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LIN-Bus zu CAN: Schrittanleitung | STAR ELECTRONICS

So integrieren Sie LIN-Module in eine CAN-Architektur: Schritt-für-Schritt-Anleitung

Bei der Entwicklung moderner Automobilsysteme müssen häufig kostengünstige LIN-Knoten mit einem Hochgeschwindigkeits-CAN-Backbone kombiniert werden. Diese gemischte Architektur ermöglicht es Ingenieuren, Kosten, Bandbreite und funktionale Sicherheit in Einklang zu bringen.

In diesem Leitfaden zeigen wir Ihnen, wie Sie LIN-Module mithilfe von Transceivern, LIN2CAN-Gateways und Validierungstechniken auf Basis der LIN-Protokollspezifikation in eine bestehende oder neue CAN-basierte Architektur integrieren können.
Warum CAN und LIN kombinieren?

Funktion   

LIN

CAN

Geschwindigkeit

Bis zu 20 kbps   

Bis zu 1 Mbps (Classic) / 5 Mbps (CAN FD)

Kosten pro Knoten   

Sehr gering   

Mittel bis hoch

Anwendungsfall   

Unkritisch, Karosserieelektronik   

Echtzeit, sicherheitsrelevant

Topologie   

Master/Slave   

Multi-Master

Protokollstack   

Leichtgewichtig, softwaregesteuert

Hardware + Protokollcontroller

Typischer Anwendungsfall: Eine CAN-basierte ECU steuert die Hauptsysteme des Fahrzeugs, während LIN-basierte Slave-Geräte Fenster, Beleuchtung, Sitze oder Sensoren verwalten.

Übersicht über die gemischte Architektur

Gängige Konfiguration:

  • CAN-Backbone: Verbindet wichtige Steuergeräte (Antriebsstrang, Karosserie, Infotainment)

  • LIN-Subnetze: Verbinden intelligente Aktoren oder Sensoren über einen lokalen LIN-Master

  • LIN2CAN-Gateway: Verbindet das LIN-Subnetz mit dem CAN-Bus

Schrittweise Integration

1. Funktionsbereiche definieren

Segmentieren Sie Ihre Architektur in:

  • Echtzeitsteuerung → CAN

  • Komfort-/Karosseriesysteme → LIN

Dies reduziert die Kosten und gewährleistet gleichzeitig die erforderliche Leistung und Sicherheit.

 

2. Wählen Sie ein LIN2CAN-Gateway aus.

Wählen Sie einen Controller oder einen dedizierten IC, der Folgendes unterstützt:

  • CAN RX/TX + LIN TX/RX

  • LIN-Master-Scheduling

  • Frame-Pufferung und -Übersetzung

Beispiele:

  • MCU-basierte Lösungen (z. B. NXP S32K1xx-Serie)

  • Spezielle LIN2CAN-SoCs

  • Externe LIN/CAN-Brücken

Tipp: Vergewissern Sie sich, dass das Gateway Nachrichtenfilterung, Prüfsummenverarbeitung und Fehlermanagement gemäß LIN 2.x und ISO 17987 unterstützt.

 

3. Kommunikationsfluss entwerfen

CAN-Knoten → Gateway → LIN-Master → LIN-Slaves

Jede Nachricht erfordert:

  • Eine CAN-ID, die einer LIN-Zeitplan-ID zugeordnet ist

  • Periodischen oder ereignisgesteuerten Übertragungsmodus

Verwenden Sie Tools, um Folgendes zu definieren:

  • Zeitpläne (LIN-Master)

  • Übersetzungsregeln (CAN-zu-LIN-Zuordnung)

 

4. Implementieren und verbinden

  • Verwenden Sie Transceiver wie TJA1021 (LIN) und TJA1042 (CAN)

  • Stellen Sie eine ordnungsgemäße Terminierung sicher: 120 Ω für CAN, Pull-up-Widerstand für LIN

  • Halten Sie die LIN-Leitungslänge unter 40 m und die Knotenanzahl unter 16

 

5. Kommunikation validieren

Verwenden Sie einen LIN-Analysator und einen CAN-Monitor, um:

  •  die Nachrichtenübermittlung und das Timing zu validieren

  • den Verlust von LIN-Knoten oder Prüfsummenfehler zu simulieren

  • die Frame-Latenz über das Gateway zu messen

Wichtige Überlegungen

  • Vermeiden Sie es, zu viele LIN-Nachrichten über ein einziges Gateway zu senden.

  • Überprüfen Sie die Antworten der Slave-Knoten über Temperatur- und Spannungsbereiche hinweg.

  • Befolgen Sie die ISO 17987-Richtlinien für Prüfsummen, Synchronisation und Timing.

Fazit

Die Integration von LIN in CAN-basierte Architekturen bietet Flexibilität und Kosteneffizienz, wenn sie korrekt durchgeführt wird. Durch die Verwendung von getesteten Gateways, klaren Nachrichtenzuordnungen und Validierungstools können Sie ein zuverlässiges gemischtes Netzwerk aufbauen.

STAR ELECTRONICS bietet LIN2CAN-Brücken, kompatible Transceiver und technischen Support, um Ihnen bei der Umsetzung Ihrer Multi-Bus-Architektur zu helfen.

Entdecken Sie unseren Hardware- und Werkzeugkatalog oder wenden Sie sich an unser technisches Team, um maßgeschneiderte Empfehlungen zu erhalten.

Glossar

Begriff   

Definition

LIN (Local Interconnect Network)           

Serielles Protokoll für langsame, nicht kritische Kommunikation im Automobilbereich.

CAN (Controller Area Network)   

Hochgeschwindigkeitsprotokoll für Echtzeit- und sicherheitsrelevante Fahrzeugsysteme.

LIN2CAN-Gateway   

Gerät, das Nachrichten zwischen LIN- und CAN-Netzwerken übersetzt.

Transceiver   

Hardwarekomponente, die Signale zwischen Geräten umwandelt und überträgt.

Zeitplan-Tabelle

Vordefinierte Zeitstruktur für die LIN-Kommunikation.

ISO 17987   

Internationale Norm, die die Spezifikationen des LIN-Protokolls definiert

TJA1021 / TJA1042   

LIN- und CAN-Transceiver-ICs, die häufig in Automobilanwendungen verwendet werden

Multi-Bus-Architektur   

Netzwerkdesign, das mehrere Kommunikationsprotokolle kombiniert

Frame-Latenz   

Zeitverzögerung zwischen der Übertragung und dem Empfang einer Nachricht

Prüfsumme   

Fehlerprüfwert, der zur Verifizierung von Daten verwendet wird

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