一、LIN總線幀結(jié)構(gòu)

一個(gè)完整的LIN總線報(bào)文幀“Message Frame”包含報(bào)頭“Header”和響應(yīng)“Response”，主任務(wù)發(fā)送報(bào)頭，從任務(wù)用響應(yīng)來(lái)補(bǔ)充報(bào)頭形成完整的報(bào)文。

截取自LIN Specification PackageRevision 2.1

其中幀頭包括間隔場(chǎng)、同步段以及標(biāo)識(shí)符場(chǎng)，應(yīng)答包括數(shù)據(jù)段和校驗(yàn)和場(chǎng)。每個(gè)字節(jié)之間存在字節(jié)間隔(Inter-byte Space)；在報(bào)頭與響應(yīng)之間存在響應(yīng)間隔(Response Space)；兩幀LIN報(bào)文之間存在幀間間隔(Inter-frame Space)。下面將詳細(xì)介紹每個(gè)段的具體內(nèi)容格式。

1.間隔場(chǎng)

間隔場(chǎng)由間隔信號(hào)和間隔界定符組成。間隔場(chǎng)表示一幀報(bào)文的起始，由主節(jié)點(diǎn)發(fā)出。間隔信號(hào)至少由13個(gè)顯性位組成，間隔界定符至少由1個(gè)隱形位組成。間隔場(chǎng)是唯一一個(gè)不符合字節(jié)場(chǎng)格式的場(chǎng)，從節(jié)點(diǎn)需要檢測(cè)到至少連續(xù)11個(gè)顯性位才認(rèn)為是間隔信號(hào)。

截取自LIN Specification PackageRevision 2.1

2.同步場(chǎng)

同步場(chǎng)顧名思義它的作用是確保所有從節(jié)點(diǎn)使用與主節(jié)點(diǎn)相同的波特率發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，以下降沿為判斷標(biāo)志，同步段采用一個(gè)固定的字節(jié)結(jié)構(gòu)0X55。從節(jié)點(diǎn)通過(guò)接收主節(jié)點(diǎn)發(fā)出的同步段，計(jì)算出主節(jié)點(diǎn)位速率，根據(jù)計(jì)算結(jié)果對(duì)自身的位速率重新作調(diào)整。計(jì)算公式如下：1位時(shí)間 ＝（第7位的下降沿時(shí)刻 - 起始位的下降沿時(shí)刻）/ 8

截取自LIN Specification PackageRevision 2.1

3.標(biāo)識(shí)符場(chǎng)

標(biāo)識(shí)符場(chǎng)由兩部分組成，受保護(hù) ID 段的前 6 位叫作幀 ID(Frame ID)，加上兩個(gè)奇偶校驗(yàn)位后稱作受保護(hù) ID段。

截取自LIN Specification PackageRevision 2.1

幀ID的范圍在0x00～0x3F之間，共64個(gè)。幀ID標(biāo)識(shí)了幀的類別和目的地。從任務(wù)對(duì)于幀頭作出的反應(yīng)(接收/發(fā)送/忽略應(yīng)答部分)都是依據(jù)幀ID判斷的。如果幀ID傳輸錯(cuò)誤，將會(huì)導(dǎo)致信號(hào)無(wú)法正確到達(dá)目的地，因此引入奇偶校驗(yàn)位。校驗(yàn)公式如下，其中“⊕”代表“異或”運(yùn)算，“?”代表“取非”運(yùn)算。

P0 = ID0 ⊕ ID1 ⊕ ID2 ⊕ ID4

P1 = ? (ID1 ⊕ ID3 ⊕ ID4 ⊕ ID5)

4.數(shù)據(jù)場(chǎng)

數(shù)據(jù)場(chǎng)用于存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)發(fā)送的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)場(chǎng)長(zhǎng)度1到8個(gè)字節(jié)，采用低字節(jié)先發(fā)，低位先發(fā)策略，如果某一信號(hào)長(zhǎng)度超過(guò)1個(gè)字節(jié)，采用低位在前的方式發(fā)送。

截取自LIN Specification PackageRevision 2.1

5.校驗(yàn)和場(chǎng)

檢驗(yàn)和場(chǎng)用于校驗(yàn)接收到的數(shù)據(jù)是否正確。校驗(yàn)分為經(jīng)典校驗(yàn)(Classic Checksum)和增強(qiáng)校驗(yàn)(Enhance Checksum)。經(jīng)典校驗(yàn)僅校驗(yàn)數(shù)據(jù)場(chǎng)，適用于診斷幀和與 LIN1.x 從機(jī)節(jié)點(diǎn)通信；增強(qiáng)校驗(yàn)校驗(yàn)標(biāo)識(shí)符場(chǎng)和數(shù)據(jù)場(chǎng)，適用于與 LIN2.x 從機(jī)節(jié)點(diǎn)通信(診斷幀除外)。采用標(biāo)準(zhǔn)型校驗(yàn)和還是增強(qiáng)型校驗(yàn)和由主機(jī)節(jié)點(diǎn)管理，發(fā)布節(jié)點(diǎn)和各收聽(tīng)節(jié)點(diǎn)根據(jù)幀ID來(lái)判斷采用哪種校驗(yàn)和。

截取自LIN Specification PackageRevision 2.1

1. LIN總線幀結(jié)構(gòu)干擾

LIN幀的不同場(chǎng)格式需要按照協(xié)議進(jìn)行開(kāi)發(fā)，為了測(cè)試樣件是否不響應(yīng)錯(cuò)誤的幀結(jié)構(gòu)，就需要對(duì)LIN幀中各個(gè)場(chǎng)分別進(jìn)行干擾以達(dá)到所需要的測(cè)試目的。實(shí)現(xiàn)干擾的方式有很多，本文通過(guò)CAPL自帶函數(shù)來(lái)進(jìn)行相應(yīng)的干擾，下面將對(duì)CAPL函數(shù)linSendHeaderError()、linInvertRespBit()、linInvertHeaderBit()

進(jìn)行介紹。

1. linSendHeaderError()

該函數(shù)用于干擾報(bào)文頭，包含三個(gè)參數(shù)，一個(gè)是syncByte，用于設(shè)置同步場(chǎng)位；一個(gè)是idWithParity，用于設(shè)置標(biāo)識(shí)符場(chǎng)；最后一個(gè)是StopAfterError，該位置1表示如果報(bào)頭中一旦有某個(gè)場(chǎng)出現(xiàn)錯(cuò)誤，則終止之后報(bào)頭場(chǎng)的發(fā)送。

具體參數(shù)如圖所示

截取自Vector Browser Helper

下面通過(guò)一個(gè)干擾ID為0x33的報(bào)文PID場(chǎng)中奇偶校驗(yàn)位的實(shí)例，來(lái)幫助大家進(jìn)一步深入理解該函數(shù)。

// Force an error in header of LIN frame with ID=0x33 by setting wrong protected ID

on key 'h'
{
byte linID, protectedID, corParity, errParity, errPID;
// calculate protected ID with wrong parity bits
linID = 0x33; // use frame ID=0x33
protectedID = linGetProtectedID(linID); // get protected ID
corParity = (protectedID & 0xC0) >> 6; // extract parity (0xC=0=11000000)
errParity = (corParity ^ 0x2) & 0x3; // calculate wrong parity using XOR
errPID = linID | (errParity << 6); // calculate PID with wrong parity
linSendHeaderError(0x55, errPID, 0);
}

給大家大致解釋一下腳本的實(shí)現(xiàn)邏輯，首先通過(guò)linGetProtectedID()可以獲取該報(bào)文正確的PID值，然后通過(guò)corParity = (protectedID & 0xC0) >> 6提取出奇偶校驗(yàn)位，與0x2異或干擾校驗(yàn)位，最后通過(guò)errPID = linID | (errParity << 6)得出一個(gè)干擾過(guò)奇偶校驗(yàn)位的PID值并賦值給自己先前聲明的errPID即得到了一個(gè)帶有錯(cuò)誤奇偶校驗(yàn)位的PID值,通過(guò)函數(shù)linSendHeaderError(0x55,errPID,0)發(fā)送錯(cuò)誤PID值的LIN報(bào)頭，即實(shí)現(xiàn)了對(duì)PID場(chǎng)的干擾。

2.linInvertRespBit()

該函數(shù)用于干擾響應(yīng)，主要關(guān)注的參數(shù)如下，byteIndex用來(lái)指定干擾數(shù)據(jù)場(chǎng)第幾字節(jié)（如果該參數(shù)值設(shè)置為報(bào)文長(zhǎng)度，則干擾的是校驗(yàn)位長(zhǎng)度）；bitIndex用來(lái)指定干擾相對(duì)應(yīng)第幾位；level值為0的話，則把相應(yīng)位從隱形干擾成顯性，如果為1則反之從顯性干擾成隱性；numberOfExecutions這個(gè)參數(shù)用來(lái)定義干擾的個(gè)數(shù)。

具體參數(shù)如圖所示

截取自Vector Browser Helper

下面通過(guò)下面的示例，來(lái)幫助大家進(jìn)一步深入理解該函數(shù)。

on key 'i'
{
...
// Invert first bit of byte field 8 for LIN frame with ID=0x33
linInvertRespBit(0x33, 7, 0);
...
// Invert bit 7 of checksum byte field for LIN frame with ID=0x33
linInvertRespBit(0x33, 8, 6);
...
// Invert stop bit of byte field 8 for LIN frame with ID=0x33
linInvertRespBit(0x33, 7, 8);
...
}

第一個(gè)函數(shù)是干擾第8個(gè)比特，由于bitIndex是0，所以干擾的是該比特的第一個(gè)位，其中第二個(gè)函數(shù)如果byteIndex的長(zhǎng)度和DLC長(zhǎng)度一樣，則說(shuō)明干擾的是該報(bào)文的checksum位。

3.linInvertHeaderBit()

該函數(shù)用于干擾報(bào)頭，主要關(guān)注的參數(shù)如下，byteIndex用來(lái)指定干擾數(shù)據(jù)場(chǎng)類型，如果為-1，則是干擾間隔場(chǎng)，如果為0干擾同步場(chǎng)，如果為1干擾PID場(chǎng)；bitIndex用來(lái)指定干擾相對(duì)應(yīng)第幾位，如果為8則是干擾stopbit；level值為0的話，則把相應(yīng)位從隱形干擾成顯性，如果為1則反之從顯性干擾成隱性；numberOfExecutions這個(gè)參數(shù)用來(lái)定義干擾的個(gè)數(shù)；disturbAfterHeaderID這個(gè)參數(shù)用來(lái)指定在該ID之后進(jìn)行干擾，這個(gè)參數(shù)需要搭配waitForHeaders使用，如果設(shè)置waitForHeaders為0，disturbAfterHeaderID為5，則是等收到ID為5的報(bào)文后，在下一個(gè)報(bào)頭直接進(jìn)行干擾。

具體參數(shù)如圖所示

截取自Vector Browser Helper

1. 小結(jié)

通過(guò)上述的介紹，大家應(yīng)該對(duì)基于CAPL對(duì)LIN報(bào)文各場(chǎng)干擾有了一定的了解了。通過(guò)發(fā)送干擾的報(bào)頭或者對(duì)從節(jié)點(diǎn)的響應(yīng)進(jìn)行干擾，然后再發(fā)送正常幀，即可通過(guò)該正常幀的數(shù)據(jù)，對(duì)ResponseError位是否能正確置位進(jìn)行測(cè)試了。

北匯信息作為Vector中國(guó)的合作伙伴，致力于為中國(guó)汽車客戶提供優(yōu)質(zhì)的工具支持、解決方案以及測(cè)試服務(wù)。

圖片來(lái)源：LIN Specification PackageRevision 2.1以及Vector