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一種實用的LIN協(xié)議驅(qū)動器的設(shè)計與實現(xiàn)

作者:馬建輝 王知學(xué) 李小偉 王冬雪 時間:2011-12-28 來源:電子產(chǎn)品世界 收藏

  引言

本文引用地址:http://m.ptau.cn/article/127529.htm

  LIN總線作為的有效補充,在低端車身電子領(lǐng)域替代,既能滿足功能要求,又能節(jié)約成本,在對成本更加敏感的國產(chǎn)車上得到大規(guī)模應(yīng)用。不同于有專門的協(xié)議驅(qū)動器,用戶不用管理底層的而直接進行應(yīng)用程序的編寫[1],LIN總線沒有專門的協(xié)議驅(qū)動器,一般需要在SCI模塊的基礎(chǔ)上用軟件實現(xiàn)其底層,筆者為某國產(chǎn)車設(shè)計了一款LIN主節(jié)點產(chǎn)品,結(jié)合LIN 2.0規(guī)范,首先介紹下的功能,然后從數(shù)據(jù)鏈路層、應(yīng)用層兩個方面介紹協(xié)議驅(qū)動器的關(guān)鍵設(shè)計技術(shù)。

  驅(qū)動器功能

  LIN規(guī)范定義了數(shù)據(jù)格式、報文格式以及基于時間片的調(diào)度機制,作為LIN主節(jié)點,需要實現(xiàn)的功能包括:

  1、報文的封裝和發(fā)送、接收和解析,根據(jù)報文格式填充/提取ID和數(shù)據(jù);

  2、通信管理,以調(diào)度表的方式控制時間片的輪轉(zhuǎn)和相應(yīng)幀的發(fā)送;

  3、網(wǎng)絡(luò)管理,休眠和喚醒;

  LIN總線采取8N1的SCI數(shù)據(jù)格式,協(xié)議驅(qū)動器在SCI的基礎(chǔ)上以軟件的形式實現(xiàn)。軟件就是“數(shù)據(jù)+操作”[2],作為一個可復(fù)用、移植性強的軟件模塊,其數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和API函數(shù)的設(shè)計是軟件模塊設(shè)計的兩個重要組成部分,下面從數(shù)據(jù)鏈路層和應(yīng)用層兩個方面介紹下協(xié)議驅(qū)動器的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計和API函數(shù)設(shè)計。

  數(shù)據(jù)鏈路層

  數(shù)據(jù)鏈路層主要實現(xiàn)LIN報文的發(fā)送及接收,報文格式如圖1所示。

  LIN報文由報文頭+響應(yīng)組成,報文頭包括同步間隔、同步字段和標(biāo)識符三個部分,其中同步間隔為10 bit 0,同步場為0x55,標(biāo)識符唯一標(biāo)識該報文;響應(yīng)包括數(shù)據(jù)和校驗兩個部分,報文數(shù)據(jù)長度由應(yīng)用層設(shè)計指定,也可以認為由標(biāo)識符唯一指定,校驗和包括經(jīng)典校驗和和增強型校驗和兩種方式,均采用帶進位加法進行計算,不同之處在于經(jīng)典校驗和只對數(shù)據(jù)做校驗,而增強型校驗和的校驗數(shù)據(jù)中含有標(biāo)識符,診斷報文采用經(jīng)典校驗和,其它報文采用增強型校驗和。

  由于LIN物理層為單線通信,且采取一種多從的時間片輪轉(zhuǎn)方式,不存在CAN總線的競爭總線問題[3],所以LIN節(jié)點發(fā)送數(shù)據(jù)可以回讀到同樣的數(shù)據(jù),其報文的發(fā)送和接收可以統(tǒng)一在SCI的接收中斷中,以狀態(tài)機的形式實現(xiàn)[4],狀態(tài)對應(yīng)報文的各個組成部分,狀態(tài)機跳轉(zhuǎn)條件便是數(shù)據(jù)接收中斷。根據(jù)LIN報文結(jié)構(gòu),設(shè)計如下形式的結(jié)構(gòu)體:



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