目录
1. 文件的范围 1.1 理由 1.2 任务/主题 1.3 概述
1.4
与LIN规范的关系(参考第2.6节,1.4.1 LIN规范包 1.4.2 LIN物理层规范包 1.4.3 LIN协议规范 1.4.4 LIN诊断和配置规范 1.4.5 LIN API规范 1.4.6 LIN配置语言规范 1.4.7 LIN节点能力语言规范
2. 参考 2.1
适用的出版物
2.1.1 SAE出版物 2.1.2 ISO文件 2.1.3 供应商出版物 2.1.4 其它出版物
3. 对术语的定义
规范包)LIN2.0
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3.1
词汇
3.1.1 命令帧 3.1.2 数据链路层 3.1.3 显性信号 3.1.4 “休眠”状态 3.1.5 主动节点 3.1.6 媒体 3.1.7 物理层 3.1.8 协议 3.1.9 出版商 3.1.10 辐射发射 3.1.11 辐射抗扰度 3.1.12 隐性信号 3.1.13 请求帧 3.1.14 从动节点 3.1.15 用户
SAE技术标准线路板规则规定:“此报告由SAE出版以提升技术和工程科学的状态。本报告的使用时完全自愿的,它对任何特殊用途的应用性和适合性,包括由此导致的专利权违反都只是用户的责任。” SAE至少每五年会评审一次所有的技术报告,在此期间,它可以被再次肯定,修订,或者取消。SAE要求你的书面评论和建议。 所有权力被保留。在没有得到SAE的书面同意之前,此出版物的任何
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4. 首字母缩略词,缩写,以及标致 5. LIN 系统要求 5.1 5.2 5.3 5.4
LIN规范包
J2602串行数据链路参数
主动错误检测(参考第4.1节,LIN2.0协议规范)
由从动任务进行的帧处理(参考第4.2.2节,LIN2.0协议规范)
5.4.1 从动任务错误检测 5.4.2 在发送出错时的从动行为 5.4.3 在接收出错时的从动行为 5.5 5.6
信息发送的时间容许值(参考第2.2节,LIN2.0协议规范) LIN 产品标识(参考第2.4节,LIN2.0诊断和配置规范)
5.6.1 对功能标识符段落的说明: 5.6.2 对可变标识符段落的说明: 5.7
强制性的节点配置请求(参考LIN2.0诊断和配置规范)
5.7.1 总体配置要求
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5.7.1.1 配置的从动执行 5.7.1.2 从动设备的配置能力 5.7.1.3 主动配置信息配对 5.7.2 NAD和信息标识符的设置 5.7.2.1 NAD设置 5.7.2.2 信息标识符的设置 5.7.2.3 配置信息
5.7.2.4 对第5.7.2.3节中的选项2和选项3的响应信息 5.7.2.5 基于广播信息的DNN
5.7.2.5.1基于每个节点4条信息的广播信息设置的DNN 5.7.2.5.2基于每个节点8条信息的广播信息设置的DNN 5.7.2.5.3基于每个节点16条信息的广播信息设置的DNN 5.7.3 靶向复位 5.7.3.1 命令 5.7.3.2 正响应 5.7.3.3 负响应 5.7.4 广播重置 5.7.4.1 命令 5.7.4.2 响应 5.8 信息格式
5.8.1 校验和(参考第2.1.5节,LIN2.0协议规范) 5.8.2 信号连续性(参考第1.2节,LIN2.0协议规范)
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5.8.3 信号编码类型(参考第1.1节,LIN2.0协议规范) 5.8.4 信号管理 5.8.6 J2602状态字节 5.8.6.1 错误字段定义 5.8.6.1.1 没有检测到的故障 5.8.6.1.2 5.8.6.1.3 5.8.6.1.4 5.8.6.1.5 5.8.6.1.6 5.8.6.2 5.8.6.2.1 5.8.6.2.2 5.8.6.2.3 5.9 5.9.1 5.9.2 5.9.2.1 5.9.3
6 6.1 重置 数据错误 校验和错误 字节字段帧错误 标识符校验和错误 应用信息字段 APINFO4 APINFO[3:0] 无可报告的应用信息 信息类型
无条件帧的可用性(参考第2.3.1节,LIN 2.0协议规范)事件触发帧(参考第2.3.2节,LIN 2.0协议规范) 标识符设置(产生于事件触发帧异常现象的J2602要求) 偶发的帧(参考第2.3.3节,LIN 2.0协议规范) J2602 API 要求 主动节点配置API
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6.2 诊断传输层API 6.3 其它的API要求
7 J2602总线操作
7.1 正常通信模式和传送速率 7.2 7.2.1 7.2.2 7.2.2.1 7.3 7.3.1 7.3.2 7.4 7.4.1 7.5 7.5.1 7.5.2 7.5.3 7.6 7.6.1 7.6.1.1 7.6.1.2 睡眠/唤醒模式
醒来(参考第5.1节,LIN2.0协议规范) 去睡觉(参考第5.2节,LIN2.0协议规范) 从动节点睡眠 LIN 控制器时钟公差 主动-从动通信 从动-从动通信 总线的电参数
LIN总线信号和负载要求 LIN数据链路(UART)要求 采样点 同步 发送信息缓冲 LIN ECU要求 ECU电路要求 主动节点电阻器
主动节点拉高反向阻断二极管
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7.6.1.3 主动节点电容 7.6.1.4 从动节点电容 7.6.1.5 静电放电瞬态抑制器 7.6.2 线路板布局要求 7.7 网络拓扑结构 7.7.1 7.7.2 7.7.3 7.7.4 7.7.5 7.7.6 7.7.7 7.8 7.9 7.10 7.11 7.12 7.12.1 7.12.2 7.12.3 7.12.4 7.12.5 ECU接地损失 ECU电池损失 总线电路负载分布 总线布线拓扑结构配置 总线布线的限制条件
用于改善EMC性能的总线布线实践 总线布线线束和ECU连接器 静电放电抗扰度 EMC测试要求 容错模式 接地偏移电压 运行的电池电源电压范围 正常的电池电压电源操作 电池电源过压操作 低电池电压操作 电池偏移电压 反向电池阻断二极管
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7.13 环境要求 7.13.1 发送的操作条件 7.13.1.1 主动设备 7.13.1.2 从动设备 7.13.1.2.1 独立的收发器 7.13.1.2.2 集成的收发器
8 确认 9 注意事项 9.1 页边标记
表格清单
表1 NAD到信息标识符的映射
表2 映射到LIN定义的数据实体的常见信号编码类型 表3 ERR状态
表4 主动-从动通信时钟公差 表5 主动-从动通信时钟公差 表6 LIN总线信号和负载要求
表7 #节点/网络阻抗/主动节点电容对最大线束长度图 表8 静电放电抗扰度要求
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图像清单
图1 唤醒信号定时 图2 位采样定时
图3 典型的LIN从动总线接口 图4 典型的LIN主动总线接口 图5 LIN环状拓扑结构 图6 LIN线性拓扑结构 图7 LIN星型拓扑结构
图8 LIN环状与星型拓扑结构的结合 图E1 传播延迟和工作周期之间的关系
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前言
本文件的目标是为一个使用本地内联网(LIN)协议的低速汽车串行数据网络通信的实现定义一个标准化的水平。
本文件的目标是定义一个串行数据物理层,数据链路层以及被安装于各种汽车电子控制单元(ECU)中的媒体设计标准。此标准允许ECU和工具制造商在对基本的设计作出最少修改的情况下满足各种终端用户的需求。由于基本设计的更高的工业总量会达到更低的ECU花费,此标准将有利于汽车原始设备生产商(OEMs)。
注意 – 对此文件的理解需要LIN 2.0规范包的应用知识。
1.文件的范围
此文件覆盖了用于(基于LIN 2.0的)SAE实现的要求。此文件中陈述的要求将会对所有兼容的ECUs和媒体应该被设置的性能提供一个最小的标准水平。这将确保所有被连接的设备之间的全部串行数据通信与供应商无关。
SAE J2602的目标是通过解决那些模棱两可,有矛盾的,或者选择性的LIN 2.0要求来改善一个网络中的LIN设备之间的协同工作能力和可交替性。而且,SAE J2602提供了LIN 2.0中没有的其它要求(例如,容错操作,网络拓扑结构,等等)。
本文件将被特别的汽车OEM元件技术规范引用,该规范将用于描述
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其中放置有单线数据链接控制器和物理层接口的任何给定的ECU。首先,物理层的性能被指定到本文件中。在被提供到元件技术规范中的时候,ECU环境和其它要求应该取代本文件的要求。
期望的读者包括,但不限于ECU供应商,LIN控制器供应商,LIN收发器供应商,元件发布工程师和汽车系统工程师。
1.1 理由
在用于J2602的一致性测试(J2602-2)的开发期间,我们发现了一些问题,并且决定更正。这些问题包括: 1. 第3.1节- 增加了对命令帧和请求帧的定义。
2. 第5.3节 – 经决定:当信息标题的一个错误被检测到的时候,主动设备应该检测错误并且停止发送。这将会简化主动软件并且将会使得总线的行为更具有可预测性。
3. 第5.4.1节 – 此节中的错误的名称与第5.8.5.1.3.6节中描述的错误名称不匹配。它们现在是匹配的。
4. 第5.4.3节 – 本规范现在明确地陈述:如果由从动接收的同步字节数据部正确,从动应该设置一个错误代码并且忽略信息的其余部分。
5. 第5.5节 –如果在此范围内 TFrame_Maximum被使用了两次,那么第一次被使用时它应该是TFrame_Mainimum.
6. 第5.7.2.5节 – 广播信息标识符映射已经被说明。
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7. 第5.7.3节 – 在一个靶向重置命令被接收到时,增加了对设备行为的其它要求,以使该行为更具可预测性。
8. 第5.8.2节 – 增加对J2602状态字节中信号连续性的一个注释。 9. 新的5.8.4节 – 在第5.8.3节和旧的5.8.4节中间被插入。定义了对帧内信号的充分利用。
10. 第5.8.6.1.3节 – Tx位错误已经被改变为数据错误以包含一个从动接收一个数据字节(而不是用于同步字节的$55)的情况.
11. 第5.8.6.2.1节 – 此节已经被添加以定义APINFO4的使用。此位现在已经被定义,以显示从动应用正在请求来自主动的服务。 12. 第6.3节 – 参考J2602-3中的API要求。
13. 第7.2.1节 – 由从动发送的唤醒脉冲已经两次重复发送之间的最小时间,但是没有最大时间。这个问题已经被解决。
14. 第7.12.2节 –与在一个过压事件期间系统的行为有关的其它信息已经被添加。
1.2 任务/主题
此串行数据链路网络期望用于不需要高数据率而需要可以减小在网络中被使用的物理媒体元件和微处理器和/或者专门的逻辑器件(ASICs)的花费的低速率应用。
1.3概述
LIN是一个单线,低花费的A类通信协议。LIN是一个主动-从动协议,并且将大多数通用异步接收器发送器(UART)或者串行通信接口(SCI)设备的基本功能作为主动和从动设备中的协议控制器。为了符合低速
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数据发送要求的目标“-比一个OEM专用的通信链接或者CAN链接更低的花费”,基于ISO 1941规范的单线传送媒体被选择。此协议是围绕一个UART/SCI能力集来实现的,因为硅的封装是较小的(更低的花费)。许多小的微处理器被配备了一个UART或者SCI接口(更低的接口),并且这些设备的软件接口是相对容易实现的(更低的软件花费)。最后,按照机电一体化的思路,协议控制器(UART/SCI)相对简单的特性和基于状态操作的特性允许应用指定的集成电路(ASICs)的创造执行为输出传感器收集和激励器输出控制设备。 总线上的所有信息通信都由主动设备开始。从动设备接收命令并对来自主动的请求作出响应。在主动开始了所有总线通信之后从动不能通信,除非被收到主动的请求。但是,从动设备可以生成一个总线唤醒,如果它们的内部功能需要此特征的话。
“LIN联盟”开发了此系列的LIN规范。此联盟是一群汽车原始设备制造商,半导体制造商,以及通信软件和工具开发者。LIN系列规范由LIN指导委员会(这些成员的一个闭合子集)“发布”。相关的联盟成员通过加入到LIN工作小组而促成了此规范的形成;但是,工作组的方向和最终发布的规范内容是LIN指导委员会的责任。
LIN规范包含了超过一个LIN协议和物理层的定义。此外,一个工作流程,诊断和配置方法,对一个应用程序接口的定义(API),一个节点能力文件(NCF)和一个LIN描述文件(LDF)以及语义的文件结构被
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识别为必须的(在所有实现中都是强制性的)。但是,既然协议和物理层中有很大的灵活性,这些规范对J2602网络的适用性将在此文件中被进一步地指定。
1.4 与LIN规范的关系(参考第2.6节,LIN2.0规范包)
正如LIN规范包中所描述的,LIN 2.0协议规范系列由7个文件组成: 1.4.1 LIN规范包
LIN规范包提供了LIN协议,它的特征,以及工作流程的一个概述。 这包括了修订历史,LIN概述和词汇。 1.4.2 LIN 物理层规范
LIN 物理层规范描述了包括位速率,时钟公差,等等的物理层。 1.4.3 LIN 协议规范
LIN 协议规范描述了LIN的数据链路层。 1.4.4 LIN诊断和配置规范
LIN诊断和配置规范描述了能/可以被放置到数据链路层上面的服务,以提供诊断信息和节点配置。 1.4.5 LIN API规范
LIN API规范描述了网络和应用程序之间的接口,包括诊断模块。 1.4.6 LIN 配置语言规范
配置语言规范描述了LIN描述文件的格式,该文件被用于配置完整的网络,并且服务为不同网络节点的主机厂和供应商之间的一个常用接口,以及对开发和分析工具的一个输出。
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1.4.7 LIN节点能力语言规范
LIN节点能力语言规范表述了一个被用于描述现有从动节点的一种格式,该节点可以与一个系统定义工具一起被使用以自动地生成LIN描述文件。
本文件(SAE J2602)的其余部分将直接引用这些LIN规范。 2. 参考
2.1 适用的出版物
下列的出版物组成了此规范(在此指定的内容)的一部分。除非另有说明,应该使用最新版本的SAE出版物。 2.1.1 SAE出版物
从SAE,400 Commonwealth Drive ,Warrendale,PA 15096-0001或者www.sae.org可以获得。
SAE J551 –所有的部分-汽车和设备的电磁兼容性的性能水平和测量方法
SAE J1113 – 所有的部分- 汽车元件的电磁兼容性测试程序 SAE J1113-1 多路复用和数据通信的汽车网络词汇
SAE J1930 – 电气/电子系统诊断的术语,定义,缩写和首字母缩略词 2.1.2 ISO 文件
从ANSI,25West 43rd Street,New York,NY 10036-8002或者www.iso.org可以获得。
ISO 7498 – 数据处理系统,开放系统内联标准参考模式
ISO 7637 – 公路汽车-由传导和耦合产生的电干扰 – 部分1和部分2
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ISO 9141 – 公路汽车 –诊断系统- 对数字信息交互作用的要求 2.1.3 供应商出版物
供应商的文件/设备清单详见附录A。 2.1.4 其它的出版物
始于2003年9月23日的LIN规范包2.0版从www.lin-subbus.org可以得到。
CISPR 25 –用于车载接收器保护的无线电干扰参数的界限值和测量方法从webstore.iec.ch可以得到。
ES – XW7T-1A278-AC —福特元件和子系统电磁兼容性全球要求和测试程序从www.fordemc.com可以得到。此文件应该被参考为福特EMC规范。
3. 术语的定义
3.1词汇 3.1.1 命令帧
其数据由主动节点中的从动任务发布并且被从动节点中的一个或者多个从动任务预定的一个帧。 3.1.2 数据链路层
这提供了通过物理层的可靠的信息转换。它包括信息结构,帧和错误控制。 3.1.3显性信号
LIN总线的从动和低电压状态。如果多个设备使用总线,此状态将会控制隐形的或者非从动的状态。
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3.1.4 “休眠的”状态
在此状态下,从动任务状态机正在等待间断/同步顺序的接收。 3.1.5 主动节点
负责开启所有的信息通信。其它的信息,请详见LIN规范包的词汇表。 3.1.6 媒体
在网络上的ECUs之间传达电(或者相当的通信方式)信号传输的物理实体。 3.1.7 物理层
此ISO 7498子章节由向所有ECU节点之间提供接触互联的媒体,机械接触互联,以及收发器组成。 3.1.8 协议
对ECUs之间的信息交换的正式协定或者规则。这包括信号帧管理,帧发送和物理层的规范。 3.1.9 发布者
作为一个数据源被发送到总线上的一条LIN信息中的一个主动或者从动节点。 3.1.10 辐射发射
从LIN物理层发出的能量。 3.1.11 辐射抗扰度
物理层元件对高能量电磁场中出现的通信错误的敏感度水平。 3.1.12 隐形信号
LIN总线的无驱动和高电压状态。如果多个设备使用此总线,此状态
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将被显性状态覆盖。 3.1.13 请求帧
其数据被有且仅有一个节点中的从动任务发布,并且只被主动节点中的从动任务预定的一个帧。 3.1.14 从动节点
从主动节点接收信息或者对由主动节点开始的信息作出响应的一个设备。其它的信息请详见LIN规范包的词汇表。 3.1.15 预定者
接收一个LIN信息中的数据的一个主动或者从动节点。
4. 首字母缩略词,缩写,以及标志
API – 应用程序接口 ASIC – 应用指定的集成电路 CAN – 控制器局域网 DLC – 诊断链路连接器 DNN – 设备节点编号 ECU – 电子控制单元 EMC – 电磁兼容性 ESD – 静电放电 ISO – 国际标志化组织 Kbits/sec – 千个数据位每秒
LDF – LIN描述文件
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LIN – 本地内联网 LSB – 最低有效字节 lsb - 最低有效位 MSB – 最高有效字节 msb – 最高有效位 NAD – 诊断节点地址 NCF – 节点能力文件 OEM – 原始设备生产商 RE – 辐射发射 RI – 辐射抗扰度 SAE – 汽车工程师协会 SCI – 串行通信接口
UART – 通用异步接收器/发送器
5. LIN系统的要求
所有的ECU LIN接口应该符合2003年9月份出版的LIN规范包,除非此规范中另有指定。 5.1 LIN规范包
第1.4.1节中描述的LIN规范包只是告知性的,没有包含正式的要求。也需注意:包含在LIN 2.0的此节中信息可以或者不可以成为基于J2602实现的典型代表。但是, LIN规范的此节中的词汇表包含了用于理解LIN协议和J2602的定义和专业术语。
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5.2 J2602串行数据链接特性 1.主动/从动冲突避免
2.能够满足LIN2.0的要求,并同以前的设备一起工作。 3.其它的定义符合SAE对串行数据通信网络的要求。 4.从动到从动的通信是不被支持的,将被极力地阻止。
5.3 由主动进行的错误检测(参考第4.1节,LIN 2.0协议规范) 主动任务状态机应该检测在间断/同步/受保护的标识符顺序的发送期间的错误。如果一个错误被检测到(例如,数据不匹配或者数据没有被接收到),主动应该停止帧的发送并且开始发送时间表中指定的下一个帧。
5.4 由从动任务执行的帧处理(参考第4.2.2节,LIN 2.0协议规范) 5.4.1 从动任务错误检测
从动任务状态机(要么在一个从动节点中,要求在一个主动节点中)应该检测下列的错误: 标识符校验和错误
字节字段帧错误(例如,无效的停止位)
数据错误(例如,发送的数据与被读的数据不匹配,发送的数据没有被接收到,收到的固定形式的数据不正确) 校验和错误
5.4.2 在发送过程中出现错误时的从动行为
当一个从动任务状态机检测到一个字节字段帧错误,数据错误,或者
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校验和错误时,从动任务状态机将会在下一个字节字段的发送之前停止发送信息,除非此错误发生在校验和字节的发送期间,并且返回到“休眠的”状态。从动任务也应该设置如第5.8.6节中定义的恰当的错误标志(J2602 状态字节)。
5.4.3 在接收过程中出现错误时的从动行为
当一个从动任务机检测到一个标识符奇偶校验错误,字节字段帧错误,数据错误或者校验和错误时,从动任务状态机应该抛弃从当前帧中缓冲的任何数据,并返回到“休眠的”状态。从动任务也应该设置如第5.8.6节中定义的恰当的错误标志(J2602 状态字节)。 5.5 信息传送的时间容许值(参考第2.2节,LIN 2.0协议规范) 假如帧的发布者和预订者都支持最大的信息传送时间小于TFrame_Minimum,那么每一个最大信息传送时间可以被指定到TFrame_Minimum和TFrame_Maximum之间的范围内。
一个从动节点可以响应的最小时间TFrame_Minimum的值应该被识别到它的节点能力文件中。如果其值没有被提供到节点能力文件中,主动节点应该假定TFrame_Minimum的值是LIN 2.0协议规范中定义的值。 5.6 LIN产品识别(参考第2.4节,LIN 2.0诊断和配置规范) 下列的要求对LIN功能标识符和变量标识符设置条件的目的作了进一步的说明。
5.6.1 对功能标识符段落的说明:
如果两个产品展示出了所有下列的特性,则它们的功能相同的,并且应该被设置相同的功能标识符:
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它们展示出相同的功能行为
它们展示出相同的强制性节点能力文件声明
它们的LIN通信和应用功能的配置是相同的(由IC供应商配置)。 5.6.2 对变量标识符段落的说明:
如果两个产品展示出了所有下列的特性,那么它们是不变的,并且应该设置相同的变量标识符:
它们有相同的操作范围参数(电压,温度) 它们被按照相同的集成电路工艺和制造技术而建造
注意 — 对被装载到一个基于微处理器的从动实现中的二进制印象的任何改变都应该构成变量标识符中的一个差异。
5.7 强制性的节点配置请求(参考LIN 2.0诊断和配置规范) 这些信息只能被用于配置;居然所有相关的诊断信息被包含在J2602状态字节中,它们不能被用于LIN诊断。此外,这些配置信息只能由主动开始;它们不能通过J1962连接器被开始,既然LIN总线不会被布置到此连接器。
在J2602节点中,被定义到LIN2.0规范包的LIN诊断和配置规范中的诊断和配置的支持是选择性的。换句话说,在LIN诊断和配置规范的第2.5节中被定义为强制性的服务支持是可以选择性的,不需要J2602与之相一致。
下列的章节定义了需要的SAE J2602节点配置命令/响应信息。 5.7.1 总的配置要求 5.7.1.1 配置的从动执行
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在其能力范围内,当收到一条$3C信息的时候,一个从动设备应该立即执行任何的配置命令;它不应该等待一条$3D信息。 5.7.1.2 从动设备配置能力
一个NCF文件应该被包含在一个SAE J2602设备中。 5.7.1.3 主动配置信息配对
一个主动应该总是发送$3C/$3D耦合对。在没有相应的(交叉存取的)$3D信息的情况下,主动不能发送多条连续的$3C信息。一条$3D就应该响应一条$3C命令。仅有的例外情况是:一条广播$3C信息没有相应的$3D信息。
5.7.2 NAD和信息标识符设置 5.7.2.1 NAD设置
一个J2602设备的NAD应该在$60到$6D的范围之内,其中,J2602 NAD的低4位包含了一个4位的设备节点编号(DNN)。一个未初始化的节点的NAD应该为$6F.一个$6E的NAD可以被使用;但是,它的信息标识符必须通过$3C或者$3E信息被设置。
IC制造商有能力选择期望的设备节点编号,因此NAD取决于四个存储位,四个外部引脚,等等。这些位或者引脚只应该影响NAD的低四位的值。如果设备有一个可以选择的NAD,在初始化之前,它应该默认为$6F.
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J2602 NAD
位7(msb) 6 5 4 3 2 1 位0(lsb) 1 0 DNN3 DNN2 DNN1 DNN0 0
1 5.7.2.2 信息标识符设置
每一个设备应该被设置基于DNN和NAD的4个信息标识符。如果一个设备不需要许多信息,它应该使用有最低标识符的信息。如果一个设备需要4个以上的信息标识符,它应该以2的幂次方被设置信息,如4,8,16,32.系统设计者必须确保多个设备不会使用相同的信息标识符。
作为有与DNN相关的信息标识符的结果,对于其DNN在$0 - $D的范围内的设备来说,在上电复位,或者复位命令之后,受保护的标识符仍然被标记为有效的。而如LIN诊断和配置规范的第2.1节中所描述的:如果一个设备的DNN为$E或者$F,则它的受保护的标识符将被标记为无效的。
下列的表格展示了每个节点有4,8,或者16条信息的分界线。如果32个信息标识符被要求,NAD $60必须被用于此节点。J2602网络可以结合使用各种数目的信息标识符的节点。
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表1 – NAD与信息标识符的映射
表1略
注意 – 此表格中列出的信息标识符是不受保护的标识符。
5.7.2.3 配置信息
应该使用下列任意一个组合来完成每一个从动节点的LIN协议水平和应用水平配置:
1. 使用LIN 2.0规范包中的LIN诊断和配置规范中定义的选择性的方法。
2. 使用在用户预留范围$80 - $FF内有NADs的$3C信息。 3. 使用有任何NAD的$3E信息。
在使用$3C或者$3E信息来配置从动的时候,NAD的低四位应该是DNN,以避免从动之间的冲突。
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$3C NAD
位7(msb) 6 5 4 3 2 1 位0(lsb) × × DNN3 DNN2 DNN1 DNN0 1
× $3E NAD
位7(msb) 6
5 4 3 2 1 位0(lsb) × × DNN3 DNN2 DNN1 DNN0 ×
× 5.7.2.4 对第5.7.2.3节中的选项2和选项3的响应信息
每一条$3C和$3E命令信息之后的$3D响应信息应该返回J2602状态字节(被定义到第5.8.6节中)以数据字节0.其它7个数据字节的值是与实现有关的,并且超出了此规范的范围。
由主动由从动发送 发送 LIN标识符 $3D 数据0 J2602状态字节 由从动发送 数据1 ×× 由从动发送 数据2 ×× 由从动发送 由从动发送 由从动发送 数据3 ×× 数据4 ×× 数据5 ×× 由从动发送 数据6 ×× 由从动发送 数据7 ××
5.7.2.5 基于DNN的广播信息
有为广播信息预留的四个信息标识符。NAD将会使用一个指定的广播信息,此广播信息内的数据字节是建立在DNN的基础之上的。用于一个指定的NAD的广播信息标识符是b11 100x和 b11 101x,其中x = DNN3.相关的数据字节编号相当于DNN的三个最低有效位。如果一个节点有4个以上的信息标识符,例如8或者16,它也应该被
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设置一个与之相称的广播信息字节编号。
5.7.2.5.1 基于DNN的广播信息设置,用于每个节点4条信息的情况
LIN标识符 $38 $39 $3A $3B 数据0 数据1 数据2 数据3 数据4 数据5 数数据7 据6 DNN DNN = = $6 $7 ×× ×× DNN = $0 DNN = $8 DNN = $0 DNN = $8 DNN = $1 DNN = $9 DNN = $1 DNN = $9 DNN = $2 DNN = $A DNN = $2 DNN = $A DNN = $3 DNN = $B DNN = $3 DNN = $B DNN = $4 DNN = $C DNN = $4 DNN = $C DNN = $5 DNN = $D DNN = $5 DNN = $D DNN DNN = = $6 $7 ×× ××
5.7.2.5.2 基于DNN的广播信息设置,用于每个节点8条信息的情况
LIN标识符 $38 $39 $3A $3B 数据0 数据1 数据2 数据3 数据4 数据5 数数据7 据6 DNN DNN = = $6 $6 ×× ×× DNN = $0 DNN = $8 DNN = $0 DNN = $8 DNN = $0 DNN = $8 DNN = $0 DNN = $8 DNN = $2 DNN = $A DNN = $2 DNN = $A DNN = $2 DNN = $A DNN = $2 DNN = $A DNN = $4 DNN = $C DNN = $4 DNN = $C DNN = $4 DNN = $C DNN = $4 DNN = $C DNN DNN = = $6 $6 ×× ××
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5.7.2.5.3 基于DNN的广播信息设置,用于每个节点16条信息的情况
LIN标识符 $38 $39 $3A $3B 数据0 数据1 数据2 数据3 数据4 数据5 数数据7 据6 DNN DNN = = $4 $4 ×× ×× DNN = $0 DNN = $8 DNN = $0 DNN = $8 DNN = $0 DNN = $8 DNN = $0 DNN = $8 DNN = $0 DNN = $8 DNN = $0 DNN = $8 DNN = $0 DNN = $8 DNN = $0 DNN = $8 DNN = $4 DNN = $C DNN = $4 DNN = $C DNN = $4 DNN = $D DNN = $4 DNN = $D DNN DNN = = $4 $4 ×× ××
5.7.3 靶向重置
靶向重置命令向主动提供了一个使网络上一个指定的从动设备再次初始化的机制(该设备由命令中的NAD指派)。在接收到靶向重置命令时,从动设备应该使可操作的变量发生内部重置。可操作变量的例子包括,但不仅限于,程序计数器,模式控制变量,通信错误计数器,输入源再次初始化,以及输出设备再次初始化,但是不应该改变存储在非易失性存储器中的、先前配置好的任何应用级别的配置信息。此重置操作不应该导致从动破坏性地改变存储在非易失性存储器中的任何LIN配置数据或者地址。重置操作也不应该改变LIN数据链路设备(UART)中任何配置参数。当重置操作结束的时候,从动设备应该保持配置,并且应该呈现出一个与上电初始化一致的状态,LIN配置信息除外。从动也应该保持一个它已经经历过一个重置操作的认知,这样就可以向主动提供一个正响应。
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LIN从动设备应该能够响应一个$3D的请求帧,该帧是在$3C靶向重置命令帧的校验和字节的停止位之后立即开始的。
对于这些总是处于上电状态的设备(例如只有输入的设备)来说,一个重置命令可能对设备状态没有影响;但是,此设备任然应该设置重置标志到J2602状态字节中,并且应该发送一个正响应。
一个设备可以选择不去执行基于应用程序要求的被请求的重置命令。在这种情况下,该设备将会发送一个负响应。
5.7.3.1 命令
由主动发送 LIN标识符 $3C 由主动发送 数据0 NAD NAD 由主动发送 数据1 PCI $01 由主动发送 数据2 SID $B5 由主动发送 数据3 $FF 由主动发送 数据4 $FF 由主动发送 数据5 $FF 由主动发送 数据6 $FF 由主动发送 数据7 $FF
5.7.3.2 正响应
由主动发送 LIN标识符 $3D 由从动发送 数据0 NAD NAD 由从动发送 数据1 PCI $06 由从动发送 数据2 RSID $F5 由从动发送 数据3 供应商标识符最低有效字节 由从动发送 数据4 供应商标识符最高有效字节 由从动发送 数据5 功能标识符最低有效字节 由从动发送 数据6 功能标识符最高有效字节 由从动发送 数据7 变量标识符
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5.7.3.3 负响应
由主动发送 LIN标识符 $3D 由从动发送 数据0 NAD NAD 由从动发送 数据1 PCI $06 由从动发送 数据2 RSID $7F 由从动发送 数据3 供应商标识符最低有效字节 由从动发送 数据4 供应商标识符最高有效字节 由从动发送 数据5 功能标识符最低有效字节 由从动发送 数据6 功能标识符最高有效字节 由从动发送 数据7 变量标识符
5.7.4广播重置
在一个广播重置命令被接收到时的设备行为应该与一个靶向重置命令被接收到时的设备行为相同。 5.7.4.1 命令
由主动发送 LIN标识符 $3C 由主动发送 数据0 NAD $7F 由主动发送 数据1 PCI $01 由主动发送 数据2 SID $B5 由主动发送 数据3 $FF 由主动发送 数据4 $FF 由主动发送 数据5 $FF 由主动发送 数据6 $FF 由主动发送 数据7 $FF
5.7.4.2 响应
不应该有对此命令的正响应或者负响应。此信息的肯定响应可以通过J2602状态字节中的重置位被确定。 5.8
信息格式
5.8.1 校验和(参考第2.1.5节,LIN 2.0协议规范)
提升的校验和方法应该被用于$3C到$3F的范围以外的所有受保护标识符。
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5.8.2 信号连续性(参考第1.2节,LIN 2.0协议规范)
此要求:所有的“标量信号写或者读必须是原子的”不能在所有的LIN实现中被外部地验证。所以,此要求是一个指导方针。
注意 – 既然J2602错误信号与APPINFO4信号之间有非常近的耦合,因此J2602从动节点的实现者被鼓励去发布有“一致性”的两个状态信号,所以,从动和主动之间的任何/所有的错误信号可以被恰当地中断。
5.8.3 信号编码类型(参考第1.1节,LIN 2.0协议规范)
既然LIN 2.0协议规范中只允许两种信号编码类型(标量和字节数组),而且期望使用被用于其它串行数据实现中的其它标准信号编码类型,那么下列的认可的信号编码类型应该按照下列的表格被映射到这两种LIN信号编码类型中。附录B中的信号编码类型包含了表中列出的每一中信号编码类型的描述和例子。
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表2 – 映射到LIN定义的数据实体的常见信号编码类型
信号编码类型 ASCII编码 槽型 ASC 映射到LIN的数据类型 8位标量 注释 最高有效位被保留,并被设置到“0”,ASCII编码从0到127 必须是4个位的分界线。 被定义到ANSI/IEEE Std 754-1985中 二进制补码计数法 不要超过16位(2个字节) 二- 十进制编码 布尔运算编码 枚举法编码 有符号的浮点数编码 有符号数值编码 无符号数值编码
BCD BLN ENM SFP SNM UNM 每个BCD字符4位标量 1位标量 N位标量,增加1位(1到16位) 4个字节 - 字节数组 8,16,或者32位字节数组 N位标量,增加8位(1个字节) 注意:由于第一个数据字节已经为J2602状态字节预留,因此从动设备最多可以发送7个数据字节。主动设备可以发送8个数据字节,因为它不需要发送J2602状态字节。(见5.8.6 中的J2602状态字节。) 5.8.4 信号管理
信号可以属于多个帧,例如J2602状态字节。信号也可以多次被放入到相同的帧当中,例如广播信息。
5.8.5 数据字段中未使用的位(参考第2.3节,LIN 2.0协议规范) 应该为每一个LIN网络定义基于帧与帧的基础的字节中每一个帧的长度,以用于LIN的正常通信(不是诊断或者配置)。如果一个被定义的帧的任何位没有被使用或者没有被定义,那么它应该被发送为隐形标志。不要求对LIN正常通信信息中未被使用的数据字节进行填补。也就是说,正常通信信息的长度可以再1个字节和8个字节之间变化。
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5.8.6 J2602状态字节
本节为一个J2602状态字节定义了一个单一的标准化格式,它同时包含了LIN协议错误报告和应用指定的信息。
J2602状态字节包含了两个枚举的位字段,一个3位的错误字段,以及用于应用指定的信息的一个5位的字段。只有错误字段被定义,因为只有它的错误和状态被明确地定义。应用信息字段是按照案例到案例的基础来定义和实现的,与每一个从动节点应用的要求有关。此状态字节应该被发送为每一个从动发送的第一个字节,其标识符的范围为$00到$3B.
J2602状态字节
位7(msb) 6 5 4 3 2 1 位0(lsb)
ERR2 ERR1 ERR0 APINFO4 APINFO3 APINFO2 APINFO1 APINFO0
5.8.6.1 错误字段定义 ERR[2:0] – 错误字段(位7-5)
既然一个错误状态将会在最后被报告给主动节点,这些位将会报告已经被从动节点发现的四个定义的错误状态。这四个状态,如下表3所示,是“具有粘性的”,也就是说它们将被保持直到在它所处的信息中没有被检测到错误的情况下被成功地报告给主动节点,在这之后它们被自动地清除。一次只可以报告一个状态。这些状态有一个内部的层次结构,最高的锁存状态将被首先被报告。根据LIN修订版2.0,第6.3节,位7也可以作为Response_Error位。
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表3 — 错误状态
错误2 0 0 0 0 1 1 1 1 错误1 0 0 1 1 0 0 1 1 错误0 0 1 0 1 0 1 0 1 故障状态 没有检测到故障 重置 预留的 预留的 数据错误 校验和错误 字节字段 帧错误 标识符奇偶校验错误 优先权 0(最低) 1 2 3 4 5 6 7(最高)
5.8.6.1.1 未检测到故障
应该表明此状态的一个从动节点:无论何时没有其它可检测到的故障状态是被激活的。这也是LIN设备的默认状态。 5.8.6.1.2 重置
一个从动节点应该在中断和电源恢复的时候,一个看门狗暂停时间之后,或者在接收到一个重置命令之后设置此状态。对于这些需要配置并将配置信息存储到易失去性存储器中的设备来说,此状态表明设备当前是未被配置的并且需要配置。对于这些使用非易失去性存储器来存储配置信息的设备来说,此状态表明:配置第一次被要求时,部件被通电,第一次以后只能表示一次重置。
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5.8.6.1.3 数据错误
正在发送一个位到总线上的一个从动或者主动节点也应该监控总线。当接收到的一个位或者字节值与发送的位或者字节值不同时,一个数据错误应该被检测到。
当在固定格式同步字节中的数据被不正确地接收时(例如,不是$55),一个正在发送的从动节点应该检测到一个数据错误。一个执行自波特率的从动节点也应该检测到此错误,但是不需要设置错误位。 5.8.6.1.4 校验和错误
如果对所有收到的数据字节和受保护的标识符以及收到的校验和字节字段取反向的模-256的总和不是$FF,那么一个校验和错误应该被检测到。(见LIN 2.0协议规范中的第2.1.5节。) 5.8.6.1.5 字节字段帧错误
如果一个有效启动位之后的第九位是显性的,接收器应该检测到一个字节字段帧错误。
5.8.6.1.6 标识符奇偶校验错误
如果接收到的标识符奇偶校验(位6和位7)与根据基于接收到的标识符(位0到5)的LIN 2.0协议规范的第2.1.3节中的等式计算出的标识符奇偶校验不匹配,那么接收器应该检测到一个标识符奇偶校验错误。
5.8.6.2 应用信息字段
APINFO[4:0] — 应用信息字段(位4-0)
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5.8.6.2.1 APINFO4
APINFO4被用于表明应用需要引起主动设备的注意。这也应该将位设置到“1”来表明。
当一个重置状态由错误字段表明的时候(此时,位被设置为“1”),它应该表明设备需要被配置。
当此位为“1”时由主动采取的行动以及没有被显示的重置状态的情况应该被记录(例如,在NCF,数据表,或者应用节点,等等中),并且可以包括装载一个用于询问应用状态的特别时间表。
5.8.6.2.2 APINFO[3:0]
应用信息字段的低四位没有被明确地定义,因为它们的结构将取决于从动节点具体应用和实现。此字段可以被实现为离散的状态位,一个状态编码位字段,或者二者的结合。被使用的清除机制也是与实现有关的。应用信息字段的明确定义应该被记录(例如,在NCF,数据表,或者应用注解,等等中)。 5.8.6.2.3 无应用信息需要被报告
值0(00000b)表明当前没有应用信息需要被报告。所有其它的编码是由应用指定的,并且超出了J2602的范围。 5.9信息类型
5.9.1 无条件帧的可用性(参考LIN2.0协议规范的第2.3.1节) 此要求:“一个无条件帧的预订者应该使之可用于应用”在所有的LIN实现中是不能进行外部验证的。因此,此要求是一个指导纲领。
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5.9.2 事件触发的帧(参考LIN2.0协议规范的第2.3.2节) 事件触发的帧不应该被用于符合J2602的LIN网络中。 5.9.2.1 标识符设置(对事件触发帧异常现象的J2602要求) 有且仅有一个从动应该被定义为单个帧标识符的发布者。 5.9.3 偶发帧(参考LIN2.0协议规范的第2.3.3节)
如果适用的话,偶发帧类型的信息可以被使用到J2602环境中。主动节点应该是偶发帧的唯一发布者。
6. J2602 API 要求
6.1 主动节点配置API
对于主动实现来说,如果任何节点配置命令将被应用于网络上,节点配置API(LIN 2.0 API规范的第3节)是强制性的。如果节点配置未被使用,那么这些API调用是选择性的。 节点配置API只应用于主动实现。 6.2 诊断运输层API
对于主动或者从动实现来说,诊断运输层API(LIN 2.0 API规范的第4节)是选择性的。
诊断信息通过J2602状态字节被提供。 6.3 其它的API要求
与主动和从动API要求有关的其它细节请详见J2602-3.
7. J2602总线操作
物理层负责提供一个将数字数据标志(1’s和0’s)转移到通信媒体的方法。物理层接口是一条单线,是以汽车电池为参考的总线,使用低
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侧电压驱动。
7.1正常的通信模式和传送率
在正常通信模式中的传送位速率是10.417千位/秒,这是在一个标称的位时间(96µs)下的结果。在正常的传送模式下,应该使用有受控制的波形下降和负脉冲信号的发送器。建议对波形上升沿进行控制,以确保开始向上电压斜率时高频元件被最小化。其余的上升时间发生在驱动器关闭的总线失活之后,并且由总的总线负载的阻容时间常数决定。
7.2 睡眠/唤醒模式
7.2.1 唤醒(参考LIN 2.0协议规范,第5.1节)
节点可以持续发出唤醒请求,直到主动节点通过发送一个帧标识符来响应。在一个最小1.5秒的延迟和一个最大3.0秒的延迟之后(在第三次唤醒尝试之后),从动设备可以开始一个由三个分开的唤醒请求组成的附加序列(请求之间的间隔时间最小为150ms,最大为300ms)。在第六次唤醒发送之后,此周期才结束。正如描述的,一个完整的唤醒周期的最少运行时间为2.1秒。
图1略
图1 – 唤醒信号定时
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参数 唤醒脉冲 TWU1 TWU2
如果主动节点没有对唤醒请求作出响应(有效的标识符发送),从动节点应该默认一个网络处于睡眠状态。如果在睡眠默认之后从动节点检测到另外一个本地唤醒输入,它可以通过一个新的唤醒信号周期来再次尝试去唤醒从动。没有对可以尝试的唤醒周期的次数作出限制。
7.2.2 去睡觉(参考LIN2.0协议规范,第5.2节)
在停止发送之前,主动节点必须向网络发送一个明确的“去睡觉”命令。
7.2.2.1 从动节点睡眠
在没有接收到一个明确的“去睡觉命令”的情况下,所有的从动节点应该将一个给定网络上的4秒钟的所有信息通信的终止解释为主动节点或者物理层的一个失效条件。当此条件发生时,从动节点应该呈现一个可以包含睡眠和/或者低电源消耗状态或者应用定义的功能的默认状态。
最小时间 250µs 150ms 1.5秒 最大时间 5ms 300ms 3秒 SAE J2602-1 2005年9月修订
7.3 LIN控制器时钟公差 7.3.1 主动 – 从动通信
表4 — 主动-从动通信时钟公差
设备类型 主动 从动 从动(自波特率) 时钟公差 +/-0.5% +/-1.5% +/2.0% 注意事项 初始公差 +分隔错误 从有一个固定时钟的标准位时间 同步时的初始公差 + 分隔错误 从主动位时间 隔错误 同步时的初始公差+分
7.3.2 从动-从动通信
此模式当前是不被支持和推荐的。它只是用于信息的目的。
表5 — 主动-从动通信时钟公差
设备类型 主动 只与主动通信的从动 只与主动通信的从动(自波特率) 与从动通信的从动 时钟公差 +/- 0.5% +/- 1.5% +/-2.0% +/- 1.0% 注意事项 初始公差 +分隔错误 同步时的初始公差 + 分隔错误 从有一个固定时钟的标准位时间 同步时的初始公差 + 分隔错误 从标准的位时间 同步时的初始公差 + 分隔错误(注意:这需要自动波特率从动来同步公差范围为+/- 0.5%的主动。) 7.4总线电参数
此节定义了驱动和接收LIN总线上信号的设备的总线电压水平参数。
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7.4.1 LIN总线信号和负载要求
表6 — LIN总线信号和负载要求
参数 ECU电池电压输入1 标志 Vbatt ECU 最小值 8 -13 7 0 类型 最大值 18 40 18 34 单位 伏特 伏特 伏特 伏特 Vbatt max ECU 无损坏的情况下的最大ECU电池电压输入7 Vbatt IC 集成电路电池电压输入 无损坏的情况下最大集成电路电池电压输入 输出高电压 高电压(隐性的)输入阈值 输出低电压 低电压(显性的)输入阈值 输入阈值磁滞(Vih - Vil)6 接地偏移电压 电池ECU偏移电压 到接地绝缘电阻的LIN总线 网络的总电阻 设备总线漏电流Vbatt断开 设备总线漏电流接地线断开 从动设备电容3 主动设备电容3 网络总电容4 总线线束电容 网络时间常数2 主动端电阻 Vbatt max IC Voh Vih Vol Vih VHYS Vg off Vb off VL-G lso Rtl Ileak batt Ileak gnd Cslave Cmaster Ctl Cw τnetwork RM 0.8Vbatt IC 0.47Vbatt IC 0.0 0.4Vbatt IC 0.07Vbatt IC - - 500K 537 -23 -100 90 90 926 1.0 900 220 680 1000 Vbatt IC 0.6Vbatt IC 0.2Vbatt IC 0.53Vbatt IC 0.175 Vbatt IC 0.1 Vbatt ECU 0.1 Vbatt ECU 1081 23 100 272 2450 9310 100 5.0 1100 伏特 伏特 伏特 伏特 伏特 伏特 伏特 欧姆 欧姆 微安 微安 皮法拉 皮法拉 皮法拉 皮法拉/米 微秒 欧姆 SAE J2602-1 2005年9月修订
从动端电阻 tREC(MAX)—tDOM(MIN)5 tDOM(MAX)—tREC(MIN)5 `连接所有ECU节点的总的网络长度 系统节点数目 RS Tr-d max Td-r max 总线长度 20000 - - - 2 30000 60000 15.9 17.28 40 (应用限制详见表7)16 欧姆 微秒 微秒 米 1. Vbatt是在ECU输入功率引脚处被测量的。所有的电压都被参考到局部的ECU接地。
2. 正常模式网络时间常数(τnetwork)是Rtl和Rltl的乘积。网络时间常数加入了总线线束电容。最小值被选择来限制辐射发射。最大值被选择来确保所有通信模式下的恰当的通信,而且绝对是正常操作条件下所允许的最大值。在一个从动节点的一个错误条件下,系统被设置的时间常数不应该超过5.3µs.这应该在决定设备的熔断时被考虑。不是所有的电阻和电容的结合都是可能的。只有那些符合指定的网络时间常数的电阻和电容,总线长度,PCB路径电容,等等的结合才是可能的。
3. ECU电容值包括了实际的负载电容器,以及PCB路径电容,连接器电容,等等。
4. 网络总的电容值包括ECUs上的电容器以及总线线束的电容值。 5. 从LIN物理层规范的表3.4中的工作周期到此表中的次数的转换公式可以在附录C中找到。
6. 输入阈值磁滞(Vih - Vil)不能小于0.0
7. 操作电池功率电压范围的细节请详见第7.12节。
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7.5 LIN数据链路(UART)要求
被选择来实现一个J2602 LIN 数据链路接口的任何设备(例如,UART,SCI,软件,等等)都应该符合本节的所有要求。 7.5.1 采样点
设备应该按照图2中指定的窗口来对数据进行采样。出于决定总线上数据值的目的,没有样本应该在指定的窗口外被采集。设备可以采集三个样本并使用多数来决定数据,或者它可以使用单个样本来决定数据。
图2略
图2 — 位采样定时
7.5.2 同步
1. 设备应该能够在一个位时间的1/16内同步。 2. 设备只应该在从隐性到显性的边沿上同步。 3. 设备应该总是同步启动位的隐性到显性边沿。
7.5.3 发送信息缓冲区
双重缓冲不应该被用于发送信息,以确保第5.4.2节(在发送过程中出现错误时的从动行为)中的错误检测要求没有被违背。
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7.6 ECU要求 7.6.1 ECU电路要求
图3略
图3 — 典型的LIN从动总线接口
图4略
图4:典型的LIN主动总线接口
7.6.1.1 主动节点电阻
主动节点电阻应该符合表6和图4的规定。它的最小额定功率应该为0.5W,或者0.36W(在指定的最高运行温度时)。
假设收发器将流到负载引脚的最大电流限制为20mA.假如收发器将提供更多电流到电阻器,那么最大的耗散功率应该为0.78W,并且按照下列的等式被计算:P(瓦特) = I∧2*R,其中I是最大电流(安培),R为900欧姆。
7.6.1.2 主动节点拉高反向阻断二极管
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在最大电流的情况下,主动节点拉高反向阻断二极管中的最大电压降为1.0V,电流受到收发器的限制或者为30mA,取其中较小者。 二极管的最小功率耗散由通过二极管的电流决定。如果收发器将流动到负载引脚的最大电流限制为20mA,最小功率耗散至少应为20mW,在其他情况下,它应该为30mW. 7.6.1.3 主动节点电容
主动节点负载电容器应该与表6和图4的要求一致,其额定电压应该适合于最坏情况的环境和电路环境条件下的一个最大负载网络。 7.6.1.4 从动节点电容
从动节点负载电容器应该与表6和图3的要求一致,其额定电压应该适合于最坏情况的环境和电路环境条件下的一个最大负载网络。 7.6.1.5 静电放电瞬态抑制器
如果有必要,一个电路元素比如一个瞬态吸收体或者一个变阻器设备可以被添加到网络中的一个或者多个地方以提供静电放电保护。但是,当这些设备被使用的时候,它们可能会对网络时间常数增加电容或者引入电压和/或者温度变化性。当此类设备被使用的时候,设备负载电容器应该被减小一个与静电放电瞬态抑制器的电容值相当的电容值。见图3和图4. 7.6.2 线路板布局要求
1. LIN收发器和滤波电容器的所有接地应该被连接到ECU信号的接地线。
2. C1和CLOAD应该是单片的陶瓷片电容器。(陶瓷片电容器有低的ESR
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和高的自谐振频率。)
3. 收发器芯片下面需要一个接地面(与电路板上的元件同侧)。 4. 收发器应该尽量靠近板边连接器。不允许将其它的IC’s放置在板边连接器和收发器之间。
5. 板边连接器和收发器之间的LIN总线电路应该尽量的短。所有的LIN总线和Tx和Rx电路需要保护路径。
6. 所有的保护路径最少应该有0.5mm宽,并且至少每10mm就应该被接地。没有信号应该被布置到保护路径和LIN总线路径之间。
7.7 网络拓扑结构 7.7.1 ECU接地损失
(有或者没有一个Vbatt的附带损失的)任何单个从动ECU的接地损失不应该导致会停止正常通信的任何总线电压偏移(见表6中的I leak 。 gnd)
7.7.2 ECU电池损失
(有或者没有一个Vbatt的附带损失的)任何单个从动ECU的电池损失不应该导致会停止正常通信的任何总线电压偏移(见表6中的I leak 。 gnd)
7.7.3 总线电路负载分布
每一个从动ECU应该包含一个从动设备电容负载和一个从动端电阻负载。
总的网络等量最小电阻(Rtl)和最大电容(Ctl)应该符合表6中的要求。
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7.7.4 总线线束的拓扑结构配置
数据链路物理媒体布线机械化可以按照下列任何一种方法来实现: 1. 汽车可以被布线成一个环形结构,一个星形结构,或者二者的结合。注意:被期望用于多个平台的ECU’s可以有如下图所示的两个连接器引脚以允许一个环形的连接。
2. 当被应用于一个环形结构的时候,ECU的引脚应该彼此靠近并被放置在相同的连接器中,被短接在一起并尽量靠近连接器,共用电磁兼容性和/或负载元件。
3. 如果是一个星形的配置,ECU只需要一个引脚用于LIN.
用于每一个汽车平台的LIN总线的拓扑结构应该根据汽车的容错,服务能力,以及总线长度要求来决定。用于每一个ECU的LIN电路的第二条总线连接器端允许一个环形结构的实现,虽然它不要求两端都被使用。只要所求其它的LIN布线要求被满足,一个环形结构,星形结构,或者二者的结合的配置是可以实现的。如下所示的图5,6,7和8对LIN拓扑结构作出了说明。
图5略
图5 – LIN环形拓扑结构
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图6略
图6 – LIN线性拓扑结构
图7略
图7 – LIN星形拓扑结构
图8略
图8 – LIN的环形和星形拓扑结构的结合
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7.7.5 总线布线限制条件
汽车网络布线和ECU系统应该符合下列的限制条件: 1. 总的总线线束电容值不应该导致网络时间常数被超过。
(见表6)。允许的最大总线长度由网络系统的节点数目和它们的R-C参数决定。
2. 任意两个网络系统ECU节点之间的距离不应该超过40米。
下列的表格使用了最大的网络时间常数来决定可以被用于连接一个给定数目的ECU’s的最大线束长度。最大线束长度取决于主动节点电容和从动节点的数目。在计算这些数字时,假设所有电阻器的值是最大允许值,电容器有最大的公差(10%),线束的电容值为100pF/m,所有的从动有220pF的标称电容值,由于PCB路径和连接器的存在,电路中增加了一个附加的30pF的电容值。
表7展示了基于汽车上的节点数目和它们的特性的汽车上允许的最大线束长度。表7中的说明给出了主动节点中的电容值。 使用下列的等式来计算最大的汽车线束长度:
线长l = [τ网络/(Rs/#从动节点数‖Rm)- Cm – Cs*#从动节点数]/线(C/m) (等式1)
SAE J2602-1 2005年9月修订
表7 — #节点/网络电阻/主动节点电容与最大线束长度表 #从动节点 272 C主动 pF(最大) 778 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 40.85m 38.96m 37.07m 35.19m 33.30m 31.41m 29.53m 27.64m 25.75m 23.87m 21.98m 20.09m 18.21m 16.32m 14.43m
35.79m 33.90m 32.01m 30.13m 28.24m 26.35m 24.47m 22.58m 20.69m 18.81m 16.92m 15.03m 13.15m 11.26m 9.37m 19.07m 17.18m 15.29m 13.41m 11.52m 9.63m 7.75m 5.86m 3.97m 2.09m 0.20m 0m 0m 0m 0m 2450 SAE J2602-1 2005年9月修订
7.7.6 用于改善EMC性能的总线布线实践
1.避免使用有噪声(例如,注入器驱动器)和敏感(例如低信号水平的传感器,天线馈电)的电路来布置总线线路信号。
2.在天线或者天线放大器附近布置信号时应该采取预防措施,以避免将噪声引入这些电路中。在一条有源天线附近可能需要一条屏蔽线束。
3.通过将总线线束放置到汽车的金属接地面附近或者对总线线束连接一条接地线来避免线束回环。 7.7.7 总线布线线束和ECU连接器
在整个汽车寿命内,连接器的电阻应该少于50微欧。 7.8 静电放电抗扰度
当遭受福特EMC测试 – 静电放电抗扰度测试的时候,ECU LIN总线输入/输出引脚应该能够忍受如下的静电放电而不会对ECU造成任何损坏(第19节)。特殊汽车制造商的ECU元件技术规范应该陈述设备的临界状态水平。如果此元件技术规范没有指定静电放电水平,应该使用表8中的要求。
表8 — 静电放电抗扰度要求
ECU条件 未通电的 接触放电 ±6kV
空气放电(非接触) ±8kV SAE J2602-1 2005年9月修订
7.9 EMC测试要求
当LIN物理层被加入到一个ECU设计中的时候,它应该按照ECU’s期望的电磁环境来运作。此外,在LIN相关的操作期间产生的电磁发射不应该干扰其它ECU’s或者子系统的正常运行。
下列列出的福特EMC系列测试应该被用于评估一个LIN物理层设计的EMC性能。需要的测试方法包括下列的EMC测试规范。 1. 第7.0节辐射射频发射:RE310
2. 第10.3节射频抗扰度要求1-400MHz:RI112,级别1,除非元件规范中另有指定。
3. 第10.4节射频抗扰度要求400-3100MHz:RI114,级别1,除非元件技术规范中另有指定。 7.10 容错模式
网络应该符合下列失效模式定义的要求:
1. ECU电源损失 – 在一个电源损失(或者低电压)条件下,ECUs不应该干扰其余总线EUCs之间的正常通信。当电源恢复的时候,在没有操作人员介入的情况下,正常的运行应该在(由汽车制造商决定的)一段时间内自动恢复。
2. 总线线束短接到地 –当总线被短接到地的时候,网络数据通信可以被中断,但是它不应该对任何一个ECU造成损坏。如果总线和地之间的网络阻抗小于50欧姆,它应该被视为被短接到地,且持续的通信是不能被保证的或者不被要求的。在排除此故障之后,
SAE J2602-1 2005年9月修订
在没有任何操作人员介入的情况下,正常的运行应该在(由汽车制造商决定的)一段时间内自动恢复。
3. 总线线束短接到电池 –当总线被短接到电压小于26.5伏(Vbatt
<26.5V)的电池正极时,网络数据通信可以被中断,但是它不应该对任何一个设备造成损坏。如果总线和电池之间的网络阻抗小于50欧姆,它应该被视为一个短路,且持续的通信是不能被保证的或者不被要求的。在排除此故障之后,在没有任何操作人员介入的情况下,正常的运行应该在(由汽车制造商决定的)一段时间内自动恢复。
4. 一个ECU的任何单线电路的短路或者开路(除电源,接地,或者串行数据以外)不应该妨碍ECU用于诊断目的的通信能力。 7.11 接地偏移电压
表6中指定的ECU的接地偏移电压界限值必须被保持在8 的整体范围内。 7.12 运行电池电源电压范围 7.12.1 正常的电池电压电源操作 除非元件技术规范另有指定,如果在ECU电源输入引脚处测得的Vbatt ECU电压在 8到18V的直流电压范围内,ECUs应该能够满足本文件中 指定的所有要求。当Vbatt ECU在8到18V的范围内的时候,ECU应该向总线收发器提供一个7到18V范围内的电压Vbatt IC. 7.12.2 电池电源过电压操作 在18 要在此范围内进行通信,ECU必须将收发器的电压限制到18V.如果收发器的电压没有被限制到18V, Vbatt ECU在18V以上时的通信 是不能被保证的。如果在此范围内网络的确定性行为是被期望的,主动应该决定网络的状态,例如通过强迫总线进入睡眠状态,与指定的设备进行通信,等等。 1. 对于18 3. 当Vbatt ECU达到26.5伏时,ECU’s不应该维持永久的损坏。(详见第18节中的福特EMC规范) 4. 其值大于40伏和/或者其持续时间大于10微秒的Vbatt ECU瞬态应该被箝制,以避免对收发器的损坏。 5. 当TxD处于一个隐性状态的时候,收发器不应该发送一个显性状态到总线上。 7.12.3 低电池电压操作 对于0< Vbatt ECU<8.0V的范围来说,总线既可以在一个正常模式下运行,也可以在一个从动模式下运行。在从动模式下,总线应该是隐性的(没有被拉动或者驱动到地),RxD应该处于高能状态。 SAE J2602-1 2005年9月修订 7.12.4 电池偏移电压 表6中指定的任何ECU的电池输入引脚之间电池偏移电压界限值应该被保持在8.0< Vbatt ECU<26.5V的总体范围内。 7.12.5 反向电池阻断二极管 ECU的 Vbatt ECU输入引脚和收发器的Vbatt IC输入引脚之间的反向电池阻断二极管电压降应该为Vdiode≤1.0V. 7.13环境要求 ECU环境要求应该被指定到调用此规范的单独ECU元件技术规范中。总体来说,被安装到这些ECUs中的通信设备应该在-40℃到125℃的温度范围内运行。 7.13.1 发送运行条件 7.13.1.1 主动设备 当90%的被发送位为显性的时候,一个主动设备应该能够连续地发送,以适应$00数据的连续发送。 7.13.1.2 从动设备 当从动设备在70%的信息时间发送一个显性的时候,它应该能够连续地发送。 7.13.1.2.1单机收发器 单机收发器也应该能够驱动总线显性5ms,最大的唤醒脉冲时间。 7.13.1.2.2 集成收发器 集成收发器应该能够按照应用请求的时间来驱动总线显性,不超过5ms. SAE J2602-1 2005年9月修订 8. 确认 ECU应该被要求通过汽车制造商指定的网络功能性能确认测试。环境和其它要求应该被参考此文件的汽车制造商的元件技术规范指定。 ECU供应商应该确认:在汽车制造商的盐雾和偏向性的湿度加速寿命测试之后,LIN引脚和Vbatt引脚之间的从动节点电阻应该大于20KΩ,主动节点电阻应该大于900Ω。 ECU供应商应该确认:在汽车制造商的盐雾和偏向性的湿度加速寿命测试之后,LIN引脚和接地引脚之间的电阻应该大于500KΩ。 9. 注意 9.1 页边标记 位于左边空白的变化栏(I)是方便用户记录对以前的报告出版物所作的技术修订。文件标题左边的一个(R)标志表示一个报告的完整修订版。 SAE J2602-1 2005年9月修订 附录A LIN设备供应商 下列是截止出版日期之时,一份已知设备供应商的清单。关于可用设备的信息,请访问下列的网站。 AMIS – www.amis.com AMS – www.austriamicrosystems.com Infineon – www.infineon.com Melexis – www.melexis.com Microchip – www.microchip.com Motorla – www.motora.com/semiconductors/lin ON Semiconductor – www.onsemi.com Philips – www.semiconductors.philips.com Renesas – www.renesas.com/eng STMicroelectronics – www.ST.com SAE J2602-1 2005年9月修订 附录B 信号编码类型 B.1 ASCII(ASC) ASCII数据使用一个字节代码来代表一个文本字符。ASCII数据常被用于一个显示设备,它可以识别ASCII字符,并且可以在没有进一步转换的情况下显示数据。7个最低有效位代表了从0到127的标准ASCII代码。此时最高有效位被预留,但是可能会被设置一个特殊的功能。所有的ASCII信号的位长度应该是8的倍数。 例如:“A”的ASCII代码是$41. B.2 布尔数学体系的(BLN) 被用于编码数据布尔信号包括二进制参数,比如状态位或者标志。一个布尔信号总是只有一个位,并且总是与真(=1)和假(=0)的值一起被编码。布尔信号是这样被命名的:当变量的值为真时,它的名字能够暗示被发送的信息。 例如:对于一个以挡风玻璃雨刮器开关激励命名的信号来说:$0 = 假,$1 = 真。 B.3 枚举的(ENM) 枚举信号被用于可以取几个状态之一的数据,比如一周的天数或者雨刮器模式。枚举的定义包含一个用于描述信号中的状态的字节。其中有2n种可能的状态,n是为信号预留的的位的数目。状态定义应该被 SAE J2602-1 2005年9月修订 创造,这样所有的状态都是相互包含的。注意:所有的状态不需要被定义。 例如:一个代表一周的日期的信号可以按照下列的解码被定义为一个三位的标量 b000 = 一周的无效日期 b0001 = 星期天 b010 = 星期一 b011 = 星期二 b100 = 星期三 b101 = 星期四 b110 = 星期五 b111 = 星期六 B.4 数字信号 喜欢使用数字数据类型信号的单元式SI单元(米,公里每小时,度数C,等等)。但是,也允许使用无量纲的量(% ,等等)。 数字信号必须对在整个定义的信号范围内都是连续的值进行编码。不不允许使用指定的数值来通信状态信息。 B.4.1 二 – 十进制编码(BCD) 二 – 十进制编码(BCD)被用于需要将十进制数据报告到半个字节中的情况,也被经常用于一个使用数据的显示设备中。一个BCD编码的信号应该有4位长。有效的BCD数据是十六进制的字符0-9,其编码规则如下 SAE J2602-1 2005年9月修订 $0 = 0 十进制 $1 = 1十进制 $2= 2 十进制 $3= 3十进制 $4 = 4十进制 $5 = 5 十进制 $6 = 6 十进制 $7 = 7十进制 $8 =8十进制 $9 = 9 十进制 $A - $F = 无效的 例如,十六进制字节$25被理解为十进制的37。作为两个BCD字符,其值将被理解为十进制的25. B.4.2 有符号的数字(SNM) 有符号的数字信号(SNM)被表示为二进制补码记数法。如果数字的最高有效位被设置为1,那么次数字被理解为负的。通过对数字进行二进制补码运算来得到数字的绝对值。(二进制补码是通过对数字的每一位取反并加一个二进制1,然后得出结果。)例如,例如数字$FF,它的最高有效位相当于-1.每一个信号定义包含了一个用于决定每个位(R),位中的数据长度(L),最小和最大值,以及单元的一个字段。 信号的最大值为: Max = R*[2(L-1)-1] (等式 B1) SAE J2602-1 2005年9月修订 信号的最小值为: Min = -R*[2(L-1)-1] (等式B2) B.4.3 无符号的数字(UNM) 无符号的数字编码被用于在其范围内是连续的信号,比如温度,速度,或者百分比。信号可以或者不可以有偏移。无符号的数字信号也可以被用于有次序的数据,比如月份(1 - 12 ),一个月的日期(1 - 31)。每一个信号定义包含了一个用于决定每个位(R),位中的数据长度(L),偏移,最小和最大值,以及单元的一个字段。从这些特性,电脑单元(N)之间的转移功能和数据的工程单元(E)可以得到下列的关系: E = N*R + Offset (等式B3) 信号的最大值为: Max = R*(2L-1)+Offset (等式B4) 信号的最小值: Min = Offset (等式B5) B.4.4 有符号浮点数[科学计数法](SFP) 有符号的浮点数(SFP)被用于编码需要表示成浮点算法的信号,它总是包含一个前置符号字符。它的格式完全符合ANSI/IEEE标准单体格式(Std 754-1985)。请注意:此信号类型使用了4个数据类型,被发送帧的数据字节范围与此格式的范围不一致。浮点信号被发送为一个32位(4个字节)的变量。位的顺序如下所示: SAE J2602-1 2005年9月修订 1位 8位 23位 … 符号位 指数 小数部分 … 最高有效字节 最低有效字节 SAE J2602-1 2005年9月修订 附录C 位的定时计算 C.1 传播延迟和工作周期之间的关系 图E1 – 展示了发送器传播延迟和工作周期之间的关系。两个最坏情况工作周期都可以按照下列等式来计算: D3 = D4 = TBIT − tREC(MAX) +t 2.TBIT DOM(MAX)DOM(MIN) (等式C1) TBIT − tREC(MIN) +t 2.TBIT (等式C2) 注意:tREC和tDOM的定时是发送器传播延迟和斜率时间/转换速率的结合。 发送器传播延迟的要求可以从工作周期等式C1和C2以外的等式获得: tREC(MAX) — tDOM(MIN)≦ TBIT — 2. TBIT。D3=15.9µ**********/s&FTOL = 2% (等式C3) tDOM(MAX) — tREC(MIN)≦ 2.TBIT。D4 — TBIT=17.28µ**********/s&FTOL = 2% (等式C4) 可以发现绝对的发送器传播时间是不相关的。只有tREC和tDOM之间的差值是相关的。只有当等式C3和等式C4被同时满足时,LIN发送才是可靠的。 SAE J2602-1 2005年9月修订 图C1略 图C1 — 传播延迟和工作周期之间的关系 注意 — 图中所示的阈值被用于与发送节点的Vbatt IC有关的接收节点。 SAE J2602-1 2005年9月修订 附录D 逻辑依据 D.1 第5.5节 正如LIN 2.0协议规范中所定义的,TFrame_Maximum提供了一个40%的“安全裕量”。它表示一个大约40%的总线带宽消耗。当一个从动设备响应可以被保证小于TFrame_Maximum时,此消耗不能被保证。 D.2 第5.8.3节 标量和字节数组以外的数据类型被期望使用并存在于J2602网络中。其它的数据类型需要被关联到LIN定义的数据类型,这样从动设备的数据表示可以被一致地定义,以确保互用性和互换性。 D.3 第5.8.4节 声明。LIN 2.0协议规范中的第2.3节的用语可以被解释为:在一个8个字节的帧中的未使用的或者未定义的位必须被设置为一个显性状态并且被发送。换句话说,此陈述可以暗示所有的信息必须是8个字节的长度。 D.4 第5.8.7节 当最大化可用于关键应用状态信息的位的数目时候,此状态字节结构使报告LIN错误状态所需要的位的数量变得最少。LIN错误状态层次由在LIN总线上的帧的接收和发送过程中错误发送的顺序来选择。多个LIN错误同时发送的概率较低,但是如果出现这种情况,它们将被报告到一个梯级顺序中。当每一个错误状态被成功地报告到一个请求帧中的时候,此状态将由从动节点自动地清除。在不会浪费状态字节 SAE J2602-1 2005年9月修订 中的一个单独的位的情况下,状态编码的选择也允许LIN 2.0需要的Response_Error 位的支持。 D.5 第5.9.2节 正如LIN 2.0协议规范的第2.3.2节中所定义的,一个从动节点不需要响应一个将该节点定义为发布者的标识符。如果这种情况发生,主动节点不能确定是否节点已经失效,或是没有数据被发送。至少,一个额外的帧发送是必需的,以解决此不确定的条件。 此外,两个从动节点可以潜在地响应一个将它们定义为发布者的标识符。如果发生这种情况,任意一个响应都不能被主动节点理解(因为它最终会在总线上造成破坏性的冲突)。至少,两个额外的帧发送时必需的,以解决此不确定的条件并从从动或者正确的信息。 D.6 第5.9.3节 LIN 2.0协议规范的第2.3.3节的声明明确地陈述了:主动节点是可以开始一个偶发类型的帧的一个网络实体。 D.7 第5.10.2.1节 LIN 2.0协议规范的第5.1节清楚地定义了允许大于或等于第四次请求发送的一个唤醒请求的条件。在第四次请求之后,没有定义或者要求被提供给此请求的连续产生。 D.8 第7.5.3节 发送节点不应该使用双重缓冲,因为如果在发送过程中发生了一个错误,没有更多的字节可以被发送;但是,在设备可以检测前一个字节的发送错误之前,第二个缓冲的字节可以开始发送。 SAE J2602-1 2005年9月修订 附录E 位定时计算 E.1 传播延迟和工作周期之间的关系 图 E1 — 它显示了发送器传播延迟和工作周期之间的关系。 两个最坏情况工作周期都可以被计算为: D3 = D4 = TBIT − tREC(MAX) +t 2.TBIT DOM(MAX)DOM(MIN) (等式E1) TBIT − tREC(MIN) +t 2.TBIT (等式E2) 注意:tREC和tDOM的定时是发送器传播延迟和斜率时间/转换速率的结合。 发送器传播延迟的要求可以从工作周期等式E1和E2以外的等式获得: tREC(MAX) — tDOM(MIN)≦ TBIT — 2. TBIT。D3=15.9µ**********/s&FTOL = 2% (等式E3) tDOM(MAX) — tREC(MIN)≦ 2.TBIT。D4 — TBIT=17.28µ**********/s&FTOL = 2% (等式E4) 可以发现绝对的发送器传播时间是不相关的。只有tREC和tDOM之间的差值是相关的。只有当等式E3和等式E4被同时满足时,LIN发送才是可靠的。 SAE J2602-1 2005年9月修订 图 E1 略 图E1 — 传播延迟与工作周期之间的关系 注意 — 图中所示的阈值被用于与发送节点的Vbatt IC有关的接收节点。 因篇幅问题不能全部显示,请点此查看更多更全内容