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Calculadora de Temporización Bus LIN

Calcula la temporización de trama LIN, tiempo de campo break y velocidad de transmisión.

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Fórmula

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}

Referencia: LIN Specification Package Revision 2.2A

T_bit— Un poco de tiempo (μs)
N— Número de bytes de datos
T_frame— Tiempo total de fotogramas (μs)

Cómo Funciona

Esta calculadora determina los parámetros de temporización del cuadro del bus LIN para la electrónica de carrocerías de automóviles. Los ingenieros de automoción y los diseñadores de ECU la utilizan para configurar la programación maestro-esclavo según la especificación LIN 2.2A (ISO 17987). LIN es un protocolo de un solo cable y un solo maestro que funciona a una velocidad de 1 a 20 kbps y está diseñado para aplicaciones sensibles al costo en las que la complejidad de CAN es innecesaria. La temporización del protocolo LIN está estandarizada en las normas ISO 17987-1 y ISO 17987-7 (vehículos de carretera: red de interconexión local), que sustituyen al documento de especificación LIN 2.2A del Consorcio LIN publicado en 2010. Cada fotograma se compone de: campo de interrupción (>= 13 bits de nivel bajo), delimitador de interrupción (1 bit de alto), byte de sincronización (patrón 0x55), identificador protegido (ID de 6 bits + paridad de 2 bits), 1 a 8 bytes de datos y suma de comprobación mejorada. A 19,2 kbps (la velocidad más común), el tiempo de bits es de 52,08 microsegundos. El intervalo de fotogramas de un mensaje de 8 bytes se calcula de la siguiente manera: T_frame = T_header + T_response = (34 + 10n) x T_bit = (34 + 80) x 52,08 us = 5,94 ms. La programación maestra de LIN debe asignar ranuras de fotogramas con un margen de tiempo del 40% según la sección 2.4.2 DE LIN 2.2A para adaptarse a la fluctuación de respuesta secundaria.

Ejemplo Resuelto

Un módulo de puerta de automóvil se comunica con 4 esclavos LIN (espejo, ventana, cerradura, iluminación) a 19,2 kbps con diferentes longitudes de datos. Según la sección 2.4 de la especificación LIN 2.2 A: Tiempo de bits = 1/19200 = 52,08 us. Estado del espejo (2 bytes): T_Header_nominal = 34 bits x 52,08 us = 1,77 ms. T_Response_nominal = (10 x 2 + 10) bits x 52,08 us = 1,56 ms. T_Frame_nominal = 3,33 ms. Con un margen del 40%: T_slot = 3,33 x 1,4 = 4,66 ms. Posición de la ventana (4 bytes): T_frame = (34 + 50) x 52,08 us = 4,37 ms, T_slot = 6,12 ms. Ciclo total de programación: 4,66 + 6,12 + 4,66 + 6,12 = 21,56 ms, con lo que se consigue una velocidad de actualización de 46 Hz para todos los servidores secundarios.

Consejos Prácticos

  • ✓Según la sección 2.3.1.1 de LIN 2.2A, el campo de interrupción maestro debe tener >=13 bits (676 us a 19,2 kbps); utilice de 14 a 15 bits para obtener un margen contra la fluctuación de fase de detección secundaria
  • ✓Programe fotogramas activados por eventos (varios esclavos responden al mismo identificador) con un tiempo de resolución de colisiones igual al doble del intervalo normal para gestionar las respuestas simultáneas
  • ✓Para los marcos de diagnóstico (ID 0x3C/0x3D), asigne una ranura de respuesta de 8 bytes aunque los datos típicos sean más cortos; los diagnósticos siempre utilizan PDU de 8 bytes

Errores Comunes

  • ✗Configuración de la velocidad de bits exactamente a 19200 Hz: la especificación LIN requiere una tolerancia de +/ -14% (16512-21888 Hz), pero los esclavos en los casos extremos pueden fallar en la sincronización
  • ✗Asignar ranuras de fotogramas sin un margen del 40%, lo que provoca un desbordamiento de la programación cuando los esclavos responden con el retraso máximo permitido (8 bits por byte)
  • ✗Utilizar la suma de comprobación clásica (solo suma de bytes de datos) en lugar de la suma de comprobación mejorada (incluye PID) para los esclavos de LIN 2.x, lo que provoca errores de suma de comprobación del 100%

Preguntas Frecuentes

El LIN 2.2A especifica de 1 a 20 kbps, siendo los 19,2 kbps los más comunes en la automoción. Las velocidades más altas están limitadas por la inmunidad al ruido de un solo cable y la tolerancia del oscilador secundario (+/ -14%). A 20 kbps, el tiempo de bits es de 50 us; a 9,6 kbps, el tiempo de bits es de 104 us. Se debe usar CAN para velocidades superiores a 20 kbps.
LIN usa la multiplexación por división de tiempo con una programación controlada por el maestro; CAN usa CSMA/CD con arbitraje prioritario. Trama LIN: encabezado de 34 bits + 10 bits por byte de datos + suma de comprobación de 10 bits (3,3 a 8,3 ms a 19,2 kbps). Trama CAN: 44 bits de sobrecarga + 8 bits por byte de datos (0,2-0,3 ms a 500 kbps). LIN cuesta 0,30 USD por nodo, frente a USD 1,50 USD por nodo CAN.

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