一、LIN總線幀結(jié)構(gòu)

一個完整的LIN總線報文幀“Message Frame”包含報頭“Header”和響應(yīng)“Response”，主任務(wù)發(fā)送報頭，從任務(wù)用響應(yīng)來補充報頭形成完整的報文。

截取自LIN Specification PackageRevision 2.1

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

1.間隔場

間隔場由間隔信號和間隔界定符組成。間隔場表示一幀報文的起始，由主節(jié)點發(fā)出。間隔信號至少由13個顯性位組成，間隔界定符至少由1個隱形位組成。間隔場是唯一一個不符合字節(jié)場格式的場，從節(jié)點需要檢測到至少連續(xù)11個顯性位才認為是間隔信號。

截取自LIN Specification PackageRevision 2.1

2.同步場

同步場顧名思義它的作用是確保所有從節(jié)點使用與主節(jié)點相同的波特率發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，以下降沿為判斷標志，同步段采用一個固定的字節(jié)結(jié)構(gòu)0X55。從節(jié)點通過接收主節(jié)點發(fā)出的同步段，計算出主節(jié)點位速率，根據(jù)計算結(jié)果對自身的位速率重新作調(diào)整。計算公式如下：1位時間 ＝（第7位的下降沿時刻 - 起始位的下降沿時刻）/ 8

截取自LIN Specification PackageRevision 2.1

3.標識符場

標識符場由兩部分組成，受保護 ID 段的前 6 位叫作幀 ID(Frame ID)，加上兩個奇偶校驗位后稱作受保護 ID段。

截取自LIN Specification PackageRevision 2.1

幀ID的范圍在0x00～0x3F之間，共64個。幀ID標識了幀的類別和目的地。從任務(wù)對于幀頭作出的反應(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傳輸錯誤，將會導(dǎo)致信號無法正確到達目的地，因此引入奇偶校驗位。校驗公式如下，其中“⊕”代表“異或”運算，“?”代表“取非”運算。

P0 = ID0 ⊕ ID1 ⊕ ID2 ⊕ ID4

P1 = ? (ID1 ⊕ ID3 ⊕ ID4 ⊕ ID5)

4.數(shù)據(jù)場

數(shù)據(jù)場用于存儲節(jié)點發(fā)送的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)場長度1到8個字節(jié)，采用低字節(jié)先發(fā)，低位先發(fā)策略，如果某一信號長度超過1個字節(jié)，采用低位在前的方式發(fā)送。

截取自LIN Specification PackageRevision 2.1

5.校驗和場

檢驗和場用于校驗接收到的數(shù)據(jù)是否正確。校驗分為經(jīng)典校驗(Classic Checksum)和增強校驗(Enhance Checksum)。經(jīng)典校驗僅校驗數(shù)據(jù)場，適用于診斷幀和與 LIN1.x 從機節(jié)點通信；增強校驗校驗標識符場和數(shù)據(jù)場，適用于與 LIN2.x 從機節(jié)點通信(診斷幀除外)。采用標準型校驗和還是增強型校驗和由主機節(jié)點管理，發(fā)布節(jié)點和各收聽節(jié)點根據(jù)幀ID來判斷采用哪種校驗和。

截取自LIN Specification PackageRevision 2.1

1. LIN總線幀結(jié)構(gòu)干擾

LIN幀的不同場格式需要按照協(xié)議進行開發(fā)，為了測試樣件是否不響應(yīng)錯誤的幀結(jié)構(gòu)，就需要對LIN幀中各個場分別進行干擾以達到所需要的測試目的。實現(xiàn)干擾的方式有很多，本文通過CAPL自帶函數(shù)來進行相應(yīng)的干擾，下面將對CAPL函數(shù)linSendHeaderError()、linInvertRespBit()、linInvertHeaderBit()

進行介紹。

1. linSendHeaderError()

該函數(shù)用于干擾報文頭，包含三個參數(shù)，一個是syncByte，用于設(shè)置同步場位；一個是idWithParity，用于設(shè)置標識符場；最后一個是StopAfterError，該位置1表示如果報頭中一旦有某個場出現(xiàn)錯誤，則終止之后報頭場的發(fā)送。

具體參數(shù)如圖所示

截取自Vector Browser Helper

下面通過一個干擾ID為0x33的報文PID場中奇偶校驗位的實例，來幫助大家進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現(xiàn)邏輯，首先通過linGetProtectedID()可以獲取該報文正確的PID值，然后通過corParity = (protectedID & 0xC0) >> 6提取出奇偶校驗位，與0x2異或干擾校驗位，最后通過errPID = linID | (errParity << 6)得出一個干擾過奇偶校驗位的PID值并賦值給自己先前聲明的errPID即得到了一個帶有錯誤奇偶校驗位的PID值,通過函數(shù)linSendHeaderError(0x55,errPID,0)發(fā)送錯誤PID值的LIN報頭，即實現(xiàn)了對PID場的干擾。

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用來指定干擾數(shù)據(jù)場第幾字節(jié)（如果該參數(shù)值設(shè)置為報文長度，則干擾的是校驗位長度）；bitIndex用來指定干擾相對應(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這個參數(shù)用來定義干擾的個數(shù)。

具體參數(shù)如圖所示

截取自Vector Browser Helper

下面通過下面的示例，來幫助大家進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);
...
}

第一個函數(shù)是干擾第8個比特，由于bitIndex是0，所以干擾的是該比特的第一個位，其中第二個函數(shù)如果byteIndex的長度和DLC長度一樣，則說明干擾的是該報文的checksum位。

3.linInvertHeaderBit()

該函數(shù)用于干擾報頭，主要關(guān)注的參數(shù)如下，byteIndex用來指定干擾數(shù)據(jù)場類型，如果為-1，則是干擾間隔場，如果為0干擾同步場，如果為1干擾PID場；bitIndex用來指定干擾相對應(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這個參數(shù)用來定義干擾的個數(shù)；disturbAfterHeaderID這個參數(shù)用來指定在該ID之后進行干擾，這個參數(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的報文后，在下一個報頭直接進行干擾。

具體參數(shù)如圖所示

截取自Vector Browser Helper

1. 小結(jié)

通過上述的介紹，大家應(yīng)該對基于CAPL對LIN報文各場干擾有了一定的了解了。通過發(fā)送干擾的報頭或者對從節(jié)點的響應(yīng)進行干擾，然后再發(fā)送正常幀，即可通過該正常幀的數(shù)據(jù)，對ResponseError位是否能正確置位進行測試了。

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圖片來源：LIN Specification PackageRevision 2.1以及Vector