Lin总线Transceiver基础

汽车安全 1年前 (2023) admin
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汽车智能化的发展,更高带宽、更高速率的总线在不断增加比重。但是,成本依然是一个不可忽视的角色,比如:车窗、门锁、座椅等使用场景,没有必要为了速度而使用高成本的CAN、Ethernet等总线,低成本的Lin总线即可满足需求。本文,从Lin Transceiver(简写Trcv)视角聊聊Lin总线。

1、Lin Trcv的PCB布局

Lin(Local Interconnect Network)总线与CAN总线一样,串行通信。与CAN总线不同的是:Lin总线单线传输信号,而CAN总线使用双绞线利用差分电压传输信号

具体项目中的Lin Trcv PCB布局,与选用的型号和设计相关,各家产品设计会有所差别。本文,讨论两款Lin Trcv:TJA1021、TJA1027。

(一)TJA1027

TJA1027与uC、Battery的一般布局关系,示意如下:

Lin总线Transceiver基础

如上图,Lin Module的数字信号通过RXD、TXD与TJA1027交互,之后TJA1027将数字信号转换成模拟信号发送到Lin BUS。数字信号中,数字1表示隐性(recessive)、数字0表示显性dominant)。不同节点之间无法通过数字信号交互,需要通过Trcv进行数/模转换。在Lin总线中,用12V模拟隐性,0V模拟显性,即:上图中的LIN Pin(对应6 Pin脚)在Lin Bus中,通过传输12V、0V电压将信息发送到目标节点。

Lin总线中,有一个Pin常连Battery(上图中的第7 Pin),用于监控总线唤醒事件。

(二)TJA1021

TJA1021与uC、Battery的一般布局关系,示意如下:

Lin总线Transceiver基础

与TJA1027不同,TJA1021有INH Pin,这也意味着此类型的Lin Trcv可以唤醒uC(TJA1027不能唤醒uC),因为INH的使能会激活SBC给uC输出工作电压,进而激活uC,之后uC控制Lin Trcv的工作状态。

TJA1021具有WAKE_N Pin,也就意味着:TJA1021具有本地唤醒功能,这是TJA1027所没有的。

2、操作模式

不同的Lin Trcv,对应的操作模式会有所不同,本文着重讨论TJA1021的操作模式(Operating modes)。TJA1021操作模式包括:Normal mode、Power-on mode、Sleep mode、Standby mode。对于这些模式的理解,可以通过下图理解:

Lin总线Transceiver基础

信息解读:

  • INH Pin只有在Sleep Mode下,处于悬空状态(floating),其余模式处于HIGH状态(12V)。在uC唤醒阶段,可以通过检测INH状态知道是哪个Trcv触发唤醒。唤醒源的检测,在之前的文章就讨论过,可以参考前文《嵌入式开发:如何识别PowerOn唤醒和总线唤醒》;

  • 如果有本地或者远程唤醒事件,Trcv自动进入Standby Mode,同时,RXD由悬空状态切换为LOW状态,此时,可以通过TXD判断唤醒原因。如果设计中,没有使用本地唤醒,RXD的拉低可以看作远程唤醒,即:Lin Bus唤醒;

  • 只有Lin Trcv进入Normal mode,Lin数据方可收/发;

  • 只有Lin Trcv进入Normal mode,SLP_N Pin拉高。

3、Wake-up

本文讨论TJA1021的唤醒方式。TJA1021在Sleep Mode下,有三种唤醒方式。

(一)远程唤醒(Remote wake-up)

远程唤醒也就是总线唤醒,总线唤醒如下所示:

Lin总线Transceiver基础

总线唤醒需要满足如下条件:LIN Pin拉低时间>twake(dom)LIN,之后,LIN Pin由低拉高。

(二)模式切换唤醒

场景:下电流程中,上层需要重新唤醒Lin通信,此时,uC依然供电,uC可以通过控制SLP_N Pin,使Lin Trcv进入Normal mode,继续保持工作。

(三)本地唤醒

也就是WAKE_N使能,如果设计中,使用WAKE_N,eg:WAKE_N与KL15连接,Lin Trcv可以本地唤醒。

4、CAN/LIN DB9接线

开发过程中,大家可能会做DB9线束,以便于连接仿真设备进行仿真,eg:CANoe。
CAN DB9接线如下所示:

Lin总线Transceiver基础

LIN DB9接线如下所示:

Lin总线Transceiver基础

提示:LIN Pin对应Lin Trcv的PIN脚。

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原文始发于微信公众号(开心果 Need Car):Lin总线Transceiver基础

版权声明:admin 发表于 2023年4月23日 上午9:59。
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