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LINバスタイミング計算ツール

車載用LINネットワーク設計のLINバスビット時間、ブレークフィールド長、フレーム時間、および最大フレームレートを計算します。

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公式

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

参考: LIN Specification Package Revision 2.2A

T_bit— ビットタイム (μs)

N— データバイト数

T_frame— 合計フレーム時間 (μs)

仕組み

この計算機は、自動車ボディエレクトロニクスのLINバスフレームタイミングパラメータを決定します。自動車エンジニアやECU設計者はこれを使用して、LIN 2.2A仕様 (ISO 17987) に従ってマスター/スレーブのスケジューリングを構成します。LINは1～20 kbpsで動作する単線シングルマスタープロトコルで、CANの複雑さが不要なコスト重視のアプリケーション向けに設計されています。LIN プロトコルのタイミングは ISO 17987-1 から ISO 17987-7 (道路車両 — ローカル・インターコネクト・ネットワーク) で標準化されています。これは 2010 年に公開された LIN コンソーシアムのLIN 2.2A 仕様書に取って代わります。各フレームは、ブレークフィールド (下位 13 ビット以上)、ブレークデリミタ (1 ビット高)、同期バイト (0x55 パターン)、保護識別子 (6 ビット ID + 2 ビットパリティ)、1 ～ 8 データバイト、および拡張チェックサムで構成されます。19.2 kbps (最も一般的なレート) のビット時間は 52.08 マイクロ秒です。8 バイトメッセージのフレームスロット時間は、 T_frame = T_header + T_response = (34 + 10n) x T_bit = (34 + 80) x 52.08 us = 5.94 ミリ秒として計算されます。LINマスタースケジューリングでは、スレーブ応答ジッターに対応するために、LIN 2.2Aセクション2.4.2に従ってタイミングマージンが 40% のフレームスロットを割り当てる必要があります。

計算例

車のドアモジュールは、さまざまなデータ長の4つのLINスレーブ（ミラー、ウィンドウ、ロック、照明）と19.2 kbpsで通信します。ラインごとの2.2A仕様セクション2.4: ビットタイム = 1/19200 = 52.08 us。ミラーステータス (2 バイト): T_header_nominal = 34 ビット x 52.08 us = 1.77 ミリ秒。 T_response_nominal = (10 x 2 + 10) ビット x 52.08 us = 1.56 ミリ秒。 T_frame_nominal = 3.33 ms。マージンが 40% の場合: T_slot = 3.33 x 1.4 = 4.66 ミリ秒。ウィンドウ位置 (4 バイト): T_frame = (34 + 50) x 52.08 us = 4.37 ミリ秒、 T_slot = 6.12 ms。合計スケジュールサイクル:4.66 + 6.12 + 4.66 + 6.12 = 21.56 ミリ秒。すべてのスレーブで 46 Hz の更新レートを実現。

実践的なヒント

✓LIN 2.2Aセクション2.3.1.1によると、マスター・ブレーク・フィールドは13ビット以上（19.2kbpsで676us）でなければなりません。スレーブ検出ジッターに対するマージンには14〜15ビットを使用してください
✓イベントトリガーフレーム（複数のスレーブが同じIDに応答）を通常のスロットの2倍の衝突解決時間でスケジュールし、同時応答を処理する
✓診断フレーム（ID 0x3C/0x3D）には、標準データが短い場合でも8バイトの応答スロットを割り当てます。診断では常に8バイトのPDUが使用されます

よくある間違い

✗ビットレートを正確に19200 Hzに設定-LIN仕様では +/ -14% の許容誤差 (16512-21888 Hz) が必要ですが、エッジケースではスレーブが同期に失敗することがあります
✗40% のマージンなしでフレームスロットを割り当てると、スレーブが最大許容遅延（1 バイトあたり 8 ビット）で応答すると、スケジュールのオーバーランが発生する
✗LIN 2.xスレーブの拡張チェックサム（PIDを含む）の代わりに従来のチェックサム（データバイトの合計のみ）を使用すると、チェックサムが 100% 失敗する

よくある質問

LINバスの最大速度はどれくらいですか？

LIN 2.2Aは1～20キロビット/秒と規定していますが、車載機器では19.2キロビット/秒が最も一般的です。レートが高くなると、単線ノイズ耐性とスレーブ発振器の許容誤差 (+/ -14%) によって制限されます。20 kbps のビットタイムは 50 マイクロ秒で、9.6 kbps のビットタイムは 104 マイクロ秒です。20 kbps を超えるレートには CAN を使用する必要があります。

LINフレームはCANフレームとどう違うのですか？

LINはマスター制御スケジューリングによる時分割多重化を使用し、CANは優先順位アービトレーション付きのCSMA/CDを使用します。LIN フレーム:34 ビットヘッダ+データバイトあたり 10 ビット+10 ビットチェックサム (19.2 kbps で 3.3-8.3 ミリ秒)。CAN フレーム:44 ビットのオーバーヘッド+データバイトあたり 8 ビット (500 kbps で 0.2 ～ 0.3 ミリ秒)。コストはノードあたりLINが0.30 USD、CANが1.50 USDです。

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