隨著汽車部件電子化程度的不斷提高,汽車工程師們正積極地尋求車輛系統(tǒng)中的先進控制和接口技術(shù)解決方案。目前,汽車系統(tǒng)中用來嵌入這些功能單元的空間和能源十分有限,汽車工程師們正借助于新穎的高壓混合信號技術(shù)將復(fù)雜的——截至目前還不兼容的元件功能集成到一塊芯片上?，F(xiàn)在,應(yīng)用與42V車載電壓兼容的I3T高電壓技術(shù)已經(jīng)可以將復(fù)雜的數(shù)字電路(如傳感器)、嵌入式微處理器以及功率電路(如激勵源或開關(guān)驅(qū)動器)集成到一起。

 
LIN總線系統(tǒng)

 
      由于其相對較低的造價,LIN總線正被廣泛應(yīng)用于汽車的分布式電氣控制系統(tǒng)中,如控制電動車窗、調(diào)節(jié)后視鏡和車前燈等部位的步進馬達和直流電源,或管理傳感器采集到的關(guān)于氣溫或座位位置的信息等。LIN總線的傳輸字節(jié)高達20kbps?；趩沃鞴?jié)點、多個從節(jié)點的結(jié)構(gòu),通常,從節(jié)點安裝在收發(fā)器、微控制器、傳感器的接口或由分立元件組成的激勵驅(qū)動器的周圍。最近研制出了一種帶有LIN總線異步收發(fā)裝置(UART)的微控制器,這種微控制器可同集成有其它從節(jié)點模塊(如LIN總線收發(fā)器、電壓調(diào)節(jié)器、看門狗定時器、激勵驅(qū)動器和傳感器接口)的附件一起配套使用。目前,AMI半導(dǎo)體(AMIS)公司利用混合信號技術(shù)將關(guān)鍵的從節(jié)點模塊全部集成在了一個功能專一、功耗低、符合標準IP模塊的芯片上,將LIN總線的發(fā)展又推進了一步。

該方案的特點有：
　　集成RC振蕩器,誤差≤15%;
　　專用IP模塊(如DC或微型步進馬達驅(qū)動器);
　　遵守LIN總線V1.3協(xié)議;
　　傳輸速率高達20kbps(特殊的結(jié)構(gòu)設(shè)計);
　　低頻收發(fā);
　　睡眠/旁路模式中的低電流損耗;
　　滿足潛在的市場需求。

 
      圖1為一個集成有LIN總線的從節(jié)點中主要元件的結(jié)構(gòu)框圖。AMIS的方案提供了應(yīng)用層和數(shù)據(jù)鏈路層需要的所有主要功能模塊。這些功能模塊可以用VHDL代碼編程、用AMIS開發(fā)板評估,下文將對它們作簡要的介紹。

 
帶有數(shù)字濾波器的采樣模塊

 
同步機

 
      同步機模塊從同步域中提取所需的信息,以決定編碼器和解碼器的準確采樣速率。該模塊具有內(nèi)部晶振,并采用了一種可將傳統(tǒng)的UART技術(shù)中偶爾發(fā)生的舍/入誤差減到最小的技術(shù)。同步機的主要優(yōu)點在于能用較低的時鐘頻率來執(zhí)行LIN協(xié)議。例如,可以使用一個250KHz的主時鐘及15%的容差來獲得精確無誤的通訊。另外,AMIS的方案實現(xiàn)了占空比較大的變化范圍。典型的UART在晶振零誤差的情況下能實現(xiàn)占空比在33~66%間的變化。然而,運用AMIS解決方案可實現(xiàn)占空比在12~88%間的變化,并能完全適應(yīng)晶振的誤差。在對物理層參數(shù)提供了較大容差的同時,也提高了對占空比影響較大的電磁兼容性。

標識符濾波器及其動態(tài)管理

　　主節(jié)點在系統(tǒng)運行的初始及運行過程中依據(jù)需要發(fā)布不同的從指令標識符。為此,從節(jié)點要包含一定數(shù)目的寄存器。ROM指令數(shù)陣列指的是從節(jié)點中執(zhí)行的不同指令,在RAM或EEPROM中含有相應(yīng)的標識符。地址寄存器模塊識別同一LIN總線上的不同從節(jié)點,而第二ROM陣列是為不同的應(yīng)用和執(zhí)行過程識別不同的從節(jié)點。標識符濾波器依據(jù)分配的標識符以決定指令的執(zhí)行與否,若標識符存在于隊列中,則執(zhí)行該指令,否則不執(zhí)行。

 
糾錯

 
　　錯誤識別模塊處于數(shù)據(jù)鏈路層,而糾錯卻是在應(yīng)用層執(zhí)行。因此,由嵌入式微控制器在軟件中定義誤差量。應(yīng)用層中的糾錯模塊包含一個狀態(tài)寄存器,每一種錯誤都有一個對應(yīng)的錯誤標志位,并由該標志位向微處理器的內(nèi)核產(chǎn)生一個中斷請求。錯誤標志可通過對狀態(tài)寄存器執(zhí)行讀操作來清除。每次錯誤直接中斷通訊,從而導(dǎo)致一個位錯誤以停止發(fā)送字節(jié)。進而這一幀信息被忽略,從節(jié)點等待下一個中斷域。

 
幀緩沖器

　　幀緩沖器是將送給微處理器內(nèi)核的中斷減到最小的另一個途徑。它與標識符濾波器配合使用,可將中斷的數(shù)量減到每幀一次。該緩沖器中含17個字節(jié)(一個標識符、八個發(fā)送字節(jié)、八個接收字節(jié))。