Local Interconnect Network
Introduzione
Local Interconnect Network (LIN) è un protocollo di comunicazione seriale a bassa velocità su cavo singolo progettato per applicazioni automotive. Sviluppato e promosso dal Consorzio LIN sin dal 1999, permette di interconnettere sensori ed attuatori ad un sistema di controllo centralizzato. In una tipica progettazione più bus LIN vengono interconnessi mediante un bus CAN. Un singolo bus LIN è composto da un master e più slave (fino a 16) con una velocità di trasferimento massima pari a 19.2 kbit/s.
Storia
La necessità di una rete seriale economica è emersa con l'aumento delle tecnologie e delle funzionalità implementate nell'automobile, mentre il bus CAN era troppo costoso da utilizzare per ogni componente della vettura. I costruttori automobilistici europei hanno iniziato ad adottare diverse tecnologie di comunicazione seriale, cosa che ha portato a problemi di compatibilità.
Nel tardo 1990, il Consorzio LIN è stato fondato da cinque costruttori automobilistici (BMW, Gruppo Volkswagen, Audi, Volvo Cars, Mercedes-Benz), con il supporto tecnologico (in termini di networking e competenze hardware) fornito da Volcano Automotive Group e Motorola. La prima versione completamente implementata della nuova specifica LIN (versione 1.3) è stata pubblicata nel novembre 2002. Nel settembre 2003 è stata introdotta la versione 2.0, che espandeva le funzionalità e prevedeva ulteriori caratteristiche diagnostiche. LIN può essere anche utilizzato sulla linea di alimentazione della batteria del veicolo tramite un apposito trasmettitore LIN su linea di alimentazione continua (DC-LIN). LIN su linea di alimentazione continua (DC-LIN) è stato standardizzato come ISO/AWI 17987-8.
CAN nell'automazione è stato nominato dal Consiglio Tecnico di Gestione ISO (TMB) come Autorità di Registrazione per l'ID Fornitore LIN standardizzato nella serie ISO 17987.
Struttura di rete
LIN è una rete seriale di trasmissione che comprende 16 nodi (un nodo principale e fino a 15 nodi secondari).
Tutti i messaggi vengono iniziati dal nodo principale, con al massimo un nodo secondario che risponde a un determinato identificatore di messaggio. Il nodo principale può anche funzionare come nodo secondario rispondendo ai propri messaggi. Poiché tutte le comunicazioni sono avviate dal nodo principale, non è necessario implementare un sistema di rilevamento delle collisioni.
I nodi principali e secondari sono tipicamente microcontrollori, ma possono essere implementati in hardware specializzato o in ASIC per risparmiare costi, spazio o energia.
L'uso attuale combina l'efficienza a basso costo di LIN con sensori semplici per creare piccole reti. Questi sottosistemi possono essere connessi tramite una rete backbone (ad esempio, CAN nelle automobili).
Caratteristiche principali
- Architettura master-slave : Il protocollo prevede un singolo nodo master e fino a 16 nodi slave. Questo design elimina la necessità di arbitrato del bus e garantisce tempi di risposta deterministici.
- Rilevamento della posizione dei nodi slave (SNPD) : Dopo l'accensione, il sistema può assegnare automaticamente gli indirizzi ai nodi slave, semplificando l'inizializzazione del sistema.
- Comunicazione su singolo filo : Supporta velocità di trasmissione fino a 19,2 kbit/s con una lunghezza massima del bus di 40 metri . Nella specifica LIN 2.2, la velocità può raggiungere i 20 kbit/s , offrendo prestazioni leggermente superiori.
- Latenza garantita : I tempi di risposta sono prevedibili e stabili, essenziali per applicazioni critiche in tempo reale.
- Lunghezza variabile dei frame dati : I messaggi possono contenere 2, 4 o 8 byte di dati , più 3 byte di informazioni di controllo , permettendo una flessibilità nell'invio delle informazioni.
- Flessibilità di configurazione : Il protocollo è altamente configurabile, adattandosi a diverse esigenze applicative.
- Sincronizzazione temporale : Consente la ricezione multicast senza la necessità di cristalli o risonatori ceramici, riducendo i costi di produzione.
- Rilevamento degli errori : Include checksum per verificare l'integrità dei dati e identificare nodi difettosi, garantendo una comunicazione affidabile.
- Implementazione economica : Basato su hardware UART/SCI standard, riduce i costi di produzione mantenendo elevate prestazioni.
- Tensione operativa di 12 V : Adatta alle normali condizioni di funzionamento delle automobili, facilitando l'integrazione nei sistemi moderni.
Collegamenti esterni
- (EN) Consorzio LIN, su lin-subbus.org.
