LIN协议企业培训资料

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1、,,,,Bullet 1,,Bullet 2,,Bullet 3,,Bullet 4,,Klicken Sie, um das Titelformat zu bearbeiten,,LIN 2.1,规范,2012-03-09,概述,,协议规范,,物理层规范,,传输层规范,,节点配置和标识规范,,诊断规范,,应用程序层规范,,节点能力语言规范,,配置语言规范,,概述,Overview,概述,典型车载网络分布,概述,车用总线分级,LIN(Local,Interconnect Network),协会成立于,1998,年,,,成立时的主要成员：,,5,家整车厂：,Audi, BMW, DaimlerC

2、hrysler, Volvo, VW,,1,家半导体制造商：,Motorola,,1,家工具提供商：,Mentor Graphics,,,目前的主要成员：,,5,家整车厂：,Audi, BMW, DaimlerChrysler, Volvo, VW,,1,家半导体制造商：,Freescale,,1,家工具提供商：,Mentor Graphics,,,主要目的：,,LIN,总线的主要目的在于提供一种低成本的车用总线，从而形成对,CAN,总线的补充。,,LIN,总线已经广泛地被世界上的大多数汽车公司以及零配件厂商所接受，有望成为公认的,A,类网络标准。,概述,LIN,总线的起源,概述,,功能简单，

3、实时性低,,,成本低,,,传感器,/,执行器级的总线,,,基于,UART,数据格式、主从结构、单线,12V,,,串行通信,,,开放、不需要使用费和版税,LIN,总线概念,概述,LIN 1.1,,1999,年,7,月，底特律,SAE,大会,,包括,3,部分,,协议规范,,配置语言规范,,API,规范,,,LIN 1.2,,2000,年,11,月,,,LIN 1.3,,2002,年,11,月,,增加了,物理层规范,LIN,协议版本,(1/2),,LIN 1.1,LIN 1.2,LIN 1.3,概述,LIN 2.0,,2003,年,9,月,,适应当代和未来汽车工业发展趋势,,为了实现节点的“即插即用

4、”,,增加了,诊断规范,和,节点能力语言规范,,,LIN 2.1,,2006,年,11,月,,目标是改进,LIN 2.0,规范的理解力,,增加了,传输层规范,和,节点配置规范,,形成了,8,个子规范,,,LIN 1.1,LIN 1.2,LIN 1.3,LIN 2.0,LIN 2.1,LIN,协议版本,(2/2),,概述,LIN,规范组成,(1/2),LIN,物理层规范,,描述了,LIN,总线的物理层，包括位传输速率，时钟容错范围等,,LIN,协议规范,,描述了,LIN,总线的数据链路层,,LIN,诊断和配置规范,,描述了如何在数据链路层之上提供诊断信息和节点配置服务,,LIN,应用程序接口（,

5、API,）,,描述了网络和应用程序之间的接口，包括诊断模块,,LIN,配置语言规范（,LDF,）,,介绍了,LIN,配置文件的格式。,LIN,配置文件用于配置整个网络，并作为,OEM,和不同网络节点的供应商之间的通用接口，同时可作为开发和分析工具的一个输入。,,LIN,节点能力描述语言规范（,NCF,）,,介绍了描述从机节点的语言格式，,LIN,集群设计工具可以使用,NCF,文件自动地生成,LIN,描述文件,,,,,,概述,LIN,规范组成,(2/2),LIN,传输层规范,,描述了传输最高能达到,4095,个字节数据的方法,,LIN,诊断规范,,描述了从机节点所支持的诊断服务类型，诊断服务都使

6、用传输层,,,,,概述,串行通信,,线间干扰小，节省线束，传输距离长,,单线传输,,单线,,,总线电压,12V,,最高速率,20Kbit/s,,满足车身上大部分的应用需求,,单主多从结构,,不存在冲突，无需仲裁,,基于通用,UART/SCI,的低成本接口硬件,,几乎所有,MCU,有具备,LIN,总线的硬件基础,,从节点无须晶振或陶瓷震荡器就可以实现同步,,利用报头里的同步场实现同步，大幅度降低成本,,,,,LIN,总线的特点,(1/2),概述,LIN,总线的特点,(2/2),,可计算的信号传输的延迟时间,,网络通信可预期性,,可灵活的增加或减少从节点,,无需改变其他节点的硬件电路,,一条总线最

7、多可连接,16,个节点,,由总线电气特性决定,,支持多包报文传输,,基于,ISO15765-2,的传输层规范,,支持诊断功能,,支持,ISO14229,的诊断服务,概述,LIN,网络拓扑结构,,一个,LIN,网络由一个主任务，若干个从任务组成,,主节点既有主任务又有从任务,,从节点只包含从任务,,主任务负责决定总线上的报文，从任务提供每一帧的数据,概述,LIN,报文帧,通信原理：,,主任务发送报头，从任务用响应来补充报头形成完整的报文。,,系统灵活性：,,可以自由地增减从节点，而不需要改变其它从节点的软件和硬件,,报文传输：,,报文的内容由,ID,来定义,(,跟,CAN,相似）,,广播：,,所

8、有节点都能够同时地接受和响应总线上的帧,,,,概述,LIN,总线上可以传输两类数据,,,信号报文,,信号位于帧的数据场中，以数字或数组的形式出现,,同一种信号在相同,ID,的报文数据场中的位置总是固定的,,,诊断报文,,诊断报文由两个保留,ID,来传输，用来传输节点的诊断信息,数据传输,概述,负责调度网络各报文发送的顺序,,为每帧报文分配发送时隙（,slot,）,,发送时隙：报文可以被发送的时间,,不同报文的发送时隙可能不同,,,,,,调度表在网络系统设计阶段确定,,调度表使得,LIN,通信具有可预测性,,调度表,概述,主任务可以拥有多个调度表，并在不同的调度表之间切换,,,,,,,,增加通信

9、的灵活性,切换调度表,决策,大纲,概述,,协议规范,,物理层规范,,传输层规范,,节点配置和标识规范,,诊断规范,,应用程序层规范,,节点能力语言规范,,配置语言规范,,协议规范,Protocol Specification,,协议规范,,,,,,,,,,,显性间隔,同步场,响应间隔,标识符场,数据场,校验和场,报头（,Header,）,响应（,Response,）,间隔界定,间隔场,,,,,字节间隔,D0,D1,Dn,帧的结构,(Frame,Sturcture,),字节间隔位于每个字节之间，响应间隔位于报头与响应之间,,留给,MCU,足够的处理时间,,帧长度可能增长,,最小值可以是,0,,,

10、协议规范,字节场,(Byte Field),,,,,,,,,,,报头（,Header,）,响应（,Response,）,,,,,D1,Dn,,,,D0,起始位,结束位,0,7,4,1,2,3,5,6,,基于,SCI,的通信格式,,发送一个字节需要,10,个位时间（,T,BIT,）,协议规范,间隔场,(Break Field),表示一帧报文的起始，由主节点发出,,间隔信号至少由,13,个显性位组成，间隔界定符至少由,1,个隐性位组成,,间隔场是唯一一个不符合字节场格式的场,,从节点需要检测到至少连续,11,个显性位才认为是间隔信号,,,,,,,,,,间隔信号,报头（,Header,）,响应（,R

11、esponse,）,间隔界定符,间隔场,,,,,,D0,D1,Dn,,,协议规范,同步场,(Sync Break Field),,,,,,,,,,同步场,报头（,Header,）,响应（,Response,）,,,,,,D0,D1,Dn,,,,起始位,结束位,0x55,1,0,1,0,1,0,0,1,,确保所有从节点使用与主节点相同的波特率发送和接收数据,,一个字节，结构固定,: 0X55,协议规范,标识符场,(Identifier Field),,起始位,,ID0,,ID1,,ID2,,ID3,,ID5,,P0,,P1,,ID4,结束位,标识符,奇偶校验符,,标识符场,,,,,,,,,报头（

12、,Header,）,响应（,Response,）,,,,,D0,D1,Dn,,,,帧,ID,的范围从,0,到,63(Ox3f),,奇偶校验符,(Parity)P0,P1,,协议规范,数据场,(Data Field),,,,,,,,,,报头（,Header,）,响应（,Response,）,,,,,,D0,D1,Dn,数据场,,,,,,,bit0,,bit7,,bit1,,bit2,…,起始位,结束位,最低有效位先发送,,,,,,,D0,D1,D2,Dn,(,小于,8),…,,最低有效字节先发送,,数据场长度,1,到,8,个字节,,低字节先发，低位先发,,如果某一信号长度超过,1,个字节，采用低

13、位在前的方式发送（小端）,协议规范,校验和场,(Checksum Field)(1/2),,,,,,,,,,校验和场,报头（,Header,）,响应（,Response,）,,,,,,D0,D1,Dn,,,,用于校验接收的数据是否正确,(1,个字节）,,经典校验（,Classic Checksum,）,,仅校验数据场,(1.3),,增强校验（,Enhance Checksum,）,,校验标识符场与数据场内容,(2.0),,标识符为,0x3C,（,60,）和,0x3D,（,61,）的帧只能使用经典校验,协议规范,校验和场,(Checksum Field)(2/2),翻转八位和,（,inverte

14、d eight bit sum,）,,例,：,Data =,0x4A, 0x55, 0x93, 0xE5,,,,,Checksum = 0xE6,帧长度,(Frame Length),最小帧长度,,T,HEADER_NOMINAL,=34*T,BIT,,T,RESPONSE_NOMINAL,=10*(N,DATA,+1)*T,BIT,,T,FRAME_NOMINAL,=T,HEADER_NOMINAL,+T,RESPONSE_NOMINAL,,最大帧长度,,T,HEADER_MAX,=1.4*T,HEADER_NOMINAL,,T,RESPONSE_MAX,=1.4*T,RESPONSE_N

15、OMINAL,,T,FRAME_MAX,=T,HEADER_MAX,+T,RESPONSE_MAX,,协议规范,协议规范,帧类型,(Frame Type),事件触发帧,零星帧,保留帧,诊断帧,自定义帧,无条件帧,协议规范,无条件帧,(Unconditional Frame),标识符,(ID),为,0,到,59(0x3b),,标准,LIN,帧类型，用于周期通信,,主任务发出报头，相应的从任务对报头提供响应帧。所有节点接收,,三种情况,协议规范,事件触发帧,(Event Triggered Frame )(1/2),目的,:,,增强了,LIN,总线的响应能力，避免为了很少发生的事件，而对从节点进行

16、轮询，从而浪费了大量的带宽,,传输一个或多个无条件帧的数据场，标识符：,0~59(0x3B),,事件触发帧必须有一个独立的,ID,，该,ID,与多个无条件帧的,ID,相关联,,这些无条件帧必须满足以下条件：,有相同的长度,；,相同的校验和模型,；,首个数据字节不带信号,,在事件触发帧时隙内发送帧头，只有当相关联的无条件帧内有信号被更新时，相关联的无条件帧的生产者才发送帧响应,,帧响应的第一个数据字节等于,PID,，即响应最多可以传输,7,个字节的数据,,帧响应可由多个节点发送，当有多个节点在同一帧时隙内响应报头时会发生冲突，发生冲突时切换到“冲突解决调度表”，之后再切换回到原来的调度表,协议规

17、范,事件触发帧,(Event Triggered Frame )(2/2),假设与事件触发帧,0x10,相关联的两个普通帧,…,如果只有一个节点响应事件触发帧的报头,…,如果同时有多个节点响应事件触发帧的报头,…,总线产生冲突,切换调度表，进行轮询,…,协议规范,零星帧,/,偶发帧,(Sporadic Frame),一个或多个无条件帧共享一个帧时隙,,只发送信号报文，标识符：,0~59(0x3b),,当且仅当其中的某个无条件帧有信号被更新时，主节点才发送该帧的帧头。,其,发布者,对帧头发送响应,,若有多个无条件帧在同一时刻有信号被更新，则主节点根据这些无条件帧的,优先级,裁定发送顺序,,若没有

18、无条件帧需要发送，则时隙保持空白,诊断帧用来传输,诊断或配置,信息，包含,8,个字节数据。,,标识符,,60(0x3c),：主请求帧；（首个数据字节标明具体的从节点），也用于 “,Go-,toSleep,”,指令,,61(0x3d),：从响应帧,,传输方式：,,,协议规范,诊断帧,(Diagnostic Frame),,0x3C,Sync,Break,诊断服务,,0x3D,Sync,Break,根据诊断服务的响应,主节点,从节点,协议规范,保留帧,(Reserved Frame),用户自定义帧,(User-defined frame),,标识符：,62(0x3e),,可以传输任何信息,(,

19、由用户自定义,),,,保留帧,(Reserved frame),,标识符：,63(0x3f),,在,LIN 2.1,中未对保留帧进行定义,,协议规范,调度表,(Schedule Table),调度表可以保证总线永远不会过载，同时还可以保证信号的周期性。,,LIN,总线最小时间单位是时基,(,T,base,),。,,调度表中用来发送一帧报文的时间称为帧时隙,(,Frame_Slot,),，帧时隙必须是时基的整数倍，调度表是由帧时隙组成的。,,TFrame_Slot,=,Tbase,* n,,偏移,(,jitter,),是指一帧报文实际开始发送的时刻与帧时隙起点的时间差。,,TFrame_Slot

20、,> jitter +,TFrame_Maximum,,,协议规范,任务行为模型,(Task Behavior Model)(1/2),主任务行为模型,协议规范,任务行为模型,(Task Behavior Model)(2/2),从任务行为模型,协议规范,网络管理,(Network Management),,初始化,,睡眠模式,,工作模式,初始化结束,(<100ms),接收到睡眠命令,或,总线空闲,4~10s,接收到唤醒信号,或,,内部唤醒请求,,Reset/Wakeup,从节点状态转换表,协议规范,睡眠,(Go To Sleep),主节点可以发送一帧,ID,为,60,（,0x3c,）,，第一

21、个字节为,0x00,其余全为,0xFF,的主请求帧来使处于工作状态的从节点进入睡眠。这帧报文称为睡眠指令。,,,,,,从节点在接到睡眠指令之后，也可以选择不进入睡眠状态而继续工作，这根据应用层程序而定。,,,当总线空闲,4,到,10,秒的时候，所有从节点自动进入睡眠状态。,,,注：空闲的定义是没有显性位和隐性位之间的转换。,,LIN1.x,版本，从节点必须等,25,，,000,个位时间,,,协议规范,唤醒,(Wake Up)(1/2),在一个处于睡眠状态的,LIN,网络中，任何一个节点都可以发送唤醒信号,,唤醒信号是一个,250us(,在,20Kbit/s,波特率,),到,5ms(,在,1Kb

22、it/s,波特率,),的,显性电平（,5,个位）,,每一个从节点都需要,,检测唤醒信号,,,当检测到唤醒信号之后，在,100ms,以内完成初始化工作,,,,,,,当从节点发出唤醒信号之后,150ms,，主节点仍未发送报头时，从节点可以再次发送唤醒信号。当连续发送了,3,次唤醒信号之后如果主节点仍未发送报头，从节点要至少等待,1.5,秒以后才可以发送第四次唤醒信号,网络管理,——,唤醒,唤醒过程,,,,,,250us~5ms,150ms~250ms,1,2,3,>1.5s,协议规范,状态管理,(Status Management),状态管理的目的是用来发现工作状态中总线上产生的错误,respon

23、se error,Interpretation,每一个从节点必须通过状态管理帧发送,response error,信号（一个位长），当在响应帧中检测到错误时，这个信号由从节点的驱动器自动设定，发送完状态管理帧之后又将该位清除。,主节点接收状态信息位并识别从节点状态,,：,大纲,概述,,协议规范,,物理层规范,,传输层规范,,节点配置和标识规范,,诊断规范,,应用程序层规范,,节点能力语言规范,,配置语言规范,,物理层规范,Physical Layer Specification,物理层规范,位速率容差,(Bit Rate Tolerance),节点类型,符号,ΔF/F,NOM,主节点,F,TO

24、L_RES_MASTER,<±0.5%,不使用同步场同步的从节点,F,TOL_RES_SLAVE,<±1.5%,使用同步场同步的从节点（在同步之前）,F,TOL_UNSYNC,<±14%,,相对于标称位速率,相对于主节点位速率,节点类型,符号,ΔF/F,MASTER,同步后从节点,F,TOL_SYNC,<±2%,物理层规范,位定时,(Bit Timing),所有从节点的位定时必须以主节点的位定时为参考,,同步过程,,,T,BIT,= (T,1,-T,0,)/8,T,0,T,1,物理层规范,位采样定时,(Bit Sample Timing),EBS = Early bit sample,,(,前

25、采样,),,,LBS =,Lastest,bit sample,,,,(,后采样,),,,t,EBS,= 7/16 T,BIT,,,t,LBS,= 10/16 T,BIT,–,t,BFS,,,tBFS,=1/16 TBIT,,,采样点在,EBS,和,LBS,之间,物理层规范,总线收发器,(Line Driver/,Reciever,),Tx,通过集电极开路电路连到总线，,Rx,与总线之间有施密特触发器,,收发器内部有,30K,上拉电阻，如果作为主节点使用，必须外接,1K,上拉电阻,,上拉电阻与电源之间有二极管保护，防止在电源掉电的情况下总线电平被拉低,,,,,物理层规范,信号规范,(Signa

26、l Specification),V,BAT,: 8~18V,,V,SUP,= V,BAT,-,V,diode,,,显性位,(dominant),,逻辑,0,,发送：总线电平,<20%V,SUP,,接收：总线电平,<40%V,SUP,,,隐性位,(recessive),,逻辑,1,,发送：总线电平,>80%V,SUP,,接收：总线电平,>60%V,SUP,,,20%,80%,物理层规范,总线特性,(Line Characteristics)(1/2),物理层规范,总线特性,(Line Characteristics)(2/2),问题,,,假设总线速率为,20K,，网络中有,11,个从节点，总线

27、长度,40,米，主节点、从节点的电阻和电容均为标准值，总线的电容也为标准值。总线特性如何,?,,,解答,,,,C,BUS,= 220,＋,11,×,220,＋,40,×,100 = 6640pF,,,R,BUS,= 1 ‖ 30 ‖ 30 ‖,……,‖ 30 = 0.75KΩ,,,,τ,,=,,C,BUS,×,R,BUS,= 4.98,μ,s,,,,经过计算总线的时间常数为,4.98,μs,,物理层规范,容错性能,(Performance During Fault Modes),电源或地线断路,,单个节点电源或地线断路，不影响剩余网络通信,,排除故障后，节点可重新参与网络通信,,,总线与电源或

28、地线短路,,总线通信可能无法进行，但,ECU,不可被损坏,,排除故障后，总线恢复正常通信,,大纲,概述,,协议规范,,物理层规范,,传输层规范,,节点配置和标识规范,,诊断规范,,应用程序层规范,,节点能力语言规范,,配置语言规范,,传输层规范,Transport Layer Specification,传输层规范,概述,(Overview),,传输层应用对象,,诊断报文,,,传输层功能,,传输层位于应用层与数据链路层之间，完成应用层的报文与数据链路层的帧之间的相互转换。,,实现超过,8,个字节的数据传输，最多可达到,4095,个字节传输,,,,,传输层规范,PDU,——,打包数据单元,(,P

29、acket Data Unit),,,一个,PDU,可以是一个完整的报文，也可以是一个完整报文的一部分，由多个,PDU,来组成一个完整的报文。,,请求：从客户端（如测试仪，主节点）发出的报文,,响应：从服务器端（如主节点，从节点）发出的报文,,PDU,结构,(PDU Stucture)(1/2),传输层规范,PDU,类型,,单帧（,SF,）：只用一个,PDU,传输报文,,首帧（,FF,）：多,PDU,传输时，被发送的首个,PDU,,后续帧（,CF,）：多,PDU,传输时，在首,PDU,发送后，紧接着发送的,PDU,PDU,结构,(PDU Stucture)(2/2),,Byte0,,Byte1

30、,,Byte2,,Byte3,,Byte4,,Byte5,,Byte6,,Byte7,,NAD,,PCI,,SID,,D1,,D2,,D3,,D4,,D5,,SF,,NAD,,PCI,,LEN,,SID,,D1,,D2,,D3,,D4,,FF,,NAD,,PCI,,D1,,D2,,D3,,D4,,D5,,D6,,CF,,NAD,,PCI,,RSID,,D1,,D2,,D3,,D4,,D5,,SF,,NAD,,PCI,,LEN,,RSID,,D1,,D2,,D3,,D4,,FF,,,,请求,,响应,传输层规范,NAD(Node,Address),NAD,——,从节点地址,(Node Addres

31、s),,睡眠指令：,0,,物理地址：,0x01~0x7D,,访问,一个,特定节点,,功能地址：,0x7E,,访问,所有,从节点,(,只在诊断报文中使用,),,从节点不允许响应（不允许用在节点配置）,,广播地址：,0x7F,,访问,所有,从节点（广播发送）,,从节点不响应,(,推荐,),,用户自定义：,0x80~0xFF,,NAD,,Byte1,,Byte2,,Byte3,,Byte4,,Byte5,,Byte6,,Byte7,传输层规范,PCI,——,协议控制信息,(,Protocol Control Information),,PCI,包含,PDU,的类型、编号和报文的有效数据长度等信息,,

32、,,,,,,包编号：,,在多个,PDU,组成的报文中，在每个连续帧,CF,中必须加入包编号，第一个,CF,的包编号是,1,，第二个,CF,的包编号是,2……,以此类推，如果包编号超过,15,则重新从,0,开始计数,PCI(Protocol,Control Information),,PCI,类型信息,,,,附加信息,,,,,B7,B6,B5,B4,B3,B2,B1,B0,SF,0,0,0,0,有效数据长度,,,,FF,0,0,0,1,有效数据长度,高,4,位,,,,CF,0,0,1,0,包编号,,,,,NAD,,PCI,,Byte2,,Byte3,,Byte4,,Byte5,,Byte6,,B

33、yte7,,,传输层规范,LEN(Length,),LEN,——,帧长度,(Length),,只存在于多,PDU,报文的第一帧中（,FF,中）,,表示报文的有效数据长度的,低,8,位,，有效数据长度的,高,4,位,在,PCI,的低,4,位中,,由于要发送,SID,和,RSID,，所以,有效数据长度,=,数据总长度,+1,,Byte0,,Byte1,,LEN,,Byte3,,Byte4,,Byte5,,Byte6,,Byte7,,,,FF,传输层规范,SID,和,RSID(Service,ID & Response Service ID),SID(Service,Identifier),,服务标

34、识符，在请求帧中发送,,0-0xAF,和,0xB8-0xFE,表示诊断，,0xB0-0xB7,表示节点配置,,RSID(Response,Service Identifier),,对应于,SID,的响应服务标识符，在响应帧中发送,,RSID = SID + 0x40,,,,传输层规范,单帧传输,(,Singal,Frame Transmission),单帧传输,,有效数据长度少于六个字节（包括,SID,）,,功能寻址（,0x7E,）只能用单帧传输,0x3C,诊断设备,主节点,请求,,发送数据,SF,0x3C,0x3D,,接收数据,诊断设备,主节点,从节点,请求,响应,SF,SF,从节点,,,传

35、输层规范,多帧传输,(Multiple Frame Transmission),多帧传输,,7~4095,字节（包括,SID,）,,起始于,FF,，后续多条,CF,0x3C,0x3C,诊断工具,主节点,FF,,发送数据,FF,CF,0x3C,CF,FC,CF,CF,,接收数据,0x3C,0x3D,诊断工具,主节点,请求,FF,FF,FC,0x3D,CF,CF,……,……,从节点,,,从节点,传输层规范,时间限制,(Timing Contraint)(1/2),N_As,N_Cs,开始发送,发送成功,发送成功确认,请求发送诊断帧,（,FF,或,CF,）,请求发送下一诊断帧,（,CF,）,,传输层

36、,t,,收发器,t,,总线,t,发送时间限制,,N_As,最大超时,1000ms,,传输层规范,时间限制,(Timing Contraint)(2/2),接收时间限制,,N_Cr,最大超时,1000ms,,(,N_Cs,+,N_As,)<(0.9 *,N_Cr,timeout),,,N_Cr,接收诊断帧,诊断帧接收指示,（,FF,或,CF,）,,传输层,,,收发器,总线,t,t,t,接收诊断帧,（,CF,）,诊断帧接收指示,传输层规范,Length_SF,>6,,忽略该报文,,Length_FF,<7,,忽略该报文,,Length_FF,>,BufferSize,,中止接收报文,,节点处于发送

37、状态，接收到,SF,或,FF,（,NAD≠0x7E,）,,中止发送报文，开始接收新报文,,CF,编号错误,,放弃之前所接收的,CF,与,FF,,As,时间超时,,中止发送报文,,Cr,时间超时,,放弃所接收的报文,错误处理,(Fault Handling),大纲,概述,,协议规范,,物理层规范,,传输层规范,,节点配置和标识规范,,诊断规范,,应用程序层规范,,节点能力语言规范,,配置语言规范,,节点配置和标识规范,Node configuration and Identification Specification,节点配置和标识规范,介绍,(Introduction),目的,,避免网络,N

38、AD,或,PID,冲突,,网络引入新节点可能导致,NAD,或,Product ID,冲突,,配置内容,,NAD,,Product ID,,服务标识符（,SID,）,,0xB0~0xB7,,节点配置只能用,单帧通信,,节点配置和标识规范,LIN,产品标识,(LIN Production Identification),标识了节点的供应商和功能,,类似于条形码,,,,,供应商,ID,是一个,16,位的数字，最高位是,0,，由,LIN,协会规定,,功能,ID,是一个,16,位的数字，由各供应商规定,,变量,ID,是一个,8,位的数字，用于区分同网络中相同功能的节点,,PID,保存在各节点的,ROM,

39、中，不进行更改,,序列号,(Serial Number),变量,ID,功能,ID,,高字节,功能,ID,,低字节,供应商,ID,高字节,供应商,ID,低字节,D5,D4,D3,D2,D1,高字节,…,…,低字节,D4,D3,D2,D1,节点配置和标识规范,通配符,(Wildcards),属性,通配符,NAD,0x7F,供应商,ID,0x7FFF,功能,ID,0xFFFF,NAD,的通配符,0x7F,用来访问所有节点的地址,,供应商,ID,和功能,ID,可以代表所有未定义的供应商与功能,,节点配置和标识规范,与配置相关的服务,(Service Associated with Configurat

40、ion),服务标识符（,SID,）,,,0xB0~0xB7,,节点配置只能用,单帧通信,,,服务,服务,0~0xAF,Reserved,0xB0,Assign NAD,0xB1,Assign frame identifier,0xB2,Read by Identifier,（根据标识进行读取服务）,0xB3,Conditional Change NAD,0xB4,Data Dump,（数据转存）,0xB5,Assign NAD via SNPD,0xB6,Save Configuration,（保存配置）,0xB7,Assign frame identifier range,0xB8~0xFF

41、,Reserved,节点配置和标识规范,分配,NAD,服务,(Assign NAD),NAD,列表,初始,NAD,值,NAD,设置值,初始化选择,网络分配,,分配从节点,NAD,服务,（,Assign NAD,，,0xB0,）,,网络分配,NAD,实例,,主节点首先发送,0xB0,服务主请求帧,(0x3C),,,,,主节点然后发送从请求帧,(0x3D),，如从节点修改,NAD,成功，从节点发送响应,新,NAD,功能,ID,,高字节,功能,ID,,低字节,供应商,ID,高字节,供应商,ID,低字节,0xB0,0x06,初始,,NAD,D5,D4,D3,D2,D1,SID,PCI,NAD,,0x3

42、C,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xF0,0x01,初始,,NAD,D5,D4,D3,D2,D1,RSID,PCI,NAD,,0x3D,节点配置和标识规范,根据条件改变,NAD,服务,(Conditional Change NAD)(1/2),根据条件改变,NAD,服务,,(Conditional Change NAD,0xB3),,主节点首先发送,0xB3,服务主请求帧,(0x3C),,,,,从节点收到请求后分,4,步走,：,,1.,提取,BYTE,位对应,产品标识,中的字节,,2.,将该字节与,INVERT,中的字节逐位,异或,,3.,将异或的结果与,MASK,中的字

43、节逐位,与,,4.,如果最后的结果是,0,，就将,NAD,改变为新,NAD,,然后发送从请求帧,(0x3D),，如有从节点满足条件并修改成功，则发送响应,新,NAD,INVERT,MASK,BYTE,id,0xB3,0x06,初始,,NAD,D5,D4,D3,D2,D1,SID,PCI,NAD,,0x3C,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xF3,0x01,新,NAD,D5,D4,D3,D2,D1,RSID,PCI,NAD,,0x3D,节点配置和标识规范,根据条件改变,NAD,服务,(Conditional Change NAD)(2/2),主节点,从节点,BYTE[N],根

44、据条件改变,NAD,服务,MASK,INVERT,≠,0,,根据条件改变,NAD,服务,实例,,假设网络中有,2,个未知,NAD,的节点，主节点只知道它们的功能,ID,,,需要根据他们的功能,ID,给他们分配新的,NAD,,,现在决定给功能,ID,的,BIT0,为,1,的节点分配,NAD,为,1,，,,给,BIT1,为,1,的节点分配,NAD,为,2,,,以下两条服务可以实现该功能：,,,,新,NAD,发送响应,,0x01,0xFF,0x01,0x03,0x01,0xB3,0x06,0x7F,D5,D4,D3,D2,D1,SID,PCI,NAD,0x3C,0x02,0xFF,0x02,0x03

45、,0x01,0xB3,0x06,0x7F,,0x3C,节点配置和标识规范,保存配置服务,(Save Configuration),保存设置服务,,(Save Configuration,0xB6),,,,,主节点首先发送,0xB6,服务主请求帧,(0x3C),,,,,从节点将当前配置保存入,FLASH,中,，,并响应从请求帧,(0x3D),0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xB6,0x01,NAD,D5,D4,D3,D2,D1,SID,PCI,NAD,,0x3C,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xF6,0x01,NAD,D5,D4,D3,D2,D1,RSI

46、D,PCI,NAD,,0x3D,主节点,从节点,保存配置服务,发送响应,保存配置,节点配置和标识规范,设置帧,ID,服务,(Assign Frame ID),设置帧,ID,服务,,(Assign Frame ID ,0xB1) (LIN 2.0),,,,,主节点首先发送,0xB1,服务主请求帧,(0x3C),,,,,从节点将,messageID,更改为,PID,，,并响应从请求帧,(0x3D),主节点,从节点,设置帧,ID,服务,发送响应,Message ID,PID,PID,Message ID,高字节,Message ID,低字节,供应商,ID,高字节,供应商,ID,低字节,0xB1,0x

47、06,NAD,D5,D4,D3,D2,D1,SID,PCI,NAD,,0x3C,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xF1,0x06,NAD,D5,D4,D3,D2,D1,RSID,PCI,NAD,,0x3D,读取服务,,(Read by Identifier,0xB2),,,,,主节点首先发送,0xB6,服务主请求帧,(0x3C),,,,,从节点根据,id,发送,响应数据,，并响应从请求帧,(0x3D),,如果无法读取，则发送,否定,响应,节点配置和标识规范,LIN,节点模型,读取服务,(Read by Identifier)(1/2),主节点,从节点,,读取服务,发送响应,

48、功能,ID,,高字节,功能,ID,,低字节,供应商,ID,高字节,供应商,ID,低字节,identifier,0xB2,0x06,NAD,D5,D4,D3,D2,D1,SID,PCI,NAD,,0x3C,0xFF,0xFF,0xFF,Error Code,,0x12,SID,,0xB2,0x7F,0x03,NAD,D5,D4,D3,D2,D1,RSID,PCI,NAD,,0x3D,不同,identifer,对应不同含义，响应形式也不同,,,,,,节点配置和标识规范,0xFF,序列号,,高字节,…,…,序列号,,低字节,0xF2,0x06,NAD,D5,D4,D3,D2,D1,RSID,PCI,

49、NAD,,0x3D,变量,ID,功能,ID,,高字节,功能,ID,,低字节,供应商,ID,高字节,供应商,ID,低字节,0xF2,0x06,NAD,D5,D4,D3,D2,D1,RSID,PCI,NAD,,0x3D,读取服务,(Read by Identifier)(2/2),大纲,概述,,协议规范,,物理层规范,,传输层规范,,节点配置和标识规范,,诊断规范,,配置语言规范,,诊断规范,Diagnostic Specification,诊断规范,Request,Response,,诊断设备,,诊断标准,,网络节点,,诊断标准,,故障信息,什么是诊断？,,,,,,诊断定义,诊断设备直接连接到,

50、LIN,总线是否可行？,,,,,,,,,结论：诊断报文与,LIN,调度表的报文产生冲突，不可行,,,,,,诊断规范,诊断方式,(1/2),,,,LIN,,诊断设备,主节点,从节点,从节点,LIN,,LIN,,LIN,,,LIN,,,,诊断规范,诊断方式,(2/2),,诊断设备,CAN,,,CAN,LIN,,,LIN,,,LIN,,从节点,从节点,主节点,LIN,诊断必须依然由主节点来调度,,,诊断规范,两种诊断方式,(,Diagnostic Methods,)(1/2),第一种方式：,,诊断设备连接到主干网,,主节点作为网关,,从节点,存储,故障代码,(,DTC,),,主节点转发请求与响应,,

51、适用于所有诊断服务,,,,,,,,,,主干网（,back-bone,，如,CAN,）,LIN,诊断设备,主节点,从节点,从节点,LIN,,LIN,,LIN,,CAN,,,CAN,（网关）,,ReqC,,ReqL,,ResL,,ResC,,故障代码,,故障代码,诊断规范,两种诊断方式,(,Diagnostic Methods,)(2/2),第二种方式：,,从节点将故障信号发送到主节点（,基于信号,）,,主节点,将各故障信号,处理、存储,为,故障代码,(,DTC,),,诊断设备请求故障代码,,主节点发送故障代码,,,,,,,,,,,主干网（,back-bone,，如,CAN,）,LIN,诊断设备,

52、主节点,从节点,从节点,LIN,,LIN,,LIN,,CAN,,,CAN,（网关）,,ReqC,,ResC,故障信号,故障信号,,故障代码,诊断规范,诊断级别,(Diagnostic Class)(1/3),从节点根据自身的特点和需要，诊断功能分为,3,个级别,,,诊断级别,1,,从节点主要由简单元件组成,(,如传感器等,),，故障都由主节点来读取、分析处理和保存,,只支持,Unsegmented,,诊断,,诊断服务仅限于,节点配置,,,,,,诊断规范,诊断级别,2,,和诊断级别,1,的节点类似，故障同样由主节点来读取、分析处理和保存,,支持,Unsegmented,诊断和,Segmented

53、,诊断,,必须要支持,ISO 14229-1[5],诊断服务,,必须支持节点标识符服务,,,,,,诊断级别,(Diagnostic Class)(2/3),诊断规范,诊断级别,3,,诊断级别,3,的节点是具有较强应用功能的节点，除了基本的节点配置服务以外，还支持,ISO 14229-1,的其他诊断服务,,诊断级别,3,的节点具有内部故障存储设备，有些还支持在线刷写，需要完整的,boot-loader,工具和相应的诊断服务去实现,,支持,Unsegmented,诊断和,Segmented,诊断,,必须要支持,ISO 14229-1[5],诊断服务,,具有内部故障存储,,ECU,程序支持,Flas

54、h,在线刷写,,诊断级别,(Diagnostic Class)(3/3),诊断规范,诊断级别总结,(Summary of Diagnostic Class)(1/2),诊断级别,1,2,3,UDS,服务号,[HEX],传输协议层需求,,,,,仅单帧传输,+,,,,完整传输协议,(,包括多帧,),,+,+,,需要的配置服务,,,,,Assign frame identifier range,+,+,+,0xB7,Read by identifier,+,+,+,0xB2,Assign NAD,可选,可选,+,0xB0,Conditional change NAD,可选,可选,可选,0xB3,Po

55、sitive response onsupported configuration services,+,+,+,service+0x40,诊断规范,诊断级别总结,(Summary of Diagnostic Class)(2/2),诊断级别,1,2,3,UDS,服务号,[HEX],需要的,UDS,服务,,,,,Read data by identifier,,,,0x22,hardware and software version,,+,+,0x22,hardware part number (OEM specific),,+,+,0x22,diagnostic version,,+,+

56、,0x22,Read by identifier (parameters),,+,+,0x22,Write by identifier (parameters),,如果适用,如果适用,0x2E,Read by identifier (sensor and actuator data),,,+,0x22,I/O control by identifier,,,+,0x2F,Read and clear DTC (fault memory),,,+,0x19,0x14,Routine control,,,如果适用,0x31,Other diagnostic services,,,如果适用,…,F

57、lash,刷写服务,,,,,Flash programming services,,,可选,/,诊断规范,主请求调度表,,单时隙,——,只有主请求帧,,,,,从响应调度表,,单时隙,——,只有从响应帧,,诊断调度表,(,Diagnostic Schedule,),Break,Sync,0x3C,,包含诊断服务,Break,Sync,0x3D,,包含诊断服务响应,诊断规范,0x3C,诊断设备,主节点,请求,诊断调度模式,(,Diagnostic Schedule Modes,),0x3D,0x3D,0x3D,响应,诊断调度模式,,,两种诊断调度模式,,交叉诊断模式,,纯诊断模式,,master,

58、slave,从节点,诊断规范,交叉诊断模式,(,Diagnostics Interleaved Mode,),交叉诊断模式,,默认模式,,不终止常规通信,,,,常规通信报文,1,,诊断请求报文（,0x3C,）,,常规通信报文,2,,诊断响应报文（,0x3D,）,,常规通信报文,3,……,诊断规范,纯诊断模式,(,Diagnostics Only Mode,),纯诊断模式,,可选模式,,终止常规通信,,,,诊断请求报文（,0x3C,）,,诊断响应报文（,0x3D,）,……,,诊断请求报文（,0x3C,）,,诊断响应报文（,0x3D,）,,,诊断请求报文（,0x3C,）,……,,诊断请求报文（,0

59、x3C,）,,诊断请求报文（,0x3C,）,,诊断请求报文（,0x3C,）,,,诊断请求报文（,0x3C,）,,诊断响应报文（,0x3D,）,……,,诊断响应报文（,0x3D,）,,诊断响应报文（,0x3D,）,单帧传输,多帧传输,,(,数据来自主节点,),多帧传输,,(,数据来自从节点,),诊断规范,从节点诊断时间限制,(Slave Diagnostic Timing Requirements),STmin,,,从节点响应两条诊断帧之间的最小时间,,,,P2,,,从节点从接到主请求帧到发送从响应帧的响应部分之间的最短时间,,,50ms,STmin,大纲,概述,,协

60、议规范,,物理层规范,,传输层规范,,节点配置和标识规范,,诊断规范,,配置语言规范,,,配置语言规范,LDF,LIN Description File,配置语言规范,LDF,在,LIN,开发流程中,(LDF in LIN Workflow),数据库是什么？,,,,配置语言规范,LIN,数据库构成,(Composition of LIN database),,需要在数据库中定义些什么？,,,,,,配置语言规范,LIN,描述文件定义,(LIN Description File Definition),LIN,描述文件定义,,全局定义,,节点定义,,参与节点定义,,节点属性定义,,节点构成定义,,

61、信号定义,,帧定义,,调度表定义,,附加信息,,信号编码类型,,信号表示类型,,,,配置语言规范,,,,,,,,创建自己的数据库,,Just do it!,,,,,配置语言规范,我的第一个数据库,(My first database),LIN_description_file,;,,LIN_protocol_version,= "2.0";,,LIN_language_version,= "2.0";,,LIN_speed,= 9.6 kbps;,,,Nodes,{,,Master:,Mymaster,, 10 ms, 0 ms;,,Slaves:,Myslave,;,,},,,Signals

62、,{,,,My_first_signal,: 1, 0,,Mymaster,,,Myslave,;,,},,,Frames,{,,,Myframe,: 1,,Mymaster,, 1{,,,My_first_signal,, 0;,,},,},,,Schedule_tables,{,,,Myscheduletable,{,,,Myframe,delay 20 ms;,,},,},,,,,LIN,协议版本号,,LIN,配置语言版本号,,LIN,总线速率,节点定义,,主节点，时基，抖动,,从节点,信号定义,,信号,:,长度，初始值，,,发送节点，接受节点,帧定义,,帧,:ID,，发送节点，长度,,

63、信号列表，起始位,,,调度表定义,,调度表,,帧列表，时隙长度,配置语言规范,,验证,(,Vertify,),在,CANoe,中验证,,,,Great, I See it!,,,,配置语言规范,,进阶,(Advance),尝试着给数据库增加新元素,,第一步，建立一个更复杂的系统,,,Nodes,{,,Master:,Mymaster,, 10 ms, 0 ms;,,Slaves: Myslave1, Myslave2;,,},,,Signals,{,,My_signal1: 1, 0,,Mymaster,, Myslave1;,,My_signal2: 1, 0,,Mymaster,, Mys

64、lave2;,,My_signal3: 1, 0,,Mymaster,, Myslave1,Myslave2;,,My_signal4: 2, 0, Myslave1,,Mymaster,;,,My_signal5: 2, 0, Myslave2,,Mymaster,;,,},,,,,,,,,Frames,{,,Myframe1: 11,,Mymaster,, 2{,,My_signal1, 0;,,My_signal2, 1;,,},,Myframe2: 12,,Mymaster,, 1{,,My_signal3, 0;,,},,Myframe3: 13, Myslave1, 1{,,My_

65、signal4, 3;,,},,Myframe4: 14, Myslave2, 1{,,My_signal5, 2;,,},,},,,Schedule_tables,{,,,Myscheduletable,{,,Myframe1 delay 20 ms;,,Myframe2 delay 20 ms;,,Myframe3 delay 20 ms;,,Myframe4 delay 20 ms;,,},,},,,,现在我们的数据库有了：,,1,个主节点，,2,个从节点,,5,个信号,,4,个帧,,1,个,4,时隙的调度表,配置语言规范,验证,(,Vertify,),在,CANoe,中验证,,,,It

66、 becomes better!,,,,配置语言规范,,事件触发帧和零星帧,(ETF & Sporadic frame),为数据库来点调味料,!,,增加事件触发帧和零星帧,,,,,Sporadic_frames,{,,,MySporadicFrame,: Myframe1, Myframe2 ;,,} //,将,Myframe1,和,Myframe2,关联成零星帧，注意！它们必须,//,都由,Master,发送,,,Schedule_tables,{,,,NormalTable,{,,,MySporadicFrame,delay 20 ms ;,,} //,在调度表中放入零星帧即可！,,,Event_triggered_frames,{,,,ETF_Myframes,:,ETFCollisionResolving,, 58,,,Myframe3, Myframe4 ;,,} //,将,Myframe3,和,Myframe4,关联成事件触发帧,ETF_Myframes,,,Schedule_tables,{,,,NormalTable,{,,,ETF_Myframes,delay 20