Формат кадра LIN

Шина LIN является системой опросного типа, состоящей из единственного ведущего устройства и одного или нескольких ведомых. Ведущее устройство содержит задачи ведущего и ведомого, в то время как каждое ведомое устройство только задачу ведомого. Коммуникация по шине LIN полностью управляется задачей ведущего в ведущем устройстве. Основным блоком передачи данных по шине служит кадр, состоящий из заголовка и ответного сигнала ведомого устройства. Заголовок всегда передаётся ведущим устройством и включает три поля: синхропауза (break), поле синхронизации (sync) и идентификатор (ID). Ответ посылается задачей ведомого, которая может находиться как в ведущем, так и в ведомом устройстве, и содержит полезные данные и контрольную сумму.

В обычном режиме задача ведущего циклически опрашивает каждую задачу ведомого, посылая заголовок, содержащий последовательность break-sync-ID. Перед началом обмена сообщениями каждая задача ведомого конфигурируется либо для публикации данных на шине, либо для подписки на данные в ответном сигнале на каждый принятый идентификатор заголовка. При получении заголовка каждая задача ведомого проверяет чётность ID, а затем и сам идентификатор, чтобы определить необходимое действие – публикация данных или подписка на данные. Если задача выполняет публикацию данных в ответном сообщении, она передаёт от 1 до 8 байт данных на шину и следующий за ними 1 байт контрольной суммы. Если задача ведомого выполняет подписку на данные, она производит считывание полезных данных с шины вместе с контрольной суммой и принимает соответствующие внутренние действия. 

В стандартной коммуникации ведущий/ведомый ведущий посылает идентификатор в сеть и только один ведомый передаёт в ответном сообщении полезные данные.

Процесс обмена данными между ведущим и ведомым устройством завершается отдельной задачей ведомого в ведущем устройстве. Эта задача самостоятельно принимает все данные, опубликованные на шине, и отвечает, как если бы это были независимые ведомые устройства. Для передачи байт данных ведущее устройство должно первым обновить ответный блок кадра своей внутренней задачей ведомого теми данными, которые оно собирается транслировать. Затем это устройство публикует соответствующий заголовок кадра, и внутренняя задача ведомого передаёт полезные данные на шину.

Рис. 2. Кадр сообщения LIN

1. Синхропауза (Break)

Каждый кадр LIN начинается с синхропаузы, состоящей из 13 доминантных битов (номинально) и следующего за ним 1 бита (номинально) разделителя. Данная комбинация служит указателем начала передачи кадра для всех ведомых устройств на шине.

2. Поле синхронизации (Sync)

Поле синхронизации является вторым полем, передаваемым задачей ведущего в заголовке. Данное поле идентифицируется символами x55 и позволяет ведомым устройствам, которые выполняют автоматическое определение скорости в бодах, измерить период скорости передачи и отрегулировать их внутреннюю скорость передачи данных для синхронизации с шиной.

3. Поле идентификатора (ID)

Поле идентификатора завершает процесс передачи заголовка задачей ведущего. Это поле позволяет идентифицировать каждое сообщение в сети, и в конечном счёте, определяет, какое из устройств сети принимает или отвечает на каждое сообщение. Все задачи ведомого непрерывно прослушивают поля ID, проверяют их на чётность и определяют, являются ли они публикатором или подписчиком для конкретного идентификатора. Всего на шине LIN доступны 64 идентификатора. ID с 0 по 59 используются для кадров передачи данных, 60 и 61 – для диагностических сообщений, 62 зарезервирован для пользовательских расширений, а 63 находится в резерве для будущих модернизаций протокола. ID передаётся по шине как один защищённый байт данных, 6 младших битов которого содержат собственно идентификатор, старшие 2 бита выполняют функцию контроля чётности.

Таблица 2. Метод вычисления чётности

4. Байты данных (Data Bytes)

Поле байт данных передаётся задачей ведомого в ответном блоке. Поле содержит от 1 до 8 байт полезных данных. 

5. Контрольная сумма (Checksum)

Поле контрольной суммы передаётся задачей ведомого в ответном блоке. Протоколом шины LIN используется один из двух алгоритмов подсчёта контрольной суммы с размещением значения в 8-битном поле. Классический алгоритм вычисляет контрольную сумму путём суммирования отдельных байт данных, в то время как расширенный алгоритм суммирует байты данных и защищённый ID.

Спецификацией протокола LIN 2.0 определён процесс вычисления контрольной суммы в виде суммирования всех значений и вычитания 255 каждый раз, когда сумма больше или равна 256 (по модулю 255 или 256). Согласно спецификации LIN 2.0, алгоритм классической контрольной суммы используется с ведомыми устройствами LIN 1.3, а расширенная контрольная сумма – с ведомыми устройствами LIN 2.0. Далее спецификация указывает, что идентификаторы от 60 до 63 должны всегда использовать классический алгоритм подсчёта контрольной суммы. Интерфейс NI LIN предоставляет атрибуты для установки типа алгоритма подсчёта контрольной суммы. По умолчанию он установлен на классический алгоритм. При этом независимо от заданных атрибутов, идентификаторы от 60 до 63 будут использовать классический алгоритм в соответствии со спецификацией LIN 2.0.

На рис. 3 показана комбинация заголовка задачи ведущего и ответа задачи ведомого, представляющая собой полный кадр сообщения на шине LIN. 

Рис. 3. Формирование полного кадра сообщения LIN

---

---

Главная - Микросхемы - DOC - ЖКИ - Источники питания - Электромеханика - Интерфейсы - Программы - Применения - Статьи