Кадр LIN по байтам

Как пользоваться

В режиме «Собрать кадр» введите идентификатор от 00 до 3F в шестнадцатеричном виде и от 1 до 8 байт данных. Выберите контрольную сумму: расширенная — для узлов LIN 2.x, классическая — для LIN 1.x. Результат — байты кадра после break в том порядке, в каком они идут по шине, PID с битами чётности, контрольная сумма и время заголовка, ответа и всего кадра на выбранной скорости. Ниже — кадр по битам и таблица сложения с переносом.

Режим «Проверить байты» разбирает кадр, снятый логическим анализатором: введите PID, данные и контрольную сумму, байт sync 0x55 в начале можно оставить. Инструмент проверит биты чётности PID и скажет, с какой суммой совпала последняя: расширенной, классической или ни с одной. Все параметры хранятся в адресе страницы — ссылкой можно поделиться.

Как устроен кадр

Кадр делится на заголовок, который всегда передаёт ведущий, и ответ, который передаёт один узел — издатель этого идентификатора. Им может быть ведомый или сам ведущий. Все поля, кроме break, — обычные байты UART: старт-бит 0, восемь бит данных младшим вперёд и стоп-бит 1. Логический 0 на шине — доминантный уровень, близкий к земле, логическая 1 — рецессивный, близкий к напряжению питания.

Идентификаторы 0x00–0x3B несут сигналы, 0x3C (запрос ведущего) и 0x3D (ответ ведомого) — диагностику и настройку узлов, 0x3E и 0x3F зарезервированы.

Защищённый идентификатор

Шесть бит идентификатора дополняются двумя битами чётности, и получается байт PID:

$P_0$ — в разряде 6, $P_1$ — в разряде 7. Для ID 0x10 = 01 0000₂ бит $ID_4 = 1$, остальные нули: $P_0 = 1$, $P_1 = \overline{1} = 0$, и PID = 0x50. Каждый бит идентификатора входит хотя бы в одно уравнение, поэтому ошибка в любом одном бите PID меняет чётность и обнаруживается. PID всех 64 идентификаторов (таблица 2.4 спецификации):

Строка — старшие разряды ID, столбец — прибавка к ним: ID 0x3C — строка 38, столбец +4, PID 0x3C.

Контрольная сумма

Контрольная сумма — инвертированная восьмибитная сумма с переносом. Байты складываются по очереди, и всякий раз, когда сумма превышает 255, из неё вычитают 255: перенос из старшего разряда возвращается в младший. Классическая сумма считается только по данным, расширенная начинает с PID.

Пример из таблицы 2.5 спецификации — данные 4A 55 93 E5, классическая сумма:

С расширенной суммой и PID 0x50 сложение начинается с 0x50: 0x9A, 0xEF, 0x83, 0x69, после инверсии — 0x96. Приёмник проверяет кадр тем же сложением: промежуточная сумма плюс принятая контрольная должна дать 0xFF, здесь 0x19 + 0xE6 = 0xFF.

Модель суммы задаёт ведущий узел для каждого идентификатора: классическая — для узлов LIN 1.x, расширенная — для LIN 2.x. Диагностические кадры 0x3C и 0x3D всегда считаются по классической модели — даже в сети из узлов LIN 2.x.

Время кадра

Номинальное время кадра — это его биты без пауз между байтами: break занимает 13 бит, разделитель — 1, каждый из байтов — 10.

где $N$ — число байт данных. Паузы между байтами могут удлинить и заголовок, и ответ на 40 %, поэтому слот кадра в расписании ведущего должен быть не меньше $T_\text{кадр,max}$. Кадр с 4 байтами на 19 200 бит/с — 84 бита: 4,375 мс номинально и до 6,125 мс с паузами.

Скорость шины LIN — от 1 до 20 кбит/с. В примере описания сети из спецификации — 19,2 кбит/с, а для скоростей 10,4 кбит/с и ниже спецификация задаёт драйверу отдельные нормы скважности (таблица 6.9) ради меньших помех.

Ограничения

• Байты считаются без пауз между ними: реальный кадр с анализатора может быть длиннее номинального.
• Классическую сумму с PID и расширенную без PID спецификация не определяет — их нет и здесь.
• Кадры по событию (event triggered) и спорадические кадры, расписания, диагностика по транспортному протоколу и переход в сон не моделируются.
• Длина break считается минимальной, 13 бит. Ведущие часто формируют его длиннее — это не ошибка.