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LIN-Bus-Timing-Rechner

Berechnet die LIN-Bus-Bitzeit, die Unterbrechungsfeldlänge, die Bildzeit und die maximale Bildrate für das LIN-Netzwerkdesign in der Automobilindustrie.

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Formel

Tbit=1baud_rate,Tframe=(13+1+10+10+10N+10)⋅TbitT_{bit} = \frac{1}{baud\_rate},\quad T_{frame} = (13+1+10+10+10N+10) \cdot T_{bit}

Referenz: LIN Specification Package Revision 2.2A

T_bit— Bit-Zeit (μs)
N— Anzahl der Datenbytes
T_frame— Gesamtrahmenzeit (μs)

Wie es funktioniert

Dieser Rechner bestimmt die LIN-Bus-Frame-Timing-Parameter für die Karosserieelektronik. Automobilingenieure und Steuergerätedesigner verwenden ihn zur Konfiguration der Master-Slave-Planung gemäß der LIN 2.2A-Spezifikation (ISO 17987). LIN ist ein einadriges Single-Master-Protokoll, das mit 1-20 kBit/s arbeitet und für kostensensitive Anwendungen entwickelt wurde, bei denen die Komplexität von CAN unnötig ist. Das LIN-Protokoll-Timing ist in ISO 17987-1 bis ISO 17987-7 (Road vehicles — Local Interconnect Network) standardisiert, die das 2010 veröffentlichte LIN 2.2A-Spezifikationsdokument des LIN-Konsortiums ersetzen. Jeder Frame besteht aus: Unterbrechungsfeld (>=13 Bit niedrig), Unterbrechungsbegrenzer (1 Bit hoch), Sync-Byte (0x55-Muster), geschützter Kennung (6-Bit-ID + 2-Bit-Parität), 1—8 Datenbytes und erweiterter Prüfsumme. Bei 19,2 Kbit/s (der gängigsten Rate) beträgt die Bitzeit 52,08 Mikrosekunden. Die Frame-Slot-Zeit für eine 8-Byte-Nachricht wird wie folgt berechnet: t_Frame = T_Header + t_Response = (34 + 10n) x t_Bit = (34 + 80) x 52,08 us = 5,94 ms. LIN-Master-Scheduling muss Frame-Slots mit einer Zeitspanne von 40% pro LIN 2.2A Abschnitt 2.4.2 zuweisen, um Jitter bei der Slave-Antwort auszugleichen.

Bearbeitetes Beispiel

Ein Autotürmodul kommuniziert mit 4 LIN-Slaves (Spiegel, Fenster, Schloss, Beleuchtung) mit 19,2 kbit/s und unterschiedlichen Datenlängen. Gemäß der LIN 2.2A-Spezifikation Abschnitt 2.4: Bitzeit = 1/19200 = 52,08 us. Spiegelstatus (2 Byte): t_Header_nominal = 34 Bit x 52,08 us = 1,77 ms. t_Response_Nominal = (10 x 2 + 10) Bit x 52,08 us = 1,56 ms. t_Frame_Nominal = 3,33 ms. Mit einer Marge von 40%: t_Slot = 3,33 x 1,4 = 4,66 ms. Fensterposition (4 Byte): t_Frame = (34 + 50) x 52,08 us = 4,37 ms, t_Slot = 6,12 ms. Gesamter Zeitplanzyklus: 4,66 + 6,12 + 4,66 + 6,12 = 21,56 ms, wodurch eine Aktualisierungsrate von 46 Hz für alle Slaves erreicht wird.

Praktische Tipps

  • ✓Gemäß LIN 2.2A Abschnitt 2.3.1.1 muss das Master-Break-Feld >=13 Bit lang sein (676 us bei 19,2 kBit/s) — verwenden Sie 14-15 Bit als Rand gegen Jitter bei der Slave-Erkennung
  • ✓Planen Sie ereignisgesteuerte Frames (mehrere Slaves antworten auf dieselbe ID) mit einer Kollisionsauflösungszeit von 2x normalem Slot, um gleichzeitige Antworten zu verarbeiten
  • ✓Weisen Sie Diagnoserahmen (ID 0x3C/0X3D) einen 8-Byte-Antwortsteckplatz zu, auch wenn die typischen Daten kürzer sind. Für die Diagnose werden immer 8-Byte-PDUs verwendet

Häufige Fehler

  • ✗Einstellung der Bitrate auf exakt 19200 Hz — Die LIN-Spezifikation erfordert eine Toleranz von +/ -14% (16512-21888 Hz), aber bei Slaves in Randfällen kann die Synchronisation fehlschlagen
  • ✗Zuweisung von Frame-Slots ohne 40% -Marge, was zu einer Überschreitung des Zeitplans führt, wenn Slaves mit der maximal zulässigen Verzögerung antworten (8 Bit-mal pro Byte)
  • ✗Verwendung der klassischen Prüfsumme (nur Summe der Datenbytes) anstelle der erweiterten Prüfsumme (einschließlich PID) für LIN 2.x-Slaves, was zu 100% -Prüfsummenausfällen führt

Häufig gestellte Fragen

LIN 2.2A spezifiziert 1—20 kbit/s, wobei 19,2 kbit/s im Automobilbereich am gebräuchlichsten sind. Höhere Übertragungsraten werden durch Eindraht-Störfestigkeit und Slave-Oszillator-Toleranz (+/ -14%) begrenzt. Bei 20 kbit/s beträgt die Bitzeit 50 µs; bei 9,6 kbit/s beträgt die Bitzeit 104 µs. CAN sollte für Raten über 20 kbit/s verwendet werden.
LIN verwendet Zeitmultiplexing mit mastergesteuerter Planung; CAN verwendet CSMA/CD mit Prioritätsarbitrierung. LIN-Frame: 34-Bit-Header + 10 Bit pro Datenbyte + 10-Bit-Prüfsumme (3,3-8,3 ms bei 19,2 Kbit/s). CAN-Frame: 44-Bit-Overhead + 8 Bit pro Datenbyte (0,2-0,3 ms bei 500 kbit/s). LIN kostet 0,30$ pro Knoten, CAN 1,50$ pro Knoten.

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