LIN Bus, Funktion und Analyse

    Ich habe jetzt dem Signal erstmal zur Bestimmung der Baudrate mittels einem Logic-Analyzer auf den Zahn gefühlt. Hier habe ich nach dem LIN-Transceiver (ich habe einen TJA1020 verwendet, den "Klassiker"):

    Mit 2M/s aufgezeichnet ergibt sich eine Bit-Zeit von 104,5 µs, was nach der Formel Baudrate = 1 / Bit-Zeit in s eine Baudrate von 9.600 ergibt. Das ist schon etwas ungewöhnlich, da LIN standardmäßig 19.200 Baud benutzt, gut das ich nachgemessen habe! LIN nutzt 8N1, also 8 Daten-Bits (das LSB zuerst), kein Parity-Bit und 1 Stopp-Bit. Nie mit angegeben aber immer enthalten ist auch ein Start-Bit. Ein LIN-Frame, die kleinste Informationseinheit also, besteht aus insgesamt 10 Bits.

    So habe ich den Protocol-Interpreter vom Logic-Analyzer eingestellt und sehe damit dann auch diese Frame-Daten in Form von Bytes.

    Wie schon erwähnt gibt es auf einem LIN-Bus einen Master und mehrere (bis zu 63) Slaves. Auf unserem Batteriesensor-Bus zum glück nur diesen einen Slave. Die senden nur wenn sie vom Master dazu aufgefordert werden. Die Kommunikation läuft immer so ab das der Master einen Request (Header) auf den Bus legt. Dieser besteht aus einem BREAK, einem SYNC und einem PID.

    Das BREAK ist (mind.) 13 Bits lang und besteht als 0-Bits (Leitung wird auf LOW gezogen). Im gemessenen Signal ist es 1,352 ms lang (13 * 104 µs):

    Das BREAK gibt den Slaves auf dem Bus Zeit aufzuwachen, falls diese sich im Tiefschlaf befinden. Dann folgt das SYNC, welches aus einer Folge von 0 und 1 im Wechsel besteht (daraus resultiert der Hex Bytewert 0x55). Dies verwenden die Slaves um sich auf die Baudrate und Phase des Masters einstellen zu können.

    Als letztes überträgt der Master das PID, quasi die Adresse des Slaves der angesprochen wird. Die eigentliche ID ist dabei 6 Bit lang, wodurch sich eine maximale Anzahl von 63 Nodes ergibt. Weil die ID wichtig ist wird sie mit zwei Paritäts-Bits gesichert (die höchstwertigen Bits). Der Wert des Partitäts-Bits P0 ergibt sich aus einem XOR von ID0 ^ ID1, sowie einem ID2 ^ ID4 und einem XOR beider Ergebnisse. Das Parity Bit P1 verwendet ID1, ID3, ID4 und ID5 zur Berechnung. Im obigen Datagramm ist 0x20 die LIN-Bus Adresse. Bei dieser Adresse sind beide Paritäts-Bits "0" wodurch sich keine Werteänderung ergibt. Die Adresse ist auch gleichzeitig sowas wie ein Befehl. Ein LIN-Slave kann auf mehreren Adressen reagieren um damit unterschiedliche Daten zu senden.

    Im Anschluß an dieses Anforderungs-Signal vom Master sendet der sich angesprochene Slave dann seine Daten. Das ist aus dem obigen Beispiel:

    0x84 0x80 0x00 0x00

    Wieviele Bytes das sind, bestimmt allein der Slave, es dürfen aber maximal 8 sein. Dem folgt dann ein CHECKSUM Byte (ob im Beispiel 0xFA).

    So sieht dann eine solche Datensalve aus:

    Als nächstes versuche ich dann mittels meines Selbstbau LIN-Sniffers, bestehend aus dem TJA1020 und einem ESP32 die reinen Nutzdaten zu extrahieren und daraus schlau zu werden.

    "Lernen ist Erfahrung. Alles andere ist einfach nur Information."

    Albert Einstein

    Ohje, da hätte ich besser gleich mal nachgemessen als blind dem Schaltplan zu vertrauen...

    Wenn man sich das hier anschaut könnte man meinen LIN2 und LIN8 sind im BCM einfach miteinander verbunden:

    Tatsächlich ist es aber so das

    Pin 49 und 48 vom grünen BCM-Stecker (Motorraum), sowie Pin 10 vom schwarzen BCM-Stecker (Dachhimmel) elektrisch verbunden sind => "LIN 8"
    und Pin 47 vom grünen und Pin 9 vom schwarzen auch miteinander verbunden sind => "LIN 2"

    Aber es gibt keine Verbindung zwischen "LIN 8" und "LIN 2" !

    D.H. das an dem Kabel am Batteriesensor natürlich auch nur der Regensensor (und bei der Plattform CD340, also S-Max/Galaxy noch der Wischermotor) anliegen. Den Innenraumsensor muss ich an einen anderen LIN anschließen, der kann dort nicht funktionieren.

    Beim Mondeo wird der Wischer direkt über Relais im BCM gesteuert, gut möglich das die unbeantworteten IDs diesem Smart-Wiper-Motor dienen.

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    Meinen LIN-Sniffer, gebaut mit günstiger Hardware basierend auf einem ESP32, findet ihr hier

    https://github.com/igittigitt/esp32_lin_sniffer

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