來源：edn china 作者：scott monroe

    電子產品在汽車中日益突出的重要性引發(fā)了對低成本、高可靠性傳感器及傳動裝置日益增長的需求。這些器件并非獨立存在，而是必須與系統(tǒng)的主電子控制單元 (ecu) 進行通信。過去的傳感器／傳動裝置通信通常采用單向模擬信號，每一遠程設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完整性，而且系統(tǒng)的可靠性也會受到影響。布線會帶來其他問題 ——占用空間，增加重量及成本且難以維護。幸好數(shù)字多路復用通信技術可以解決上述問題，這種技術可以保持信號完整性，減少所需線路數(shù)量并提供實現(xiàn)整臺車輛智能控制的新機會。

    當今的兩大趨勢——汽車通信總線標準化及半導體技術正推動著智能化更高的傳感器與傳動裝置的發(fā)展，同時還通過高效的通信來擴展汽車電子系統(tǒng)的應用領域。局域互聯(lián)網 (lin) 總線架構現(xiàn)已經發(fā)展到 2.0 版，能夠滿足對傳感器／傳動裝置簡單通信方案的需求，可通過標準化降低成本并提高魯棒性 。lin 標準的面世還迎合了混合信號半導體工藝技術的發(fā)展，它們一起可以實現(xiàn)傳感器和傳動裝置連接到單個集成電路 (ic) 所需要的所有典型功能。而且，lin標準和高級混合信號工藝還一起為汽車制造商帶來了引入低成本、新型電子系統(tǒng)與降低現(xiàn)有系統(tǒng)成本的機遇。在為車主帶來高度便利性及安全性的同時，它們還可以提高維護性能和可靠性。

    退而求次

    在目前的汽車電子總線標準中，lin 能夠提供滿足傳感器及傳動裝置信號傳輸需求的最佳解決方案。有多種專有解決方案可以通過脈寬調制 (pwm) 或可調脈寬 (vpw) 等簡單方案將信號進行數(shù)字化傳輸。這些方案都基于各種物理層 (phy) 設計，在這些方案中，每個傳感器或傳動裝置一般都需要一條通信線路，而且傳感器到 ecu 或 ecu 到傳動裝置的通信一般采用單向輸出。因此，這些網絡架構不能實現(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)通過實施開放標準實現(xiàn)規(guī)模經濟與設計再利用。

    變通的選擇是采用成熟的通信標準（如：控制局域網 (can) 總線）在傳感器／傳動裝置接口與 ecu 之間傳輸信號。但是，can 及類似的通信一般需要采用微控制器和輔助電路，以至于產生超出傳感器及傳動裝置所需要范圍或合理范圍的復雜性和成本。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現(xiàn)低速、低成本通信。

    簡單的開放式標準

    盡管 lin 最初的設計目標是車體電子，但是它在新應用中同樣有用武之地，其中之一就是傳感器/傳動接口。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程設備的混合信號集成電路中。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)配置及網絡節(jié)點間通用接口的配置語言說明，該說明也可用作開發(fā)及分析工具輸入資料；同時包含針對附加軟件的應用編程接口 (api) 定義。作為 lin 聯(lián)盟專門為汽車應用定義的標準，該標準可實現(xiàn)無縫的開發(fā)及設計工具鏈，同時提高網絡的開發(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，進而有助于減少重量和節(jié)省空間與成本。此標準規(guī)定單主節(jié)點具有 16 個獨立從節(jié)點。通信由主節(jié)點按計劃觸發(fā)，因此無需在同時報告設備之間執(zhí)行判優(yōu)操作。從節(jié)點具有自同步特性，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)議可以保證信號傳輸?shù)臅r延，實現(xiàn)系統(tǒng)的可預測性——這是大部分傳感器/傳動裝置信號的關鍵要素。協(xié)議極其簡單，可通過異步串口 (uart/sci)運行。因此，芯片實施成本很低，使 lin 成為混合信號工藝技術的絕佳總線解決方案——而這種工藝技術主要用于生產汽車傳感器及傳動裝置采用的信號調節(jié)與輸出 ic。

    實現(xiàn)混合信號工藝

    lin 標準是汽車傳感器/傳動裝置通信的重要進步，不過，在與混合信號半導體