In vehicle networks

Le tecnologie emergenti per la realizzazione di reti nel veicolo.

Controller Area Network in Automation

LIN (Local Interconnect Network)

www.lin-subbus.org

Il protocollo

È stato sviluppato dal 1999 dal Consorzio LIN (Audi, BMW, DaimlerChrysler, Motorola, Inc, Volcano Technologies, Volkswagen, Volvo car) per essere utilizzato sulle unità assemblate, esempio: le porte, il volante, i sedili, la climatizzazione, le luci e il sensore di pioggia.

È un protocollo di comunicazione seriale:

  • con un single-wire a 12V (standard ISO 9141)
  • basato su dei byte-word
  • con delle interfacce SCI/UART
  • con un unico nodo master e più nodi slave
  • con sincronizzazione per i nodi senza una base dei tempi stabilizzata

Le caratteristiche

  • È una Classe-A "serial multiplex protocol".
  • Velocità fino a 20 kbit/s (per limitazioni EMI con cavo unico).
  • Autosincronizzazione senza oscillatori nei nodi slave.
  • Tempi di latenza garantiti per la trasmissione.
  • Collegamento di 1 single-master e di - da 1 a 15 - multiple-slave (il master è unico e non si richiede la gestione dell'arbitraggio).
  • Tutti i nodi sono dotati della procedura di comunicazione slave (trasmissione/ricezione) mentre il nodo master include un procedura addizionale di trasmissione da master.

I nodi

Il MASTER:
Ha il controllo completo sia del bus, su cui vengono immessi i dati, sia del protocollo di comunicazione. Determina il momento in cui avviare il trasferimento di messaggi sul canale a tutti i nodi SLAVE.

Lo SLAVE:
È uno dei nodi (da 1 a 15) presenti sul canale che può ricevere o trasmettere dati quando il MASTER lo ritiene opportuno.
È possibile comunicare segnali direttamente da SLAVE a SLAVE senza passare attraverso il nodo master.

La trasmissione Master

Trasmissione master nel protocollo LIN

  • Ha il controllo completo del bus in cui vengono immessi i dati e del protocollo di comunicazione.
  • Determina il momento in cui avviare il trasferimento di messaggi sul bus.
  • Invia il Synch Break (sequenza predefinita di byte che precede un frame).
  • Riceve i bit di WakeUp Break dagli Slave quando questi richiedono di comunicare.
  • Invia l'Identifier-field (sequenza di 6 bit contenente informazioni sul mittente, sui destinatari, sulla tipologia di messaggio e sulla lunghezza del campo dati).
  • Invia il Synch Byte (per sincronizzarsi con gli Slave).
  • Serve come riferimento di clock.
  • Effettua il monitoraggio dei Data-Byte e del Check-Byte verificandone rispettivamente la coerenza e la correttezza.

La trasmissione Slave

  • È uno dei nodi (da 1 a 15) presenti sul Bus che può ricevere o trasmettere dati quando il Master lo ritiene opportuno.
  • Attende il Synch Break da parte del Master.
  • Si sincronizza sul Synch Byte emesso dal Master.
  • Analizza i bit dell'Identifier-field.
  • In base al contenuto dell'Identifier-field determina cosa fare.
  • Può comportarsi contemporaneamente sia da Master che da Slave.

Il message frame

Message frame nel protocollo LIN

  • Il Synchronization Field è la base dei tempi (8 bit) e assicura il clock di comunicazione.
  • Il Synchronization Break deve essere almeno di 13 bit, per assicurare la corretta sincronizzazione degli Slave (questo segnale evita l'oscillatore sugli Slave).
  • Il messaggio di risposta è formato da 0, 2, 4 o 8 Data Fields (ciascuno di 8 bit di dati) e dal controllo di parità (Checksum Field).
  • La sequenza dei frame è controllata dal master e può formare dei cicli.
  • L'identifier di un frame porta il contenuto del messaggio ma non la destinazione.

ProtocolliMOST