实用的辅助总线LIN与LIN相关芯片

电子发烧友网报道（文/李宁远）汽车智能化、电动化的发展趋势下，现在的车辆包含了许多总线网络。LIN总线是汽车分布式电子系统中一种低成本的串行通讯网络，作为CAN、CAN FD等其他网络的补充出现。
 
CAN总线高昂的价格让很多对网络带宽、性能、容错没有那么高要求的应用望而却步，如果整车总线架构全使用CAN总线，成本将大幅上升。因此奥迪、宝马、克莱斯勒、摩托罗拉、博世、大众和沃尔沃几家整车及芯片厂商成立了LIN联盟，为现有汽车网络提供辅助功能。
 

 
低成本的辅助总线
 
作为一种辅助总线，在不需要CAN总线高性能的应用里，LIN大大节省了相关成本。在电动汽车中，这些不需要CAN总线高性能的应用并不少，电动门窗控制、座椅调节、灯光照明调节这些都是很典型的LIN应用场合。这一成本优势其一源自LIN只需要单线传输，其二源自无需在从属节点中使用石英或陶瓷谐振器。
 
LIN总线的最高传输速率只有20千比特/秒，是妥妥的低速网络，这种面向传感器、执行器控制的低端通信更看重相对可靠性，大大节约了总线驱动力。一般来说，LIN不会在汽车电子系统中单独存在，通常都是与上层CAN网络相连，形成CAN-LIN网关节点。在复杂的汽车电磁环境里，LIN的最高传输速率20千比特/秒把EMC的强度限制得很紧，基本不会出现EMC风险。
 
综合看来，LIN总线的特征很突出，前提是该汽车电子子系统对速度或者容错性的要求较低，这么看LIN的低成本优势才极为明显。而且LIN只需要一根信号线，既不需要购买许可而且节点也更便宜。还有一点容易被忽视，LIN总线的关键不仅是可以节省成本，还可以节省能耗。LIN的主节点可以通过发送诊断帧来让所有的从节点进入休眠模式，此外，如果总线超过4秒没有活动，从节点就会自动进入休眠模式。
 
在车载通信网络传输速率日益攀升的今天，LIN在低成本低速领域固守得很好，而且随着汽车电子系统下的子系统越来越多，很多应用都需要LIN在低端通信里发挥可靠且低成本的优势。据Strategy Analytics测算，LIN节点的预计复合年增长率CAGR为17%，这一市场增速反而超过了Strategy Analytics对CAN节点增速的预测。因此在汽车电子市场规模不断扩大的发展下，LIN相关的半导体厂商也有不小的发展机遇。
 
LIN收发器IC
 
作为一种通信总线技术，LIN收发器IC是实现其作用的基础器件。不少半导体厂商在LIN收发器IC上有所布局。半导体领域正在加速的国产化替代进程，加国外品牌供应短缺，给拥有技术优势与成熟产品储备的国内IC厂商带来重大的发展机遇，在LIN收发IC赛道上也是如此。
 
去年纳芯微就推出了车规级LIN收发器芯片NCA1021，为低速、短距离汽车通信应用提供符合AEC-Q100标准的高抗扰性、低辐射、单线稳健通信收发器方案。NCA1021通过INH 输出引脚选择性地启用节点上可能存在的各种电源，进一步从整个系统级别减少了电池电流消耗。可靠性上也通过限流波形驱动器降低了电磁辐射。NCA1021最重要的是能Pin 2 Pin兼容市场主流欧美LIN收发器芯片，无需修改设计就可直接完成替换。
 
芯力特一直专注在总线接口芯片领域，在汽车领域推出的LIN总线接口系列芯片SIT102x系列为国内汽车以及零部件厂商提供了坚实的后盾。SIT102x系列可以通过引脚控制LIN总线的状态，将协议控制器的发送数据流转换为具有最佳压摆率和波形整形的总线信号，以最大程度地减少电磁辐射发射。
 
集成LIN趋势
 
2022年10月21日，Melexis推出面向继电器控制直流电机应用的全新LIN预驱动芯片 MLX81160。推出基于LIN的预驱芯片，无疑是想巩固在汽车电机驱动应用领域的地位。这种集成后的单颗新品啊在车窗调节器、电动门锁、电动座椅、电动后视镜、玻璃刮水器、座椅加热器等汽车应用里很实用。
 
这种集成趋势为价格敏感的直流电机带来了数字接口的优势，而且尺寸极为紧凑，既降低了BOM 成本，又简化了电机控制的设计，为汽车OEM合作伙伴开发极具竞争力的机电一体化系统提供了不少帮助。不仅是电机，LIN总线芯片已越来越多地集成于汽车传感器IC上，在各类传感器、执行器端发挥其作用。
 
小结
 
随着人们对驾驶体验要求的提高，汽车越来越智能，为应对车身网络ECU增多而带来的车内总线数量增加、车内空间缩小的问题，LIN总线在对速度和容错性要求并不高的传感侧/执行侧发挥关键的作用。