LIN

概念定义

LIN（Local Interconnect Network，区域互联网络）是用于汽车零部件之间通信的低成本串行网络协议。它以单线连接、主站调度和较低数据速率为主要特征，适合带宽需求不高、对成本较敏感的车身分布式节点。LIN通常不取代CAN，而是与CAN等骨干网络组成分层式车载网络；控制模块也可通过CAN、LIN或以太网接口与座舱域控制器通信。

工作原理

LIN采用广播式网络拓扑，一个网络最多包含16个设备，即一台主站和15台从站。所有通信均由主站按照预先定义的调度表发起，因此不需要总线仲裁或碰撞检测机制，并可提供确定的通信时序。主站也能执行从站任务，响应自己发出的标头。

一个LIN帧由标头和响应组成。标头必定由主站发出，包括同步间隔、值为0x55的同步字段，以及带检查位的受保护识别符。同步间隔通知从站一次通信开始；同步字段让采用RC振荡器的低成本节点校准位时间；识别符则决定哪个节点发送响应或哪些节点接收数据。响应由指定节点提供，包含数据与校验和。LIN 1.3以前的经典校验和只覆盖数据字段，LIN 2.0以后的增强校验和也包含识别符；诊断帧使用经典校验和。

LIN以UART或SCI式串行通信为基础，位速率范围为1至20 kbit/s。单线长度为40米时可达到19.2 kbit/s，网络工作电压为12 V。总线设有活跃和睡眠状态；节点在一段时间没有通信后可进入睡眠，并由网络上任一节点发出的唤醒帧恢复工作。

技术构成

典型LIN节点由微控制器、LIN收发器和相关应用电路组成。微控制器负责协议处理、数据组织及校验，收发器负责总线侧电压转换和信号传输。部分微控制器带有专用LIN硬件，也可使用具备UART功能的控制器实现。由于帧内设有同步字段，从站可采用成本较低的RC振荡器，而不一定需要石英晶体或陶瓷谐振器。

LIN支持无条件帧、事件触发帧、偶发帧、诊断帧、自定义帧和保留帧。无条件帧用于周期性传递信号；事件触发帧允许从站仅在数据变化时响应，以减少轮询占用的带宽，多个节点同时响应造成碰撞后，主站会依次请求相关无条件帧；偶发帧由主站在数据变化时安排发送；诊断帧使用识别符60和61，承载诊断或配置数据。

应用场景

LIN主要用于汽车内速度和带宽要求较低的机械式节点、小型传感器及分布式控制子系统。多个低成本LIN节点可先组成局部网络，再由控制模块连接至CAN骨干网络或座舱域控制器，从而减少线束与高成本通信节点的使用。它也可用于部分工业通信场景。配合专用DC-LIN收发器时，LIN还能在汽车电池直流电力线上通信，相关形式对应ISO/AWI 17987-8。

优缺点与技术演进

LIN的优势包括单线布置、节点硬件简单、元件容易取得、无需仲裁，以及相较CAN更低的实施成本。其限制来自最高20 kbit/s的数据速率、单主站架构和有限的节点数量，因此主要服务于对速度、带宽及安全性要求较低的子系统。

LIN联盟于1990年代末由BMW、大众集团、奥迪、富豪汽车和梅赛德斯-奔驰等车厂发起，并获得Volcano汽车集团及摩托罗拉的软件和硬件支持。首个完整实现的新规范LIN 1.3于2002年11月发布；LIN 2.0于2003年9月发布，扩充了配置能力、诊断功能及工具接口。后续LIN规范内容逐步纳入ISO 17987系列标准。