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GB/T 42691.3-2023

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GB/T 42691.3-2023 英文版 650 GB/T 42691.3-2023 3分钟内自动发货[PDF],有增值税发票。 道路车辆 局域互联网络(LIN) 第3部分:协议规范 GB/T 42691.3-2023 有效

基本信息
标准编号 GB/T 42691.3-2023 (GB/T42691.3-2023)
中文名称 道路车辆 局域互联网络(LIN) 第3部分:协议规范
英文名称 Road vehicles -- Local Interconnect Network(LIN) -- Part 3: Protocol specification
行业 国家标准 (推荐)
中标分类 T36
国际标准分类 43.020
字数估计 45,434
发布日期 2023-05-23
实施日期 2023-12-01
起草单位 泛亚汽车技术中心有限公司、中国汽车技术研究中心有限公司、吉利汽车研究院(宁波)有限公司、东风汽车集团股份有限公司、上汽大通汽车有限公司、长城汽车股份有限公司、上汽通用五菱汽车股份有限公司、中国第一汽车股份有限公司、北京国家新能源汽车技术创新中心有限公司、惠州市德赛西威汽车电子股份有限公司、一汽-大众汽车有限公司、中汽研(天津)汽车工程研究院有限公司
归口单位 全国汽车标准化技术委员会(SAC/TC 114)
提出机构 中华人民共和国工业和信息化部
发布机构 国家市场监督管理总局、国家标准化管理委员会

GB/T 42691.3-2023: 道路车辆 局域互联网络(LIN) 第3部分:协议规范
中华人民共和国国家标准
道路车辆 局域互联网络(LIN)
第3部分:协议规范
国 家 市 场 监 督 管 理 总 局
国 家 标 准 化 管 理 委 员 会 发 布
1 范围
本文件规定了LIN协议,包括信号管理、帧传输、调度表处理、任务行为、状态管理以及LIN主从节
点,还包含OSI的第五层属性,根据ISO 14229-7中基于UDSonLIN的节点配置和识别服务(SID:B016
到B816),这属于核心协议规范。
本文件不适用连接到一个以上LIN网络的节点(通常是主节点)由更高层处理。
2 规范性引用文件
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期的引用文
件,仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于
本文件。
GB/T 42691.2-2023 道路车辆 局域互连网络(LIN) 第2部分:传输层协议和网络层服务
(ISO 17987-2:2016,IDT)
GB/T 42691.4-2023 道路车辆 局域互连网络(LIN) 第4部分:12V/24V电气物理层规范
(ISO 17987-4:2016,IDT)
GB/T 42691.6-2023 道路车辆 局域互连网络(LIN) 第6部分:协议一致性测试规范
(ISO 17987-6:2016,IDT)
3 术语和定义、符号、缩略语
3.1 术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。
4 节点概念
4.1 概述
LIN规范假定了一种大多数功能的软件实现,提供了可供选择的实现方式。
集上的节点通过帧收发器连接到物理总线上。应用程序不直接访问这些帧。在两者之间添加一个
基于信号的交互层作为补充,传输层(TL)接口存在于应用程序和帧处理程序之间,如图1所示。
4.2 运行的概念
4.2.1 主节点和从节点
一个网络包含一个主节点和几个从节点,一个主节点包含一个主任务和一个从任务,所有从节点都
只包含一个从任务。
注:由于PID处理不同,主节点和从节点中的从任务并不相同。
一个主节点可以参与多个集,每个集有一个专用总线接口。图2展示了包含一个主节点和两个从
节点的集。
4.2.2 帧
帧包含帧头(由主任务提供)和响应(由从任务提供)。帧头由一个间隔场、一个同步字节场以及一
个受保护的标识符组成。受保护的标识符唯一地定义了帧的用途,以及响应的节点。作为响应发送器
的节点的从任务提供响应。对于诊断帧,不仅要给发送节点分配帧标识符,还要分配NAD。
响应包括数据场和校验和场。从任务只关心与之相关的帧标识符的数据,接收帧响应,验证校验和
并使用收到的数据。
4.2.3 数据传输
两种类型的数据可以通过一帧进行发送。
---信号:信号是打包到帧的数据场中的标量值或字节数组。对于具有相同帧标识符的所有帧,信
号总是出现在数据场的相同位置。
---诊断帧:诊断帧通过带有两个预留帧标识符的帧进行传输。数据场的解析取决于数据场本身
以及通信节点的状态。
5 协议规范
5.1 信号
5.1.1 信号管理
信号是在帧的数据场里进行传输的。
5.1.2 信号类型
信号有标量信号或字节数组信号两种类型。
一个标量信号长度为1bit~16bit。标量信号被视为无符号整数。1bit的标量信号被称为布尔
信号。
一个字节数组由1~8个字节组成。
每个信号应有一个发布者,也就是说,某个信号应始终由集上的同一个节点发布,而0个、1个或多
个节点可以订阅此信号。
所有信号都应有初始值。对发布信号而言,其初始值一直有效,直到此信号被发布节点写入新的
值。对订阅信号而言,其初始值一直有效,直到从另一节点接收到一个新的更新值。
5.1.3 信号的一致性
标量信号的写入和读取应是原子操作的。也就是说,应用程序无法接受一个仅部分被更新的信号
值。这个原则也适用于字节数组信号,不过任何信号之间无需坚持一致性。
5.1.4 信号打包
标量信号不限制跨字节打包(即可以超过一个字节的最大界限)。字节数组信号内的每个字节应对
应一个单帧字节,该单帧字节的首位是编号最小的数据字节,见5.2.2.6。
只要不发生信号重叠,多个信号可以打包到一帧中。
注:如果信号是按照字节排列在一起或信号没有超过字节限制,信号的打包或解包行为在基于软件的字节内操作
时更有效。
只要相同的信号来自同一个发布者,这些相同信号可以打包到多个帧中。如果一个节点正在接收
被打包到多帧中的某个信号,最新接收到的信号值为有效值。不同LIN网络上某个信号打包到多个帧
中的处理方式,超出本文件范围。
5.1.5 信号的接收和发送
需要定义某个信号的发送/接收的时间点,以帮助设计工具和测试工具分析信号的时序。这就意味
着所有的实施行为都可预测。
以下定义不包含比特率容差、抖动、存储空间复制执行时间等要素。如果进行更为细节的分析,需
要将这些要素考虑进来。以下定义的目的是进行基本分析或诸如此类的分析。
主节点与从节点的时间基准不同。原因是主节点根据总体框架控制调度。从节点接收到帧头时,
首先得到时间信息。
时基和时基节拍定义在5.3中。
图4展示某个信号被接收及接收后可以被应用。
---主节点:在最大帧长度之后的下一个时基节拍起。主节点在每个时基的起点,周期更新它接收
到的信号(即,是任务级别)。
---从节点:当接收到的信号校验和有效时。从节点在帧传输结束后直接更新它收到的信号(即,
是中断级别)。
5.2 帧
5.2.1 帧的传输
在LIN网络上进行传输的实体就是帧。
5.2.2 帧的结构
5.2.2.1 场的定义
帧包含几个场,一个间隔场后跟着4~7个字节场,见图6。帧的发送总时间是每个字节发送时间
的总和,再加上响应间隔时间和字节间隔时间。
帧头从间隔场的下降沿开始,到受保护的标识符(PID)场的停止位之后结束。响应从PID场的停
止位之后开始,到校验和场的停止位后结束。
字节间间隔定义为前一个字节的停止位之后与后一个字节的起始位之前的这段时间。响应间隔定
义为PID场到数据场的第一个数据之间的时间。字节间隔和响应间隔不能为负。
5.2.2.2 字节场
除了间隔场,后面的各段都是以字节场的格式来发送的,图7表示字节场。数据传输最新发送的是
数据LSB,最后发送的是 MSB。起始位应编码值为0(显性)的位,停止位应编码值为1(隐性)的位。
5.2.2.3 间隔场
间隔场用来标志一个新帧的开始。这是唯一可以不必符合图7中字节场发送的字段。间隔场总是
由主任务(位于主节点)生成,应至少具有13个标称位时间长的显性值,之后是间隔界定符,见图8。间
隔界定符长度应至少为1个标称位时间。为了避免接收从节点的误读,主节点应用层应发送2位的间
隔界定符。
注:因为UART只能处理完整的位,如果只发送1个位的话,物理层上可能发现间隔界定符短于1位时间。
从节点应以本地的11位显性位时间作为间隔场识别阈值。但是没有特定间隔场检测能力的从节
点也可以在Rx引脚上使用9.5Tbit作为识别阈值。从节点不应在1个标称位时间内检测间隔界定符。
从节点应有能力在Rx线上检测大于9/16位长度的间隔界定符。
5.2.2.4 同步字节场
从任务应总能够检测到间隔/同步字节场时序,即使仅有一个字节场(假设字节互相之间是分离
的)。如果检测到间隔/同步字节场时序,需要停止正在发送的帧,而去开启新帧的处理工作。
同步字节场的数据值为5516,见图9。
5.2.2.5 受保护的标识符(PID)场
5.2.2.5.1 概述
受保护的标识符场包括2个字段:
---帧标识符;
---奇偶校验位。
bit0到bit5是帧标识符,bit6和bit7是奇偶校验位。
5.2.2.5.2 帧标识符
帧标识符由6个位组成,ID0~ID5,其值的范围是010~6310。
帧标识符可分为3类:
---010~5910,用于信号携带帧;
---6010(3C16)~6110(3D16),用于传输诊断和节点配置数据;
---6210(3E16)~6310(3F16),保留用于后续协议改进。
5.2.2.5.3 奇偶校验
奇偶校验位(P0和P1)是在标识符位的基础上进行计算的,见公式(1)和公式(2)。
5.2.2.6 数据
帧可以携带1~8个字节的数据。对拥有固定标识符的帧来说,其包含的数据字节数量应由帧的发
布者和订阅者商定一致。数据字节以字节场的格式进行传输,见图7。
数据场用数据1、数据2直到最大的数据8来标注,见图11。
5.2.2.6.1 LIN默认信号映射到数据字节
对于超过一个字节的信号来说,LSB被包含在第一个被发送的字节里,而 MSB被包含在最后一个
被发送的字节里(小端)。
5.2.2.6.2 可选的大端LIN信号映射到数据字节变量
对于超过一个字节的信号来说,MSB被包含在第一个被发送的字节里,而LSB被包含在最后一个
被发送的字节里(大端)。
字节的传输顺序以及LIN上的位传输顺序不会因为大端信号编码而不同。
5.2.2.7 校验和
帧的最后一个场是校验和。校验和包含八位和取反,并包含所有数据字节(经典校验和)或所有数
据字节加上受保护的标识符(增强型校验和)。
带进位的8位求和等于所有值的和,当和大于或等于25610时就减去25510。有关如何计算校验和
的示例,参见附录A中A.3。
对数据场和受保护的标识符字节都进行校验和计算称为增强型校验和,用于非诊断通信。
校验和在数据场中的传输见图7。
经典型校验和与增强型校验和的使用由主节点管理,并由每个帧标识符决定。
帧标识符为6010(3C16)和6110(3D16)的应使用经典型校验和。
5.2.3 帧长度
帧传输的标称长度值与发送的位数完全匹配(没有响应间隔和字节间间隔)。标称间隔场为14位
标称位(13位间隔位和1位间隔界定符)。
5.2.4 帧类型
5.2.4.1 概述
帧类型是能够有效传输帧的前提条件。某些类型的帧只能用作特定用途,在以下章节中定义。在
一个网络中并不是一定要使用所有类型的帧。
帧中所有未被使用/定义的位均为隐性位(1)。
5.2.4.2 无条件帧
无条件帧携带信号,其帧标识符范围在010~5910(3B16)。
当主任务处理分配给无条件帧的帧时隙时,总是发送无条件帧的帧头。无条件帧(从任务)的发布
者应总能对帧头进行响应。无条件帧的所有订阅者都应接收到该帧,并将其提供给应用程序(假设没有
检测到错误)。
5.2.4.3 事件触发帧
5.2.4.3.1 通则
事件触发帧的目的是缩短LIN集的反应时间,同时不会将太多的总线带宽分配给轮询多个很少发
生事件的从节点。
事件触发帧的所有订阅者都应接收该帧并使用其数据(如果校验和有效),就像接收到了相关的无
条件帧一样。
如果与事件触发帧相关联的无条件帧被调度为无条件帧,则响应应始终被传输(即表现为调度的无
条件帧)。
5.2.4.3.2 与事件触发帧相关联的无条件帧
事件触发帧携带一个或多个无条件帧的响应。与事件触发帧相关联的无条件帧要满足以下条件:
---数据场包含的数据字节等长;
---使用相同的校验和类型(经典型校验或增强型校验和);
---将数据场的第一个字节保留给该无条件帧的受保护的标识符(即使相关的无条件帧被调度为
同一个或另一个调度表中的无条件帧);
---由不同的从节点发布;
---不能与事件触发帧处于同一个调度表中。
5.2.4.3.3 事件触发帧的发送
事件触发帧的帧头在分配给此事件触发帧的固定的帧时隙中传输。相关的无条件帧的发布节点只
有在其携带的......
   
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