車載ネットワーク（12）LINのフレーム構造

LIN フレームは、マスタタスクが送信する「ヘッダ」部と、スレーブタスクが送信する「レスポンス」部で構成される(図1)。ヘッダ部は次の5つで構成される。

(1) Break field	フレームの区切り（13ビット以上）
(2) Break delimiter	次の Sync byte field 検出用区切り（1ビット以上）
(3) Sync byte field	スレーブノードがクロック同期をとる領域（10ビット）
(4) Inter-Byte Space	次の Protected identifier field 検出用区切り（0ビット以上）
(5) Protected identifier field	スレーブタスク指定（10ビット）

「ヘッダ」部の最小長は34ビット(13+1+10+0+10=34)で、最大長は最小長に40%マージンを加えた値となる(34×1.4=47.6ビット)となる。上記の(1)から(5)までの長さが、47.6ビット時間に収まる必要がある。「Break field 13ビット以上」はマスタが送信する際の決まりで、スレーブ側での検出は、11ビット時間あれば検出ができる。このため、マスタ側の送信が13ビット長よりも若干短くなっても、マスタ⇔スレーブ間の通信が可能だ。マスタとスレーブのクロック精度の差などの要因を加味した柔軟な仕組みだ。

スレーブタスクが送信する「レスポンス」部は 1 ~ 8 バイトのデータで構成する。データの数はあらかじめ決めておく必要がある。

ヘッダとレスポンスを構成する各部は、基本的に図2 「バイトフィールド」と呼ぶ 8 ビットデータでできているが、 Break field はこのルールから外れ、13 ビット以上のドミナントで構成する。

各領域の間は、「break delimiter」「Inter-byte space」「Response space」などの区切りビットが入る。

ヘッダ

Break Field

Break Field は、新しいフレームが始まったことを示す。Byte Field フォーマット(図2)に従わない唯一のフィールドで、常にマスタが送信し、少なくとも13ビット長の「ドミナント」の後に、Break Delimiter が続く。Break Delimiter は1ビット以上の長さが必要。

Sync Byte Field

Sync Byte Field は、マスタが送信する Byte Field でデータは 0x55だ。スレーブは、Sync Byte Field の 1/0 の繰り返し波形から受信データの伝送速度を検出し、以降のデータ受信の基準クロックとなる。Sync Byte Field の後には、最小長さ0の Inter-Byte Space が続く。

Protected Identifier Field

Protected Identifier Field は、2つのサブフィールドで構成される。「フレーム識別」と「パリティ」だ。フレーム識別用に 6 ビットが割り当てられ、0 ~ 63 の範囲を使用でき、次の3つのカテゴリがある。

0 ~ 59 (0x3B)	信号用
60 (0x3C)/ 61 (0x3D)	診断とコンフィグ用
62 (0x3E)/63 (0x3F)	予約(拡張用)

Parity は、図3 の様に割り当てられ、計算式は次式だ。

• P0 = ID0 + ID1 + ID2 + ID4
• P1 = (ID1 + ID3 + ID4 + ID5)

Rev 1.x には、ID4 と ID5 で 64 個のフレーム識別のセットを、それぞれ 2/4/8 個のデータフィールドを持つ 16 個の識別子の 4 つのサブセットに分割するオプションがある。

Data

1 ~ 8 バイトデータを伝送できる。

Checksum

フレームの最後のフィールドが Checksum だ。Rev 2x では、 Protected Identifier Field と Data が計算の対象で「 enhanced checksum 」、Rev 1x では Data のみが計算の対象 で「 classic checksum 」と呼ぶ。バージョンにより互換性がないので注意が必要だ。

送信ノードはチェックサムを計算し、 Checksum 領域に書き込む。Checksum の生成は8ビットデータを加算し、キャリーは LSB に加算する。全ての加算結果の逆数がChecksum Field（図4） に書き込まれる。受信ノードは受信データを順次加算し、最後に Checksum を加算した結果が「0xFF」になればデータが正しく受信できたと判断する。0xFF でない場合は、エラーが発生したと判断し、データを廃棄する。計算方法は、図5 の例を参照いただきたい。この例は、次の4 バイトを順次加算し、キャリーがあれば LSB（最下位）に加算する。最終加算結果を反転したものが「Checksum」になる。この例は、「LIN Specification Package Revision 2.2A」を引用している。

• 0x4A/0x55/0x93/0xE5