LIN - Local Interconnect Network

Transkript

1 LIN - Local Interconnect Network

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3 LIN - Bus preiswertes, einfaches, serielles Bussystem Eindrahtbus Busteilnehmer sind einfache elektronische Komponenten Einsatz für kleine und nicht in Echtzeit ablaufende Prozesse Beispiele: Türsteuerung, Klimatisierung, Innenraumbus, Innenraumbeleuchtung maximale Übertragungsrate 125 kbaud/s mehrere lokale LIN-Systeme als Subsysteme an einem CAN-Bus möglich CAN-SG fungiert als Master-SG (keine besonderen Maßnahmen für den Buszugriff notwendig) Slaves dürfen antworten, wenn sie vom Master dazu aufgefordert werden Master-Slave und Slave-Slave-Kommunikation möglich Nachrichtenadressierung daher keine Abschirmmaßnahmen möglich Volkswagen: Kabelfarbe violett, Leitungsquerschnitt 0,35 mm

4 LIN - Master-Steuergerät an den CAN-Datenbus angeschlossen Aufgaben: Datentransfer und Datenübertragungsgeschwindigkeit kontrollieren Übersetzungsfunktion zwischen CAN und LIN Diagnose der angeschlossenen Slave-SG Botschaftskopf (Header) senden

5 Slave-Steuergerät einzelne SG möglich Frischluftgebläse oder Sensoren und Aktoren Neigungssensor für mehrere Sensoren und Aktoren wird nur ein Pin an der Buchse des LIN- Masters benötigt

6 LIN-Sensoren und -Aktoren LIN- Aktoren sind intelligente elektronische oder elektromechanische Baugruppen die ihre Aufgaben durch das LIN- Datensignal vom LIN- Master- Steuergerät erhalten über integrierte Sensoren kann der Ist-Zustand der Aktoren durch den LIN- Master abgefragt werden damit kann ein Soll-Ist-Vergleich durchgeführt werden Die Sensoren und Aktoren reagieren nur, wenn durch das LIN- Master- Steuergerät ein Header gesendet wurde.

7 Datenübertragungsrate 1-20 Kbit/s entspricht CAN-Comfort in der Software des LIN- Steuergeräte festgelegt Übertragungszeit 8 Byte-Botschaft 6,2 ms

8 Signalpegel Rezessiver Pegel wird keine Botschaft oder ein rezessives Bit auf dem LIN-Datenbus gesendet liegt an der Datenbusleitung nahezu Batteriespannung an Dominanter Pegel Um ein dominantes Bit auf dem LIN- Datenbus zu übertragen wird im Sender-Steuergerät die Datenbusleitung durch einen Transceiver auf Masse durchgeschaltet Auf Grund unterschiedlicher Ausführungen der Transceiver in den Steuergeräten können bei den dominanten Pegeln Unterschiede sichtbar sein.

9 Übertragungssicherheit

10 LIN-Botschaft beruht auf UART-Protokotl (Universal Asynchronous Receiver Transmitter) einzige Ausnahme (dem Synchronisationsbreak) 10 Bits ( UART-Byte" 1 Startbit, 8 Datenbits und 1 Stoppbit.)

11 Botschaften Botschaftskopf (Header ) Botschaftsinhalt (Response) - Sender: LIN-Master - Sender: LIN- Master oder LIN- Slave Botschaft mit Slave-Antwort Das LIN- Master- Steuergerät fordert im Header ein LIN- Slave- Steuergerät auf Informationen (Schalterzustand, Messwert) zu senden Der Response wird vom LIN- Slave- Steuergerät gesendet Botschaft mit Master-Anweisung Das LIN- Master- Steuergerät fordert durch den Identifier im Header die entsprechenden LIN-Slave-Steuergeräte auf, die im Response enthaltenen Daten zu verwerten. Der Response wird vom LIN- Master- Steuergerät gesendet

12 Botschaft Der Header wird vom LIN- Master-SG zyklisch gesendet und gliedert sich in 4 Bereiche: Synchronisationspause Synchronisationsbegrenzung Synchronisationsfeld Identifier- Feld

13 Header Synchronisationspause ( synch break ) ist mindestens 13 Bitzeiten lang wird mit dominantem Pegel gesendet Länge: 13 Bit ist notwendig, um allen LIN- Slave- Steuergeräten eindeutig den Start einer Botschaft mitzuteilen (da 14% Takt-Abweichung zulässig) In den weiteren Botschaftsteilen werden maximal 9 dominante Bits hintereinander übertragen Synchronisationsbegrenzung ( synch delimiter ) ist mindestens 1 Bit lang und rezessiv ( ca. U Bat.) Synchronisationsfeld ( synch field ) besteht aus der Bitfolge = 55h dient den LIN-Slave-SG zur Einstellung auf den Systemtakt des Masters (synchronisieren, nur 2% Abweichung fehlerfrei lesbar) Synchronisation aller SG ist für einen fehlerfreien Datenaustausch erforderlich beim Verlust der Synchronisation würden die Bitwerte beim Empfänger an einer falschen Stelle in der Botschaft eingesetzt (Übertragungsfehler) damit günstige Elektronik verwendbar (RC-statt Quarz-Oszillatoren)

14 Identifier- Feld 8 Bitzeiten lang Header erste 6 Bits für die Botschaftskennung = Identifikation ID0-ID5 = 64 mögliche Adressen 2 Paritätsbits P0-P1: zur Datensicherung -> Checksumme der ersten 6. Bits 1 Stoppbit bis LIN V1.2: Bits ID4 und ID5 (Datenfeldlängenbits) geben die Anzahl der Datenbytes im RESPONSE fest vor ab Version 1.3 ist die Kodierung an dieser Stelle nicht mehr verbindlich, Datenfeldlänge ist dann bei der Nachrichtendefinition zu berücksichtigen. Anzahl der Datafields im Response kann zwischen 0 und 8 betragen. Die Checksumme ist notwendig, um bei Übertragungsfehlern des Identifiers die Zuordnung zu einer falschen Botschaft zu verhindern.

15 Response besteht aus 1 bis 8 Datenfeldern (Datafields) ein Datafield besteht aus 10 Bits jedes Datafield setzt sich aus einem dominanten Startbit, einem Databyte (enthält die Information), und einem rezessiven Stoppbit zusammen Start- und das Stoppbit dienen zur Nachsynchronisation und somit zur Vermeidung von Übertragungsfehlern.

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17 komplette LIN-Botschaft

18 Reihenfolge der Botschaften

19 Datenübertragung - Reihenfolge der Botschaften Sendereihenfolge des LIN- Master- Steuergeräts ist in seiner Software festgelegt Sendung der Header (sowie bei Master-Botschaften die Responses) zyklisch auf den Bus häufig benötigte Informationen werden öfters übertragen mehrere Slaves können identische Nachrichten empfangen; es darf aber immer nur gesendet werden, wenn der Master die Berechtigung dazu erteilt hat Reihenfolge der Botschaften kann sich durch Umgebungsbedingungen des LIN Master-Steuergerätes ändern (Scheduling-Tabelle) Beispiele für Umgebungsbedingungen: Zündung EIN/AUS Diagnose aktiv/inaktiv Standlicht EIN/AUS Fahrzeug fährt/steht Reduzierung der Teilevarianten für LIN-Master-Steuergerätes Sendung der Header aller SG (voll ausgestatteten Fahrzeuges) bei nicht verbaute Steuergeräten (Sonderausstattungen) sind auf dem Oszilloskopbild Header ohne Responses sichtbar keine Auswirkung auf die Funktion des Systems

20 Varianten der Botschaftsübertragung Daten vom Master zum Slave Master sendet einen Header, in dem nur ein Slave zum Senden beauftragt wird Beispiel: Abfrage von Sensordaten

21 Slave - Antwort Bei einer Botschaft mit Slave- Antwort fügt ein LIN- Slave- Steuergerät auf Grund des Identifiers den Response mit Informationen hinzu. Beispiel:

22 Varianten der Botschaftsübertragung Daten vom Master zum Slave Master sendet einen Header und Response Beispiel: Anweisung an Slave

23 Master - Anweisung Bei einer Botschaft mit Datenanforderung des Masters fügt das LIN- Master-Steuergerät den Response hinzu. Abhängig vom Identifier verwerten die entsprechenden LIN- Slave- Steuergeräte die Daten zur Ausführung von Funktionen. Beispiel:

24 Varianten der Botschaftsübertragung Daten von Slave zu Slave Master fordert Slaves zur Datenübertragung auf

25 Sleep Frame Slepp-Modus zur Reduzierung des Leerlaufstroms Master sendet zur Aktivierung ein Sleep Frame (Kennung 3Ch) im ersten Datenbyte steht der Wert 00h anschließend gehen alle am diesem LIN-Bus angeschlossenen Knoten in den Slepp-Mode Buspegel jetzt dauerhaft einen Spannungswert U bat bzw. rezessiven Pegel.

26 Wake-up-Frame Aufwecken der Busteilnehmer durch jeden beliebigen Knoten nach einem besonderen Ereignis (z.b. Funkschlüsselsignal) möglich Wake-up-Signal ist besteht aus einem einfachen Datenbyte, das die Daten 80 h enthält wird durch den Wake-up Delimiter abgeschlossen Master empfängt und prüft diese Botschaft auf Gültigkeit sendet anschließend ein Sync Break Field damit Aktivierung der Slaves

27 Datenübertragung / Manipulation erfolgt nur dann, wenn das LIN- Master- Steuergerät einen Header mit dem entsprechenden Identifier sendet Manipulation an einer außerhalb de Fahrzeugaußenhaut liegenden LIN-Leitung wird durch die vollständige Kontrolle aller Botschaften durch das LIN-Master-Steuergerät unmöglich da das LIN- Slave-Steuergerät nur antworten kann Türen können nicht durch den LIN- Bus entriegelt werden LIN-Slave-SG könne im Außenbereich montiert werden (z. B. das SG für Garagentoröffnung im Stoßfänger vorn)

28 Diagnose Diagnose der LIN- Bussysteme erfolgt über das Adresswort des LIN- Master- Steuergerätes Übertragung der Diagnosedaten von LIN Slave-Steuergeräten zum LIN-Master- Steuergerät erfolgt durch den LIN- Bus alle Funktionen der Eigendiagnose sind bei den LIN-Slave-Steuergeräten möglich

29 Fehler

30 Fehler

31 Quellenangabe Fa. Leybold Didactic Selbststudienprogramme VAG LF 12 Bildungsverlag 1