Wie funktioniert LIN? Ganz einfach!

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Der LIN-Bus (Local Interconnect Network) stellt eine kostengünstige Möglichkeit dar, Datenübertragung im Fahrzeug per Bus zu realisieren wenn nur wenig Bandbreite benötigt wird und andere Lösungen überdimensioniert sind. Dies ist bei der Realisierung von gemischten Netzen aus Sensoren und Aktoren im Komfortbereich der Fall.

Wer mehr über den LIN-Bus erfahren möchte, kann hier weiterlesen.

Physikalische Auslegung
Der LIN-Bus ist idR sternförmig aufgebaut und verfügt in der Mitte des Sterns über einen Busmaster. Dieser ist zumeist ein Steuergerät das noch über andere Busse verfügt und die Informationen, die es per LIN-Bus erhält, den restlichen Komponenten im Fahrzeug aufbereitet zur Verfügung stellt. Der LIN-Bus ist ein Eindraht-Bus und somit nicht so störsicher wie andere automobile Netze. Die relativ geringe Datenübertragungsrate und geringe Anforderungen an die Flankensteilheit lassen jedoch viel Spielraum.

Die Kommunikation
LIN arbeitet zeitgesteuert bzw. legt der Busmaster fest wann welche Nachricht gesendet wird. Dazu kennt jeder Teilnehmer die ihm zugeordneten Datenpakete und sendet deren Inhalt sobald der Master sie anfordert. Der Master selbst kann ebenso Daten senden. Es ist wichtig das der Masterknoten Kenntniss darüber hat wie lang welches Datenpaket sein kann, damit es nicht zu Timingproblemen kommt. Zumeist ist die Anwendung so, das der Master die Daten der (Sensor-) Knoten einholt, verarbeitet und Kommandos an die (Aktuator-) Knoten gibt. Die Knoten selbst verfügen idR nicht über höhere Verarbeitungslogik, können aber sehr wohl noch über die Ausführung des Kommandos entscheiden. Der LIN-Bus ist standbyfähig durch regelmässige Bestätigungen und so kann ein Knoten das Subnetz "aufwecken".

Ein paar Zahlen
Die maximale Datenübertragungsrate liegt bei 20kBit/s Rohdaten. Darin beinhaltet ist ein Protokolloverhead (applikationsunspezifische Daten im Verhältnis zu allen Daten eines Sendepakets inklusive Nutzdaten) von 35%-81%. Eventuell eingebaute Wartezeiten zwischen Frames nicht eingerechnet.

Kollisionserkennung
Eine echte Kollisionserkennung mit -reaktion gibt es nicht, da der Masterknoten Frames nach einem festen Plan anfordert. Eine Kollision wäre nur möglich wenn ein Knoten längere Datenpakete sendet als der Master es erwarten würde und somit die nächste Anfrage überschreibt. - damit wird ihr eingebautes CRC-Feld ungültig. Diese Datenpakete und alle die darauf aufbauen sind somit nicht mehr nutzbar und verursachen ggf. Fehler bis zur Funktionslosigkeit des Gesamtnetzwerks.

Der Fehlerfall
Der LIN-Standard selbst beinhaltet keine besondere Fehlererkennung ausser das natürlich jeder Knoten den korrekten Erhalt einer Nachricht über die mitgelieferte CRC-Checksumme überprüfen kann. Was er im Fehlerfall zu tun hat ist jedoch Inhalt höherer Protokollschichten. So gibt es also meist ein Datenpaket welches z.B. den Status fehlerhaft empfangener Frames wiedergibt.

Anwendungsfälle
Regen-/Lichtsensor mit integrierter LIN-Schnittstelle
Tastenfelder in Bedienelementen
Intelligente Schrittmotoren z.B. in Aussenspiegeln oder der Leuchtweitenregulierung
Gleichstrommotoren mit Einklemm- und Bauteilschutz z.B. im Fensterheber oder Schiebedach

Weitere Informationsquellen (kleine Auswahl)
Erklärungen auf Wikipedia
Die Homepage dieses Standards: LIN-Subbus.org
Infos zu LIN bei Vector-Informatik

[Turboschlumpf52873]

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