Шина LIN для Audi A8

LIN – это сокращение от Local Interconnect Network (локальная коммутируемая сеть). Local Interconnect означает, что все блоки управления находятся в пределах одного ограниченного модуля (напр., крыши). Она может обозначаться ещё и как "локальная подсистема". Обмен данными между отдельными системами шин LIN одного автомобиля осуществляется через соответствующий блок управления по шине данных CAN.

Говоря о шине LIN, речь идет об однопроводной шине. Фоновый цвет изоляции фиолетовый с цветной маркировкой. Площадь поперечного сечения провода составляет 0,35 кв мм. Экранирование не является необходимым.

Система позволяет осуществлять обмен данными между одним «мастер» блоком управления LIN и до 16 подчиненных (slave) блоков управления LIN.

Блок управления LIN-Master

Блок управления, подключенный к шине данных CAN, выполняет LIN-мастер-функции.

Задачи:

• Блок управления LIN-Master контролирует передачу данных и скорость передачи данных. Блок управления LIN-Master посылает заголовок телеграммы (Header).
• В его программное обеспечение заложен цикл, когда, как часто и какие телеграммы отправлять на шину данных LIN.
• Блок управления LIN-Master выполняет функцию «переводчика» между блоками управления LIN локальной системы шин LIN и шиной данных CAN. Таким образом, он является единственным блоком управления системы шины данных LIN, подключенным к шине данных CAN.
• Диагностика подключенных блоков управления LIN-Slave осуществляется через задающий блок управления LIN-master.

Блоки управления LIN-Slave

Датчики и исполнительные механизмы реагируют только в том случае, если блок управления LIN-Master посылает заголовок телеграммы.

В качестве исполнительных блоков управления LIN-Slave в рамках системы шины данных LIN могут выступать отдельные блоки управления, например, мотор вентилятора, а также датчики и исполнительные механизмы, напр., датчик уклона или же сирена  противоугонной сигнализации DWA-Sounder.

В датчики интегрированы электронные компоненты, которые анализируют измеренные величины. Затем эти величины передаются по шине LIN в виде цифрового сигнала. Для нескольких датчиков и исполнительных механизмов нужен только один разъем (пин) в штекерном соединении блока управления LINMaster.

Исполнительные механизмы LIN представляют собой электронные и электромеханические узлы, получающие задачи от блока управления LIN-Master через сигнал данных LIN. Через интегрированные датчики может проводиться опрос текущего, фактического состояния исполнительных механизмов, что, в свою очередь, позволяет провести сравнительный анализ между фактическим и расчетным состоянием.

Передача данных

Скорость передачи данных составляет 1–20 Кбит/сек и заложена в программное обеспечение блоков управления LIN. Это составляет одну пятую (20%) скорости передачи данных шины CAN-комфорт.

Сигнал

Из-за разных вариантов исполнения приемопередатчиков (трансиверов) в блоках управления отображение доминантных уровней может визуально отличаться.

Рецессивный уровень

Если на шину данных LIN не будет послана телеграмма или рецессивный бит, то на шину данных подается напряжение, практически равное напряжению аккумуляторной батареи.

Доминантный уровень

Для передачи доминирующего бита по шине данных LIN в передающем блоке управления шина данных замыкается на массу через приемопередатчик (трансивер).

Надежность передачи

Стабильная передача данных обеспечивается за счет установления допусков при отправке и получении на рецессивном и доминантном уровне.

Для более уверенного приема сигналов и исключения помех при «наводках» область допустимых напряжений при приеме данных увеличена.

Телеграммы

Телеграмма с исполнительным ответом Slave

Блок управления LIN-Master в заголовке требует от блока управления LIN-Slave переслать информацию, как, например, состояние включателей или измеренные величины.

Ответ отправляется блоком управления LINSlave.

Телеграмма с задающими указаниями Master

Блок управления LIN-Master в заголовке через идентификатор требует от соответствующих исполнительных блоков управления LIN-Slave обработать содержащиеся в ответе данные.

Ответ отправляется блоком управления LINMaster.

Заголовок телеграммы (Header)

Блок управления LIN-Master циклически посылает заголовок телеграммы, который  подразделяется на четыре фазы:

• Пауза в синхронизации
• Ограничение синхронизации
• Поле синхронизации
• Поле идентификатора

Минимальная продолжительность паузы в синхронизации («synch break») равняется времени передачи 13 битов. Пауза в синхронизации посылается с доминантным уровнем. Продолжительность, равная времени передачи 13 битов, необходима для того, чтобы однозначно сообщить блокам управления LIN-Slave начало передачи телеграммы.

В последующих частях телеграммы передаются друг за другом максимум 9 доминирующих битов. Минимальная продолжительность ограничения синхронизации («synch delimiter») равняется времени передачи 1 бита. Ограничение синхронизации является рецессивным сигналом (≈UBat).

Поле синхронизации («synch field») состоит из последовательности битов 0101010101. Благодаря этой последовательности битов все исполнительные блоки управления LIN-Slave могут настроиться (синхронизироваться) на такт системной синхронизации.

Синхронизация всех блоков управления успешно осуществляется при бесперебойной передаче данных. При потере синхронизации значения битов ставятся в телеграмме у получателя на неправильное место, что приводит к ошибкам в передачи данных.

Продолжительность поля идентификатора равняется времени передачи 8 бит. В первых 6 битах содержится опознавание телеграммы (идентификация) и количество полей данных в ответе (смотри страницу 14). Количество полей данных может составлять от 0 до 8.

В последних двух битах содержится опознавание ошибок при передаче или контрольная сумма первых 6 бит. Контрольная сумма необходима для того, чтобы при ошибках передачи идентификатора избежать определения в неправильную телеграмму.

Содержание телеграммы (Response)

В телеграмму с исполнительным ответом Slave блок управления LIN-Slave на основании идентификатора добавляет ответ (Response) с информацией.

В телеграмму с обращением к данным блока Master задающий блок управления LIN-Master добавляет ответ. В зависимости от идентификатора соответствующие блоки управления LIN-Slave оценивают данные для исполнения функций.

Ответ состоит из от 1 до 8 полей данных (Datafields). Одно поле данных состоит, в свою очередь, из 10 бит. В состав каждого поля данных входит один доминирующий стартовый бит, один информационный байт и один рецессивный стоповый бит. Стартовый и стоповый биты предназначены для последующей синхронизации и для избежание ошибок в передаче данных.

Порядок отправки телеграмм

Блок управления LIN-Master в соответствии с порядком, установленным программным обеспечением, посылает циклично на шину LIN заголовки, так же как и мастер-телеграммы посылают ответы.

Наиболее часто используемая информация передается значительно чаще. Порядок передачи телеграмм может изменяться под воздействием ряда факторов, среди которых находится задающий блок управления LIN-Master.

Примеры факторов:

• Зажигание EIN(ВКЛ)/AUS(ВЫКЛ)
• Диагностика активирована/деактивирована
• Передние габаритные огни EIN(ВКЛ)/ AUS(ВЫКЛ)

Для сокращения вариантов деталей блока управления LIN-Master он посылает заголовки телеграмм для блоков управления полностью оснащенного автомобиля на шину LIN. При отсутствии блоков управления для дополнительных вариантов оснащения на осциллограмме видны заголовки телеграмм без ответов. Это не оказывает никакого влияния на функционирование системы.

Противоугонная система

Передача данных в шине LIN происходит только тогда, когда блок управления LIN-Master посылает заголовок телеграммы с соответствующим идентификатором. Манипуляция с проводкой LIN, расположенной за наружной обшивкой авто, невозможна из-за полного контроля всех телеграмм задающим блоком управления LIN-Master. Исполнительный блок управления LIN-Slave может только отвечать.

Таким образом, нельзя, например, разблокировать двери через шину LIN. Эта взаимосвязь позволяет разместить исполнительные блоки управления LIN-Slave в наружных элементах авто (например, блок управления привода открывания гаражных ворот в переднем бампере).

Диагностика

Диагностика систем шины LIN осуществляется через адресное слово задающего блока управления LIN-Master. Передача диагностических данных от исполнительного блока управления LIN-Slave к задающему блоку управления LIN-Master происходит по шине LIN. У блоков управления LIN-Slave возможно проведение всех функций самодиагностики.