Local Interconnect Network

LIN (Local Interconnect Network) est un système de communication série économique conçu pour la mise en réseau d'assemblages électroniques simples dans les véhicules. Il est particulièrement adapté lorsque des capteurs et actionneurs doivent être interconnectés, mais que les performances et le coût d'un réseau CAN (Controller Area Network) ne sont pas justifiés.

Le LIN est souvent utilisé dans des sous-systèmes tels que les portes, les vitres, les sièges, les modules de volant et les systèmes de climatisation. Ces sous-systèmes sont typiquement reliés à un réseau CAN de niveau supérieur (par ex., domaine carrosserie ou châssis), garantissant que les outils de diagnostic et de service qui reposent sur le CAN peuvent toujours accéder aux dispositifs connectés en LIN. Cette approche en couches permet une communication flexible et hiérarchique dans les véhicules modernes.

Principe de communication

Le LIN utilise un protocole de communication série sur fil unique basé sur l'interface UART/SCI (Universal Asynchronous Receiver/Transmitter). La communication est coordonnée par un seul nœud maître qui assure des temps de réponse et une latence prévisibles. Une caractéristique clé est que les dispositifs esclaves synchronisent leurs horloges directement à partir des signaux du bus, ce qui permet des conceptions matérielles à faible coût avec des oscillateurs bon marché.

La couche physique électrique opère sur une ligne mono-fil 12/24 V avec un débit de données maximal de 20 kbit/s. Bien que limité en bande passante, cela est plus que suffisant pour les tâches de contrôle typiques en électronique de confort et de carrosserie automobile.

Un cluster LIN typique contient un maître et jusqu'à 15 esclaves (16 nœuds au total) comme défini par la spécification LIN. Sa simplicité, son mécanisme de synchronisation d'horloge et sa dépendance à un support mono-fil font du LIN une solution économique attrayante par rapport aux réseaux automobiles plus complexes.

Format de trame LIN

La trame de message LIN commence par un sync break — un niveau dominant de 13 bits envoyé par le maître, signalant le début de la communication. Celui-ci est suivi d'un champ de synchronisation (alternance 1/0), qui permet à tous les esclaves d'ajuster leurs horloges internes.

Ensuite, le maître transmet le champ d'identifiant, composé d'un ID de message de 6 bits et d'un contrôle de parité de 2 bits. L'identifiant définit quel nœud esclave doit répondre et quelle sera la longueur du message (2, 4 ou 8 octets). L'esclave adressé envoie alors sa charge utile de données (1-8 octets), suivie d'une somme de contrôle. Le protocole LIN version 1.3 utilise une somme de contrôle classique, tandis que la version 2.0 a introduit une somme de contrôle améliorée pour une meilleure détection d'erreurs.

Trame de message LIN

En LIN, différents types de trames existent pour la communication, chacun conçu pour répondre à des besoins spécifiques :

• Trame inconditionnelle : Attribuée à un identifiant unique, elle obtient toujours une réponse de l'esclave désigné. Typiquement utilisée pour les signaux cycliques tels que la position du siège, l'état des vitres ou le réglage des rétroviseurs.
• Trame déclenchée par événement : Introduite en LIN 2.0, plusieurs signaux partagent un identifiant et seul l'esclave ayant des données mises à jour répond. Particulièrement utile pour les fonctions changeant rarement, comme les interrupteurs de portes.
• Trame sporadique : Contrôlée directement par le maître, transmise uniquement quand une information particulière doit être mise à jour. Adaptée aux événements rares ou irréguliers.
• Trame de diagnostic : (IDs 60/61) Réservée aux fins de service et de configuration, avec une longueur fixe de huit octets de données. Utilisée pour lire les informations de diagnostic, ajuster les paramètres ou effectuer des mises à jour logicielles conformément à l'ISO 17987.
• Trames définies par l'utilisateur : (ID 62) Offrent aux développeurs la flexibilité d'implémenter des structures de communication personnalisées en dehors du calendrier de trames standard.

En combinant ces différents types de trames au sein d'un réseau, le LIN offre un équilibre entre efficacité et flexibilité.

Applications et cas d'usage

Le LIN est typiquement appliqué dans des scénarios où le coût et la simplicité sont plus importants qu'une bande passante élevée. Les applications automobiles typiques incluent :

• Lève-vitres, réglage des rétroviseurs et commande de toit ouvrant
• Réglage et mémoire de position des sièges
• Systèmes d'essuie-glaces, capteurs pluie/lumière et unités de climatisation
• Boutons du volant et commandes d'infodivertissement

Sous-système de porte basé sur LIN connecté au réseau CAN principal

En prenant en charge ces fonctions de confort et de carrosserie, le LIN réduit la charge sur le CAN et les autres réseaux haute performance, tout en maintenant une communication fiable. En dehors du domaine automobile, le LIN a également été adopté dans certaines applications industrielles et d'appareils ménagers, où des considérations similaires de coût et de simplicité s'appliquent.