CAN-/LIN-Bus erklärt

Damit möglichst viele Hersteller und Zuliefererfirmen LIN-Komponenten entwickeln können und diese auch einsetzen, besteht die Hauptaufgabe des LIN-Konsortiums darin, die Datenübertragung in ihrer Reihenfolge, ihrer Geschwindigkeit sowie den verwendeten Spannungspegeln festzulegen.

Der Aufbau einer Botschaft muss auch im LIN immer derselbe und eindeutig sein. Anders als im CAN-Bus kann im LIN immer nur das Mastersteuergerät eine Botschaft anstoßen. Es gibt mehrere unterschiedliche Botschaftsformen, von denen die vier wichtigsten hier erwähnt werden sollen. Die Standardbotschaft beinhaltet eine Anfrage beziehungsweise Aufforderung an den Slave. Diese Botschaft wird zyklisch gesendet, das bedeutet in immer gleichen wiederkehrenden Abständen. Gerade in LIN-Systemen mit vielen Teilnehmern besteht beim Master die Möglichkeit, ereignisgesteuerte Botschaften zu senden. Bei diesen Botschaften reagieren die LIN-Slaves nur auf Veränderungen. Hat zum Beispiel der Regensensor bereits gemeldet, dass es nicht regnet, wird er auf eine ereignisgesteuerte Anfrage erst wieder reagieren, sobald es zu regnen begonnen hat.

Der Abstand der zyklisch ablaufenden Botschaften wird so groß gewählt, dass der Master durch spontane Botschaften Anfragen oder Aufforderungen senden kann. Hiermit kann der Master auf besondere Ereignisse reagieren. Um ein Slave-Steuergerät zu konfigurieren und zu diagnostizieren sendet der Master eine Diagnosebotschaft. Diese ist die einzige Botschaft, die durch den entsprechenden Empfänger im LIN bestätigt wird.

Aufbau der Botschaft

Vom Prinzip sind alle die beschriebenen Botschaften gleich aufgebaut. Um den Busteilnehmern zu signalisieren, dass eine Botschaft durch den Master angestoßen wird, verändert dieser den rezessiven Zustand des Busses für mindestens 13 Bitzeiten auf den dominanten Pegel. Anschließend folgt eine Begrenzung durch mindestens ein rezessives Bit. Dieser Ablauf wird Synchronisationspause genannt. Durch diese Pause, die in einem normalen Ablauf im LIN nur zu Beginn einer Botschaft vorkommen kann, wissen die LIN-Slaves, dass eine Botschaft entsteht. Es folgen mehrere Wechsel aus rezessiven und dominanten Pegeln zur Synchronisierung der Steuergeräte auf den Takt des Masters. Hiermit legt der Master auch fest, in welcher Geschwindigkeit die Daten in dieser Botschaft übertragen werden sollen.

Auf dem LIN-Bus können die Daten mit einer Geschwindigkeit von 1.000 Bit/s bis maximal 20 kBit/s übertragen werden, wobei eine Übertragungsrate von 19,2 kBit/s gebräuchlich ist. Nach der Synchronisation sendet der Master einen eindeutigen Identifier. In diesem beschreibt er zum Beispiel, von welchem Slave er eine Information erhalten möchte oder welchen er zu einer Aktion auffordert.
Die Synchronisationspause, das Synchronisationsfeld und der Identifier ergeben zusammen den sogenannten Botschaftskopf, den Header. Dieser wird ausschließlich vom Master gesendet. Es folgen ein bis acht Bytes Daten im Datenfeld, welche jeweils durch ein Start- und ein Stopbit eingerahmt werden.

Am Ende der Response wird vom Sender eine Checksumme zur Kontrolle der Übertragung mitgesendet. Das Datenfeld und die Checksumme können vom Master oder auch vom Slave übertragen werden. Sie bilden zusammen die Botschaftsantwort, die Response.

Fragt der Master zum Beispiel den Regensensor nach Feuchtigkeit auf der Scheibe ab, sendet er den entsprechenden Header auf den LIN. Alle angeschlossenen Slaves erhalten diese Anfrage, aber nur der Regensensor fügt dem Header nun die Response hinzu. Soll der Wischermotor zum Beispiel in Stufe 1 betätigt arbeiten, sendet der Master den passenden Header auf den LIN und fügt gleichzeitig in der Response die weiteren Informationen hinzu. Der Wischermotor würde in diesem Beispiel keine Antwort geben. Die Response wurde vom Master übertragen. Eine komplette Botschaft besteht immer aus Header und Response.