【经验】如何采用LIN收发器检测LIN2.1协议的信号一致性
LIN总线是专门为汽车开发的一种低成本串行通信网络，LIN传输速率可达20Kb/s，在许多不需要用到车载高速CAN通信的车载网络中，如简单的车身控制，胎压监测等，占有一定的市场。
LIN总线协议经过多年的整改，从LIN1.3到LIN2.0再到LIN2.1协议，逐渐形成规范，并在实际车辆使用中得到了验证。作为单总线协议，LIN2.1制定了许多规则，并要求LIN节点能够支持LIN通讯的MCU必须能够满足这些规范，以达到总线上数据传输的正确性与一致性。
笔者在车载车身控制器（BCM）项目中就曾遇到过一次不满足LIN规范的软件设计，最终由BCM的主MCU端瑞萨UPD78F1828检测出总线LIN一致性错误，产生错误中断，这才让我们注意到LIN2.1中对于数据一致性部分的要求。以下笔者会介绍该一致性错误的检测原理，以及如何在设计中避免它。
关于一致性错误在LIN2.X协议中描述了以下要求：
1.在主发送期间，回读核对总线数据，如果和发送的数据不匹配，那么在停止位之前该不匹配应该被探测到，并停止发送行为。
该问题通常在我们测试阶段就可以有效的检测出来，如果数据不匹配则明显不满足我们的软件设计要求。
2.信号规范，考虑在通信过程中地面电压的转换和下降，以及信号传播过程中因延误造成的不对称性，对LIN总线的定时参数作了规定。如下图1，图2所示。
图 1 LIN总线波形时序
图 2 LIN定时参数
上述定时参数，我们在设计过程中以及测试过程是容易忽略掉的，但如果我们设计时没有考量这两个参数，例如使用普通的串口模拟LIN通信，极有可能导致LIN总线的不正常工作。瑞萨UPD78F1828芯片，支持LIN2.x协议的LIN通信模块，可以检测到该不一致性错误，同时产生错误中断以方便工程师记录并修改错误。
那应该如何避免该错误呢？上述的定时参数D1和D2可能看起来计算比较复杂，但实际上很好理解。在MLX80020 LIN收发器的规格书中可看到以下介绍：
图 3 MLX81107 LIN收发器时序图
如上图3中D1即LIN收发器解析出来的RXD信号的低电平占空比，要求大于39.6%，而D2即RXD信号的高电平占空比，要求小于58.1%。因此一个良好的LIN收发器会在内部结构中看到斜率控制的模块，如MLX80020，以更好的控制RXD的占空比来满足LIN2.1的协议规范。如下图4所示：
图4 MLX80020内部结构框图
此外，在作为从节点应答主节点LIN通讯时，为避免过早的拉低对方的STOP信号，导致主节点的RXD占空比下降，可以在收到主节点报文后，延迟数个us来响应主节点，使LIN的波形图满足LIN协议的一致性规范。在测试时可以由支持LIN通信的瑞萨RL78系列MCU来判断这一规范。
综上，我们在开发关于LIN总线的项目时，应尽量选择满足其LIN2.1协议的规范的器件，以防止后期出错，造成不必要的困扰。
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