是佮 CAN 網路互補，組成車內的階層式網路。

LIN Consortium 是佇千九百九十代尾組的，組成員是五間歐洲車廠，佮明導國際（較早的 Volcano 車輛集團）佮飛思卡爾（進前的摩托羅拉，這馬已經併入恩智浦半導體）。 新的 LIN 規範當中，頭一个完全實現的版本是佇二空空二年十一月發佈的 LIN 一孵三版。佇二空空三年九月提出了二四零版，嘛擴充組態能力，佮額外的診斷機能以及工具介面。

協定的主要特點如下：

• 單一主站，上濟十六个對站（無總線中人裁的過程）。 這是 LIN Consortium 強調的特點，達成著確定性的時間反應。
• 對站節點位置偵測（Slave Node Position Detection、SNPD）， 會當送電了後才指定會當節點的位址。
• 單線通訊，佇咧長度四十公尺的時陣，會當到十九石碑 kbit / s。佇咧 LIN 規範二孵二中，速率上懸是會到二十 kbit / s。
• 可確保的延遲時間。
• 可變長度的資料頁框（二 , 四及八位元組）。
• 會當變動的組態。
• 多播接收的時間仝步。設備電路的時脈毋免非常準。無需要晶振（crystal）抑是瓷仔咧振動動器。
• 資料檢查碼以及錯誤檢測。.
• 會使檢測故障的儉點。
• 以標準 UART / SCI（串列通訊介面）為基礎的電路，低成本的方案。
• 會當建立階層式的網路
• 做工課電壓做十二 V。

資料是透過會當變長度，固定風格的訊息來佇網路頂懸傳播。主站會送出標頭（header）資料，其中包括仝步間隔（Synchronization break）信號，了後是仝步欄位佮識別符（ID）欄位。對站回應資料頁框（frame）， 其中包括二个、四个抑是八个位元組的資料，閣加上三个位元組的控制資訊。

LIN 訊息頁框

訊息包括以下的欄位：

• 仝步驟隔（Synchronization break）
• 仝步位元組
• 熟似別符（ID）位元組
• 資料位元組
• 檢查碼位元組

頁框種類

一 .無條件頁框（Unconditional frame）： 會𤆬有訊號，其識別符會佇這个零到五十九之內。所有無條件頁框的收聽節點攏愛接收這頁框，若無錯誤，其應用程式需要處理對應的內容。 二 .事件驅動頁框（Event-triggered frame）： 其目的是增加 LIN 節點的反應能力，無需要為著三不五時出現的訊號而且用輪詢的方式向各節點確認，消耗網路的頻闊。無條件頁框的第一个位元組需佮某一个事件驅動頁框的保護識別符 ( PID ) 相仝。對站干焦佇其數值變化的時陣才需要回應對應的無條件頁框。若無儉點仔回應，該頁框的賰的時間無信號，會忽略這个標頭資料。若不止一个節點回覆，這頁框時間會出現資料相磕，主站需要處理相磕的情形，佇後一擺提出事件驅動頁框進前需要先請求所有的無條件頁框。 三 .尪仔發頁框（Sporadic frame）： 這頁框是佇主站當中有需要的時陣，由主站發出，因此袂有磕著。干焦佇咧主站知影講某頁框的資料有變化的時陣，才會佇咧對應的頁框的時間區間內送出尪仔發頁框的標頭。尪仔發頁框的發送者需要回應標頭的資料。 四 .診斷頁框（Diagnostic frame）： 其中包括診斷抑是組態的資訊，長度八个元組，識別符是六十（主站請求頁框）抑是六十一（對站回應頁框）。 主站佇產生診斷頁框的標頭進前，需要先問診斷模組敢是應送診斷資料，閣有網路頂懸敢是應該有資訊。對站嘛會接收遮的資料，按照其診斷模組的訊息回應資訊， 五 .自定頁框（User-defined frame）： 其實會當包括任何資訊。其識別符是六十二。去做處理指定予這个頁框的頁框時間區間的時陣，會送出指定頁框的標頭。 六 .保留頁框（Reserved frame）： LIN 二孵空 cluster 袂曉使用，其識別符仔是六十三。

LIN 硬體

LIN 規範就是為著設計佇咧網路內底足低價的硬體節點所開發。LIN 設備是以 ISO 九千一百九十一為基礎的低成本、單線網路。以現此時的汽車網架構來看，可以有 UART 能力，抑是有專門 LIN 硬體的微控制器。

微控制器會產生通訊協定、仝位元等 LIN 通訊需要的所有資料，透過 LIN 收發器（可能只是電壓轉換，閣加一寡機能）

LIN 的對站節點愈俗愈好，所以其時脈可能毋是用石英晶體倚振器抑是瓷仔倚振器，是用 RC 振盪器產生時脈。為著確保 LIN 頁框內波特率的穩定性，頁框中會有 SYNC（仝步）的欄位。

LIN 通訊協定

LIN 主站會照一个抑是幾个仔事先定義的排程表，佇咧 LIN 佇網路頂懸開始咧傳送抑是接收訊息。排程表中上無會包括各訊息開始發送的相對時序。 LIN 頁面由兩部份的組成：標頭（header）佮回應（response）。 標頭是由 LIN 主站送出，回應可能是由特定的 LIN 對站送出，抑是講由著 LIN 主站本身送出。

LIN 是用串列的方式傳送資料，一个位元組內底有八个位元，一个啟始位元，一个結束位元，無仝位元檢查（break 欄位無啟始位元及停止位元 )。位元率的範圍上慢到一 kbit / s，上緊到二十 kbit / s。 佇網路頂懸的資料會當分做隱性 ( recessive，邏輯上的高準位 ) 佮顯性 ( dominant，邏輯上的低準位 ) 其時間基礎是由 LIN 主站的穩定時脈來源來決定，上細的單位是一个元時間（五十二 µs @ 十九孵二 kbit / s）。

LIN 協定上，有列出兩種網路頂懸的狀態：睏眠的狀態佮活跳的狀態。佇咧 LIN 網路有資料的時陣，所有的 LIN 節點攏進入活跳的狀態。佇一定時間的時間過，節點會進入睏眠狀態，若有喚醒頁框 ( WAKEUP frame ) 時陣才會轉來到活動的狀態。 喚醒頁框會當由網路上任何一个節點來發起，會當是 LIN 主站照其內部的時間來發起。嘛會當是 LIN 對站對韌體所產生。 佇咧所有的所在攏做活跳了後，主站會繼續後一个識別符的排程。

標頭

標頭（header）包括五部份：

閬隔（BREAK）

間隔欄位會活化所有的 LIN 對站，ió-bih 接收後續標頭的內容。其欄位包括一个啟始位元以及數個顯性位元，長度至少是十一个位元時間，目前使用的標準，其長度是十三个位元時間，佮基本的資料無仝款。間隔欄位是佇主時脈會當佮各 LIN 節點鐘脈無仝時間（但是差異在一定範圍內的時陣）， 確保所有接收的 LIN 節點會當偵測著表示開始通訊的間隔欄位，這毋是標準的資料格式，其數值均做零。

仝步（SYNC）

同步欄位是標準的資料格式位元組，數值是十六進制的零 x 五十五（懸位元佮低位元輪流變化）。 使用 RC 振盪器的 LIN 對徛會當用一定數量昇緣佮下降緣的時間差，計算佇網站頂的位元時間（主站的 time normal）， 並且重新計算內部的位元率。

位元組隔（INTER BYTE SPACE）

位元組間隔是用來調整網路頂懸的 jitter，是 LIN 規範當中會當選擇的項目。若啟動，所有 LIN 模組攏愛支援此一機能。位元組間隔出現佇咧閬欄位佮同步欄位之間、仝步欄位佮識別符欄位之間、仝步欄位佮識別符欄位之間、酬載（無考慮通訊協定，實際欲傳輸的資料）欄位佮檢查碼欄位之間。佇咧酬載欄位的每一个位元組之間嘛愛有一个位元組間隔。

熟似別符（IDENTIFIER）

捌莫符定義一个來到多个 LIN 對站節點欲來進行的動作。網路設計者需要咧設計階段實現故障樹的機能（佇咧一个頁框時間內，干焦允准一个對站傳送的資料）。 佇標題中的識別符會閣加上兩位元的檢查位元，就算講保護的識別符（PID）。 若熟似莫符仔予一个實體的 LIN 對站傳送回應資訊，這个識別符合稱做 Rx 熟似別符。若熟似莫符仔予 LIN 主站的對站任務送出資訊，這个識別符合稱做 Tx 熟似別符。

回應間隔（RESPONSE SPACE）

是識別符欄位佮 LIN 回應訊息內底頭一个位元組之間的閬時間。做特定的 LIN 頁框 ( 標頭佮回應 ) 由 LIN 主站傳送完畢，LIN 主站會用完整的回應間隔間來計算當時欲閣送出回應資料。若是回應講另外一个 LIN 對站送出，主站佮對站點會佇其他時間的計算上，隨人處理百分之五十的回應間隔。

回應

回應是由 LIN 對站任務產生（可能是實體對站，嘛可能是主站的對站任務）， 分做資料佮校驗佮。

資料

回應的對站會當送去零个到八个位元組去網路頂懸，資料數量由應用程式設計者決定，對應 LIN 愛對站應用程式中相關的資料。

檢查碼（CHECKSUM）

LIN 有二種檢查碼模式，一種檢查碼干焦包括資料欄位（V 一爿三進前的規範）， 另外一種嘛包括識別符（V 二鋪零了後的規範 )。由應用程式的設計者事先定義欲用的檢查碼模式。

對站節點位置偵測試（SNPD）抑是自動定址

對站節點位置偵測試（Slave node position detection , SNPD）抑是自動定址（autoaddressing）的技術會當偵測 LIN 網路頂懸有對站節點的位置順序，閣予節點無重複的節點位址（unique node address、NAD）， 的好處是會當予仝一類抑是類似的設備會當直接連接著網路，無需要另外修改程式限制：

• 所有需要自動定址的對站，需要佇仝一條網路線頂懸（若是無需要自動定址的標準對站，接線就無受限制）。

外部接線菊花鏈

外部接線菊花鏈（Extra wire daisy chain，XWDC）的方案內底，每一个對站設備需要加提供一个輸入跤 D 一，以及一个輸出跤 D 二。

• 第一啦 SNPD 節點的輸入跤 D 一接著 GND，抑是接著主站的輸出跤。
• 第一啦 SNPD節點的出跤 D 二，接著第二个 SNPD 節點的輸入跤 D 一，以及類推。

每一个組態跤 Dx（x=一孵二）有以下額外的機能來進行位置偵測：

一 . 會當切換的上拉電阻，電阻另外一爿連接 Vbat 二 . 下搝著 GND 三 . 有較器，電壓準位是 Vbat / 二

總線分流法

總線分流法（Bus shunt method，BSM）的對徛設備內底，有兩个 LIN 較節點咧 . bus \ _ in 二 . bus \ _ out

每一个節點愛增加以下的電路，進行位置偵測的機能。

一 . 會當切換的上拉電阻。 二 . 會當切換的，對 Vbat 提供的二  mA 電流源。 三 . 分流電阻四 . 差動放大器五 . 類比—數位轉換器佇咧 EP 一百四十九石頭空七百七十二 B 一及 US 七百空九五一千八百七十六的專利當中，有講著 BSM 的自動定址技術。

LIN 的優點

• 方便使用
• 元件好取得
• 比 CAN 抑是其他的通訊網路愛俗
• 減少線束
• 會當予車輛閣較會當靠
• 網路欲延伸真簡單
• 無需要通訊協定的權利金

LIN 的目的毋是為著完全取代 CAN 網路。猶毋過你的價數若是主要考量，較無速度佮頻闊的需求的時陣，LIN 是誠適合的替代方案。一般來講，LIN 會用佇車輛中對性能抑是安全性較無要求的子系統，以下是一寡例。

位址

LIN 網路內底的所在是透過 NAD（Node ADdress、節點位址）來實現，NAD 是 PID（protected identifier、保護識別碼）的一部份。NAD 的值有七位元，範圍對一到百二七 ( 零 x 七 F )

開發工具

咧開發 LIN 網路抑是除了毋著的時陣，硬體訊號的檢查閣較濟的重要。邏輯分析儀佮通訊分析儀會當搜集、分析、解碼通訊號閣加以儲存，方便開發佮除錯使用。

相關條目

• 網路迵列協定列表
• SAE J 三千空六十八（LIN-CP）

外部連結

• LIN Consortium it is not longer available , because the latest LIN specification ( 二嬸二 A ) is being transcribed to the ISO ( International Organization for Standardization ) as part of the process to be accepted as ISO standard ISO 一爿七千九百八十七 Part 一鈕七 .
• LIN Supplier ID Registration Authority Registration Authority for the LIN Supplier ID standardized in the ISO 一爿七千九百八十七 series
• Deep dive LIN training course with hands-on examples
• CAN / LIN Training
• Brief CAN / LIN Background Information ( Chinese )
• Article about a free open hardware / software implementation of the LIN protocol
• An open source Arduino based LIN protocol analyzer
• Open source Arduino based platform with LIN connectivity
• A free online LIN checksum calculator