- LIN-Bus
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LIN-LogoDas Local Interconnect Network (LIN) gehört zu den Feldbussen und wurde speziell für die kostengünstige Kommunikation von intelligenten Sensoren und Aktuatoren in Kraftfahrzeugen entwickelt. Typische Anwendungsbeispiele sind die Vernetzung innerhalb einer Tür oder eines Sitzes.
Inhaltsverzeichnis
Der LIN-Standard
LIN ist ein De-facto-Standard speziell für die kostengünstige Kommunikation intelligenter Sensoren und Aktuatoren in Kraftfahrzeugen. Es kommt überall dort zum Einsatz, wo die Bandbreite und Vielseitigkeit von CAN nicht benötigt wird. Die LIN-Spezifikation umfasst das LIN-Protokoll, ein einheitliches Format zur Beschreibung eines gesamten LIN, und die Schnittstelle zwischen einem LIN und der Applikation.
Ein LIN setzt sich aus einem LIN-Master und einem oder mehreren LIN-Slaves zusammen. Der LIN-Master hat Kenntnis über die zeitliche Reihenfolge aller zu übertragenden Daten. Diese Daten werden von den entsprechenden LIN-Slaves dann übertragen, wenn sie dazu vom LIN-Master aufgefordert werden. Die Aufforderung erfolgt über das Aussenden eines Headers, der durch eine bestimmte Nachrichtenadresse gekennzeichnet ist.
Dabei wird der Header vom Master ausgesendet. Der Slave legt dann im Anschluss an den Header die Datenbytes auf den Bus.
Die LIN-Botschaft
Die LIN-Botschaft besteht aus dem Header und den Daten (mit einer LIN-Botschaft können maximal acht Nutzbytes übertragen werden), sie steht grundsätzlich jedem LIN-Slave zum Empfang zur Verfügung. Die Übernahme einer LIN-Botschaft hängt einzig von der Entscheidung der Steuergeräte ab (empfängerselektives System). Diese Entscheidung wird über sogenannte Akzeptanz- bzw. Nachrichtenfilter durchgeführt. Es ist somit möglich, dass eine LIN-Botschaft von einem, mehreren oder allen Steuergeräten zur Weiterverarbeitung übernommen wird.
Zu jedem Zeitpunkt wird immer nur eine LIN-Botschaft übertragen. Dadurch ist kein Mechanismus zur Auflösung von Buskollisionen erforderlich, da es nicht möglich ist, dass in einem LIN Kollisionen entstehen. Alle zu übertragenden LIN-Botschaften werden einmal innerhalb eines Zyklus übertragen. Die zeitliche Reihenfolge der LIN-Botschaften ist in einer Schedule festgehalten. Die Schedule kann je nach Bedarf gewechselt werden.
Um die Buslast durch Abfrageframes für seltene Ereignisse zu reduzieren besteht die Möglichkeit, dass mehrere Slaves auf einen Identifier nur dann antworten, wenn sie neue Daten mitzuteilen haben. Dabei werden mögliche Buskollisionen vom Master erkannt. In diesem Fall werden anschließend entsprechende Abfrageframes gesendet, auf die nur jeweils ein Slave antworten darf.
Die LIN-Spezifikation
Die Spezifikation sieht zwei Netzknotenzustände vor: Sleep-Mode und Normal-Mode. Der Übergang zwischen den beiden Modi wird einerseits mit einem expliziten Kommando vom LIN-Master und andererseits über ein Wake-Up-Signal-Frame durch den LIN-Master oder einen der LIN-Slaves initiiert.
Die Diagnose wird bei LIN mit Hilfe von Kommando-Botschaften durchgeführt. Um einen LIN-Slave diagnostizieren zu können, überträgt der LIN-Master ein bestimmtes Kommando. Die Datenübertragung innerhalb einer Diagnose zwischen LIN-Master und LIN-Slave basiert auf dem durch die ISO 15765-2 definierten Transportprotokoll.
Die höchste spezifizierte Bruttodatenrate sind 20.000 Bits pro Sekunde (bit/s). Empfohlene Datenraten sind 2.400 bit/s, 9.600 bit/s und 19.200 bit/s.
Fehlerbehandlung
Das LIN-Protokoll sieht keine Fehlersignalisierung vor, aber zwei Mechanismen, um Übertragungsfehler erkennen zu können: Parity und Checksumme. Fehlerhafte LIN-Botschaften werden als nicht gesendet betrachtet und verworfen. Erkannte Fehler werden beim jeweiligen Steuergerät abgelegt, die vom LIN-Master ausgelesen werden können. In einem LIN existiert keine Fehlersignalisierung, erkannte Fehler werden also nicht über das Protokoll signalisiert. Einzige Ausnahme bildet das Kapitel 6 (Status Management) der LIN Spec 2.0. Es beschreibt Error Detection im LIN mittels Response-Error-Bit durch das der Master bestimmte Fehler erkennen kann. Die Fehlerbehandlung bei fehlerhaften Kommunikationen ist meistens abhängig von den Systemanforderungen und muss in der Anwendungsschicht definiert werden.
LIN-Konsortium
Die LIN-Spezifikation wurde vom LIN-Konsortium entwickelt und umfasst das LIN-Protokoll, ein einheitliches Format zur Beschreibung eines gesamten LIN sowie die Schnittstelle zwischen einem LIN und der Applikation.
Literatur
- Werner Zimmermann / Ralf Schmidgall: Bussysteme in der Fahrzeugtechnik – Protokolle und Standards. Vieweg+Teubner, 3. Auflage, 2008, ISBN 978-3-8348-0447-1
- Andreas Grzemba / Hans-Christian von der Wense: LIN-Bus. Franzis, ISBN 3-7723-4009-1
Weblinks
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