LIN規格
LIN(Local Interconnect Network)は、車載ネットワークのコストダウンを目的に、LIN コンソーシアムで策定された通信規格だ。LIN コンソーシアムは、欧州の自動車メーカや半導体メーカを中心とした団体だ。LIN 規格は1999年に発表され、数度にわたり規格が改定されている。現在は、LIN Rev 1.3/2.0/2.1 が主に使用されて、Rev 2.x に集約しつつあるところだ。LIN コンソーシアムとしては、バージョン 2.2A が最後だ。2013年に ISOに移管され、現在も改定が続いている(図1)。
LIN は車載機器制御の CAN のサブバスとして位置づけられていて、徹底した低コスト化が特徴だ。 LIN 規格の初期バージョン仕様書には、位置づけを明確にした図が記載されている(図2)。
LIN の適用分野
LIN は、「低コストな CAN のサブバス」という明確なコンセプトでスタートした。登場から20年以上経過し、車載ネットワークではデファクトスタンダードになった。しかし、車載分野以外には広がっていない。
自動車制御での位置付け
自動車の安全性・快適性の向上や環境規制に対応するため、電子制御部品が増加している。自動車の電子制御化は、エンジンなどのパワートレイン制御、ステアリングやブレーキなどのシャシー制御だけではなく、パワーウィンドウ、ミラー調整、電動シート、ドアロックなどのボディー制御にも広がっている。ボディー制御電子化の広がりは、センサー類やECU(Electronic Control Unit)などの部品、ワイヤーハーネス(配線)の増加をもらした。これらの増加は、開発費、部材コスト、組立検査コストの増大を招き、車両重量も増加する。しかし、パワーウィンドウやミラー調整には、パワートレインに求められるような通信速度も信頼性も必要なく、CAN を採用する理由が見当たらない。
通信速度や信頼性を捨て、徹底した低コスト化や重量削減を実現するために作られたのが LIN 規格だ。実際の運用では、LIN は CAN バスのサブバス(下位のバス)となり、様々なセンサやアクチュエータ制御に使用されている(図4)。今や車の世界での「デファクトスタンダード」だ。使用例は下記の様に多岐に渡る。
ステアリング回り | クルーズコントロール、ワイパー、空調、音響機器 |
快適装備 | 温度センサー、サンルーフ、室内灯、空気清浄機 |
駆動系 | シフトポジション、速度計、油圧表示 |
エンジン回り | 冷却ファン |
エアコン | エアコン駆動系、エアコン制御 |
ドア回り | ドアミラー、ウィンドウ開閉、ドアロック |
シート回り | 電動シート、着座センサー |
その他 | ワイパー、雨滴センサ(自動ワイパー)、ヘッドライト |
LIN 規格概要
LIN バス規格は、Rev 1.x と Rev 2.x では微妙に異なるので注意が必要だ。LIN バス規格の主な仕様は次の通り(表1)。
項目 | 仕様概要 |
---|---|
ネットワーク構成 | マスタ/スレーブ構成 1台のマスタと最大16台のスレーブで構成 |
送信権 | マスタが常に送受信を制御。送信権の調停(Arbitration)はない |
伝送路 | シングルワイヤ(1本)/最大長40m 個別の帰線はなく、共通GND |
通信速度 | Rev 1.x:1kビット/秒~20kビット/秒。2400/9600/19200ビット/秒を推奨 Rev 2.x:1kビット/秒~20kビット/秒 |
通信方式 | 半2重通信 スタートビット(1ビット)+ 8ビットデータ + 1 ストップビット |
データ長 | 1 ~ 8 バイトを選択 |
動作電圧 | 12V(バッテリ電圧) |
クロック同期方式 | フレームごとに受信データに同期補正 |
発振子精度 | 水晶/セラミック振動子/RC発振器選択可能(マスタはRC発振器不可) Rev 1.x:マスタ ±0.5%/スレーブ ±15% Rev 2.x:マスタ ±0.5%/スレーブ ±14% |
その他 | Wake up/Sleep機能 |
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