YTM32的LIN通信協(xié)議引擎LinFlexD外設(shè)模塊詳解

LINFlexD外設(shè)簡介

YTM32微控制器的LINFlexD外設(shè)模塊，實(shí)現(xiàn)了LIN協(xié)議控制器的功能，可以支持LIN總線協(xié)議的主機(jī)和從機(jī)功能。如圖x所示。

圖x LINFlexD在LIN總線系統(tǒng)中的位置

LINFlexD 可以實(shí)現(xiàn)使用較少 CPU 介入的情況下，高效管理大量的 LIN 通信幀：

• 在主機(jī) Master 模式下，當(dāng)軟件觸發(fā)了通信過程（發(fā)送幀頭），LINFlexD 硬件可以自行繼續(xù)發(fā)送或者捕獲數(shù)據(jù)流（應(yīng)答數(shù)據(jù)），直至軟件重新啟動(dòng)下一個(gè)通信過程（主機(jī)啟動(dòng)），或者收到一個(gè)校驗(yàn)和（接收模式）。
• 在從機(jī) Slave 模式下，LINFlexD 中設(shè)計(jì)了一組幀頭過濾器（ID Filter），可以配置由硬件自動(dòng)匹配從總線上捕獲到的幀頭，僅當(dāng)識(shí)別到本機(jī)預(yù)設(shè)處理的幀頭，才啟動(dòng)數(shù)據(jù)通信過程（從機(jī)任務(wù)）。
• LINFlexD 內(nèi)部還集成了一個(gè)8字節(jié)的緩沖區(qū)，用于存放硬件自動(dòng)發(fā)送或者接收的數(shù)據(jù)段內(nèi)容。
• LINFlexD 硬件外設(shè)支持LIN v1.3、v2.0、v2.1、v2.2協(xié)議?？梢栽谂渲脦^信息的 LINFlexD_BIDR[CCS]寄存器位中指定將要發(fā)送或者接收的幀使用擴(kuò)展性校驗(yàn)和還是經(jīng)典款校驗(yàn)和。

LINFlexD 還支持 UART 模式，用于實(shí)現(xiàn)常規(guī)的 UART 通信。本文主要面向 LIN 通信引擎介紹，關(guān)于 UART 介紹，可見后續(xù)文章。

LINFlexD工作機(jī)制

初始化

手冊中對(duì) LINFlexD 的工作模式劃分為：初始化模式（Initialization）、常規(guī)工作模式（Normal）和休眠模式（Sleep）。在硬件復(fù)位后，LINFlexD 處于休眠模式以節(jié)約用電。若要配置 LINFlexD 開始工作，需要先通過軟件配置，切換至初始化模式，在初始化模式下進(jìn)行一些專屬的配置后，再切換至常規(guī)工作模式，才能順利啟動(dòng) LINFlexD 外設(shè)。這個(gè)初始化模式，相當(dāng)于為配置 LINFlexD 外設(shè)設(shè)計(jì)了一個(gè)同步鎖，或者說關(guān)鍵區(qū)，使得在初始化階段配置 LINFlexD 外設(shè)的各項(xiàng)功能時(shí)都不會(huì)立刻生效，以避免產(chǎn)生不確定的不安全狀態(tài)，最后退出初始化模式，硬件同步一并打開所有的配置功能，穩(wěn)當(dāng)。

1. 初始化模式（Initializaiton，INIT）

軟件配置寄存器LINFlexD_LINCR1[INIT]=1，切換至初始化模式。當(dāng)然，還可以通過配置LINFlexD_LINCR1[INIT]=0，退出初始化模式（至Normal模式？）。

進(jìn)入初始化模式后，LINFlexD 引擎同 LIN 總線的傳輸將全部停掉（木頭人不許動(dòng)），并且推送總線上位高電平（隱形信號(hào)）。如果在某個(gè)總線傳輸?shù)倪^程中進(jìn)入初始化模式，則該傳輸將被打斷并退出。所以說，在切入初始化狀態(tài)之前，軟件一定要先查一下 LINFlexD 的狀態(tài)標(biāo)志位，確保不會(huì)打斷正在進(jìn)行的傳輸，再進(jìn)入初始化模式。

在初始化模式下，可以對(duì) LINFlexD 外設(shè)進(jìn)行初始化配置：

• 配置通信波特率
• 啟用 LINFlexD 模式（停用UART模式）
• 選擇主機(jī)模式或者從機(jī)模式
• 配置校驗(yàn)和控制位
• 若是從機(jī)模式，還需要預(yù)先填寫好可以捕獲的ID的列表

2. 常規(guī)工作模式（Normal Mode，NM）

在初始化模式中，配置寄存器LINFlexD_LINCR1[INIT]=0，切換至常規(guī)工作模式。

在常規(guī)工作模式下，LINFlexD 可以執(zhí)行正常的收發(fā)通信。

3. 休眠模式（Sleep Mode，SM）

配置軟件寄存器LINFlexD_LINCR1[SLEEP]=1，切換至休眠模式。當(dāng)然，也可以通過配置LINFlexD_LINCR1[SLEEP]=0，退出休眠模式（至Normal模式）。

進(jìn)入休眠模式后，LINFlexD引擎就暫停工作，等待喚醒事件到來后，自動(dòng)切回正常模式響應(yīng)外部的通信請求。

如果軟件在 LIN 總線上檢測到一個(gè) 150us 的喚醒脈沖，可以請求 LINFlexD 從休眠模式喚醒。

4. 回環(huán)工作模式（Loop Back Mode）

通過配置寄存器LINFlexD_LINCR1[LPKM]=1啟用回環(huán)模式?；丨h(huán)工作模式可用于自測試通信協(xié)議，當(dāng)啟動(dòng)回環(huán)模式后，芯片內(nèi)部的Tx和Rx引腳相連，通過Tx發(fā)送的信號(hào)會(huì)直接被反饋會(huì)接收通道（忽略Rx引腳的輸入）。如圖x所示。

圖x LINFlexD的回環(huán)模式

主機(jī)模式

通過配置寄存器LINFlexD_LINCR1[MME]=1，設(shè)定本設(shè)備為主機(jī)模式工作。

1. 發(fā)送幀頭

根據(jù)LIN協(xié)議的描述，LIN總線的上通信，都是由主機(jī)（具體是主機(jī)節(jié)點(diǎn)的主機(jī)任務(wù)）發(fā)送幀頭開始的。當(dāng)發(fā)送幀頭時(shí)，由軟件先寫入LINFlexD_BIDR寄存器中的字段，包括：ID（6位的幀ID，硬件自動(dòng)補(bǔ)完校驗(yàn)位）、DFL（數(shù)據(jù)段長度）、DIR（幀通信的方向）及CCS（啟用經(jīng)典校驗(yàn)的控制位，后續(xù)硬件自動(dòng)生成校驗(yàn)字節(jié)）。然后，設(shè)置寄存器LINFlexD_LINCR2[HTRQ]=1，請求發(fā)送幀頭。在啟動(dòng)發(fā)送幀頭之后，在發(fā)送完成本幀之前，不要人為修改LINFlexD_BIDR寄存器中的內(nèi)容，LINFlexD 從總線上捕獲到已經(jīng)發(fā)送幀的ID會(huì)被自動(dòng)復(fù)制到LINFlexD_BIDR寄存器中。

2. 發(fā)送數(shù)據(jù)

當(dāng)主機(jī)節(jié)點(diǎn)執(zhí)行發(fā)布任務(wù)時(shí)（發(fā)送數(shù)據(jù)到總線），主機(jī)節(jié)點(diǎn)上運(yùn)行的從任務(wù)（主機(jī)節(jié)點(diǎn)上的主任務(wù)僅發(fā)送幀頭）會(huì)繼續(xù)發(fā)送數(shù)據(jù)部分。因此，軟件需要在發(fā)起發(fā)送幀頭的請求之前，就將需要發(fā)送的數(shù)據(jù)準(zhǔn)備好，將數(shù)據(jù)存放至消息緩沖區(qū)LINFlexD_DATA[]中，同時(shí)，需要在LINFlexD_BIDR[DFL]寄存器中指定將要發(fā)送字節(jié)數(shù)據(jù)的數(shù)量，硬件根據(jù)軟件在LINFlex_BIDR[CCS]控制位的配置（這個(gè)數(shù)據(jù)位可能是總線上捕獲到的幀頭中的信息），自動(dòng)計(jì)算經(jīng)典校驗(yàn)和或是增強(qiáng)校驗(yàn)和。

當(dāng)應(yīng)答的數(shù)據(jù)發(fā)送成功后，會(huì)置位硬件標(biāo)志位LINFlexD_LINSR[DTF]，但如果發(fā)送過程中出現(xiàn)錯(cuò)誤，標(biāo)志位LINFlexD_LINSR[DTF]不會(huì)置位，LINFlexD_LINSR寄存器的其它對(duì)應(yīng)標(biāo)志位會(huì)置位。

應(yīng)答數(shù)據(jù)的方向（發(fā)送？或是接收）由寄存器LINFlexD_BIDR[DIR]設(shè)定，但哪怕是發(fā)送過程，將數(shù)據(jù)發(fā)送上總線后，也會(huì)監(jiān)聽總線，將總線上的數(shù)據(jù)捕獲下來并存入數(shù)據(jù)緩沖區(qū)中。

3. 接收數(shù)據(jù)

當(dāng)主機(jī)節(jié)點(diǎn)從從機(jī)節(jié)點(diǎn)讀取數(shù)據(jù)時(shí)，應(yīng)先發(fā)出一個(gè)幀頭（約定為讀操作的ID）。從機(jī)節(jié)點(diǎn)捕獲到幀頭之后，會(huì)向總線上發(fā)送應(yīng)答數(shù)據(jù)，此時(shí)主機(jī)節(jié)點(diǎn)（的從機(jī)任務(wù)）會(huì)從總線上捕獲數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)內(nèi)容存放至數(shù)據(jù)緩沖區(qū)中，寄存器LINFlexD_LINSR寄存器中對(duì)應(yīng)的標(biāo)志位也會(huì)置位。

當(dāng)應(yīng)答的數(shù)據(jù)接收成功后，會(huì)置位硬件標(biāo)志位LINFlexD_LINSR[DRF]，但如果發(fā)送過程中出現(xiàn)錯(cuò)誤，標(biāo)志位LINFlexD_LINSR[DRF]不會(huì)置位，LINFlexD_LINSR寄存器的其它對(duì)應(yīng)標(biāo)志位會(huì)置位。

4. 拋棄數(shù)據(jù)

若用戶需要拋棄發(fā)送幀頭之后捕獲到的應(yīng)答數(shù)據(jù)，可預(yù)先設(shè)置寄存器LINFlexD_LINCR2[DDRQ]=1。這對(duì)應(yīng)的是LIN通信中，實(shí)現(xiàn)“不應(yīng)答”的操作。

注意：哪怕是在主機(jī)模式中，也是分為主機(jī)任務(wù)和從機(jī)任務(wù)兩部分，主機(jī)任務(wù)僅負(fù)責(zé)發(fā)送幀頭，主機(jī)模式中的從機(jī)任務(wù)和下文描述的從機(jī)模式一致，都是通過 LINFlexD_BIDR寄存器中捕獲的幀頭信息同自己的ID Filter進(jìn)行匹配，從而啟動(dòng)對(duì)應(yīng)的發(fā)送或接收數(shù)據(jù)的過程。

從機(jī)模式

通過配置寄存器LINFlexD_LINCR1[MME]=0，設(shè)定本設(shè)備為從機(jī)模式工作。

1. 發(fā)送應(yīng)答數(shù)據(jù)

當(dāng)從LIN總線上捕獲到主機(jī)任務(wù)發(fā)送的幀頭后，根據(jù)對(duì)ID的定義，若要求本節(jié)點(diǎn)提供應(yīng)答數(shù)據(jù)，則硬件標(biāo)志位LINFlexD_LINSR[HRF]寄存器會(huì)置位，并產(chǎn)生一個(gè)接收中斷。此時(shí)，軟件需要盡快填寫將要發(fā)送的數(shù)據(jù)到數(shù)據(jù)緩沖區(qū)中：

• 讀LINFlexD_BIDR寄存器，判定接收到幀頭的ID
• 向LINFlexD_DATA寄存器中填入將要發(fā)送的數(shù)據(jù)
• 寫LINFlexD_BIDR寄存器，寫入CCS（校驗(yàn)和計(jì)算方式）、DIR（數(shù)據(jù)方向），以及DFL（數(shù)據(jù)長度）寄存器。

設(shè)置寄存器LINFlexD_LINCR[DTRQ]請求發(fā)送數(shù)據(jù)后，軟件才能清零LINFlexD_LINSR[HRF]標(biāo)志位。為了確保LINFlexD_LINCR[DTRQ]寄存器控制位能夠起作用，需要先保持LINFlexD_LINSR[HRF]置位，這是為了防止LINFlexD_LINCR[DTRQ]不會(huì)被意外地被置位，而必須跟在發(fā)送一個(gè)幀頭的操作之后進(jìn)行（增加了一個(gè)操作約束條件）。在接收數(shù)據(jù)過程中，LINFlexD_LINSR[RXBUSY]寄存器保持置位，此時(shí)LINFlexD_BIDR[DIR]和LINFlexD_LINCR[DTRQ]位不能被軟件置位。

當(dāng)需要使用ID過濾器時(shí)（Identifier Filter），可配置LINFlexD_IFER寄存器啟用過濾器功能。若命中其中一個(gè)過濾器時(shí)，硬件會(huì)產(chǎn)生一個(gè)發(fā)送中斷，此時(shí)，硬件可從寄存器LINFlexD_IFMI中保存的指針從RAM從自動(dòng)搬運(yùn)數(shù)據(jù)內(nèi)容到LINFlexD_DATA寄存器緩沖區(qū)中。

使用ID過濾器可以減少軟件從LINFlexD_BIDR寄存器中讀ID、判定、配置數(shù)據(jù)長度和校驗(yàn)和類型的過程。

如果 LINFlexD 外設(shè)模塊中需要使用的過濾器不夠應(yīng)用中使用，還可以通過設(shè)置過濾器掩碼的方式，模糊匹配ID，以實(shí)現(xiàn)匹配更多ID的效果。

同主機(jī)模式相同，本機(jī)發(fā)送的數(shù)據(jù)，也會(huì)被捕獲至本機(jī)的接收緩沖區(qū)中。

2. 接收應(yīng)答數(shù)據(jù)

當(dāng)收到主機(jī)任務(wù)發(fā)送的幀頭后，若要求本節(jié)點(diǎn)接收應(yīng)答數(shù)據(jù)，則硬件標(biāo)志位LINFlexD_LINSR[HRF]寄存器會(huì)置位，并產(chǎn)生一個(gè)接收中斷。此時(shí)，軟件需要盡快讀BIDR寄存器，從中讀幀ID進(jìn)行匹配，并寫入數(shù)據(jù)段長度（在收到第一個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié)的停止位之前）。當(dāng)收到校驗(yàn)和之后，LINFlexD_LINSR[RMB]寄存器位會(huì)置位，并會(huì)產(chǎn)生一個(gè)接收中斷，此時(shí)，軟件可從LINFlexD_DATA寄存器緩沖區(qū)中讀數(shù)，讀數(shù)完成后，需要軟件清零LINFlex_LINSR[RMB]寄存器位，以釋放接收數(shù)據(jù)緩沖區(qū)。

當(dāng)至少一個(gè)配置為接收的ID過濾器被激活命中，將在收到校驗(yàn)和之后，產(chǎn)生一個(gè)接收中斷。在接收到ID的時(shí)候不會(huì)產(chǎn)生中斷。

如果使用軟件方式過濾ID，當(dāng)HRF標(biāo)志位置位時(shí)，若要拋棄數(shù)據(jù)（不應(yīng)答），可以通過寫LINFlexD_LINCR[DDRQ]寄存器實(shí)現(xiàn)。若使用軟件過濾機(jī)制，軟件需要在接收到校驗(yàn)和之前設(shè)定校驗(yàn)的類型（配置LINFlexD_BIDR[CCS]）。

錯(cuò)誤狀態(tài)標(biāo)志位

LINFlexD 硬件集成了協(xié)議棧的業(yè)務(wù)邏輯，但由于總線上是多設(shè)備仲裁運(yùn)行的環(huán)境，有時(shí)硬件總線的行為不是完全按照預(yù)期的情形運(yùn)作，時(shí)不時(shí)就會(huì)報(bào)錯(cuò)。LINFlexD 對(duì)處理不了的情況設(shè)計(jì)了對(duì)應(yīng)的監(jiān)測機(jī)制，對(duì)于硬件無法處理的情況，會(huì)盡量及時(shí)地報(bào)錯(cuò)，上報(bào)給軟件，交由應(yīng)用邏輯裁決。

LINFlexD_LINESR寄存器中包含了 LINFlexD 外設(shè)能夠檢測到的所有錯(cuò)誤標(biāo)志位，分別對(duì)應(yīng)檢測各自的錯(cuò)誤機(jī)制。LINFlexD_LINESR寄存器的位定義，如圖x所示。

圖x LINFlexD_LINESR寄存器的位定義

1. 總線拉低超時(shí)錯(cuò)誤（Stuck at Zero Timeout Error，SZF）

發(fā)生Stuck-at-zero超時(shí)錯(cuò)誤。大體上是描述LIN總線被意外地長時(shí)間拉低（顯式電平），后續(xù)無法傳輸數(shù)據(jù)的狀態(tài)。詳見下文超時(shí)錯(cuò)誤機(jī)制。

2. 輸出比較標(biāo)志（Output Compare Flag，OCF）

輸出比較事件是LINFlexD在管理超時(shí)機(jī)制中產(chǎn)生的一個(gè)事件。

• 在主機(jī)模式下，當(dāng)LINFlexD_LINTCSR[CNT]中的計(jì)數(shù)值同LINFlexD_LINOCR[OC2]寄存器的設(shè)定值相等時(shí)，起OCF標(biāo)志位。
• 在從機(jī)模式下，當(dāng)LINFlexD_LINTCSR[CNT]中的計(jì)數(shù)值同LINFlexD_LINOCR[OC2]或LINFlexD_LINOCR[OC1]寄存器的設(shè)定值相等時(shí)，起OCF標(biāo)志位。
• 當(dāng)在LINFlexD_LINTCSR[MODE] = 0（LIN模式）并且LINFlexD_LINTCSR[IOT] = 1, 若OCF標(biāo)志位被置位，則LINFlexD進(jìn)入Idle狀態(tài)。
• 當(dāng)在LINFlexD_LINTCSR[MODE] = 0（LIN模式）, OCF由處于初始化模式下的硬件外設(shè)自動(dòng)清零。
• 當(dāng)在LINFlexD_LINTCSR[MODE] = 1（輸出比較模式）, OCF單純表示輸出比較的狀態(tài)，同LIN的通信狀態(tài)無關(guān)。

3. 位錯(cuò)誤（Bit Error，BEF）

位錯(cuò)誤可能發(fā)生在發(fā)送過程中（發(fā)送幀頭和發(fā)送應(yīng)答數(shù)據(jù)），當(dāng)從總線上讀回的值同發(fā)送的值不一致時(shí)，會(huì)出現(xiàn)位錯(cuò)誤。檢測每個(gè)數(shù)據(jù)位的意義在于，確保收發(fā)器的延遲時(shí)間小于一個(gè)可以接受的容限（位時(shí)間的長度再減去6個(gè)功能時(shí)鐘周期），例如：

• 1個(gè)位時(shí)間 t_bittime = 20k bps = 50us
• 6個(gè)功能時(shí)鐘周期@80MHz = 75ns
• 則允許的收發(fā)器延遲時(shí)間 = t_bittime - 6 * t_ipg_baud_clk = 49.925us

這個(gè)49.925us將用于選型合適的LIN收發(fā)器。

在發(fā)送的間隔段中不檢測位錯(cuò)誤。

如果出現(xiàn)位錯(cuò)誤的情況，若此時(shí)已經(jīng)配置了LINFlexD_LINCR2[IOBE]=1（Idle on Identifier Parity Error），LINFlexD的接收狀態(tài)機(jī)會(huì)立刻退出接收幀頭的狀態(tài)變成Idle。若是LINFlexD_LINCR2[IOBE]=0，發(fā)送過程將繼續(xù)，不管位錯(cuò)誤。如果配置了LINFlexD_LINIER[BEIE]=1，則此時(shí)會(huì)產(chǎn)生中斷。一種極端的情況，如果不配置退出、不配置中斷，哪怕出現(xiàn)了位錯(cuò)誤，仍可堅(jiān)持完成發(fā)送過程。

4. 校驗(yàn)和錯(cuò)誤（Checksum Error，CEF）

當(dāng)接收機(jī)收到數(shù)據(jù)幀及校驗(yàn)和字節(jié)后，會(huì)自動(dòng)計(jì)算校驗(yàn)和，當(dāng)計(jì)算結(jié)果同數(shù)據(jù)內(nèi)容不一致時(shí)，會(huì)拋棄收到的數(shù)據(jù)包，同時(shí)會(huì)起一個(gè)CEF標(biāo)志位。如果預(yù)先配置寄存器LINFlexD_LINIER[CEIE]=1，則對(duì)應(yīng)還可以產(chǎn)生一個(gè)中斷。

如果是LINFlexD發(fā)出的數(shù)據(jù)包，因LINFlexD在發(fā)送過程中會(huì)自動(dòng)計(jì)算校驗(yàn)和，所以若再用 LINFlexD 收到數(shù)據(jù)包仍會(huì)產(chǎn)生校驗(yàn)和錯(cuò)誤，那就要查看傳輸線路是否受到較大的干擾。如果發(fā)送方的校驗(yàn)和是人工計(jì)算的，那也要再確認(rèn)軟件計(jì)算校驗(yàn)和的方法是否正確。

5. 幀頭錯(cuò)誤（Header Error）

從機(jī)任務(wù)在接收幀頭過程中發(fā)現(xiàn)的錯(cuò)誤，都算是幀頭錯(cuò)誤。這些錯(cuò)誤包括

（1）幀間隔段分隔符錯(cuò)誤（Break Delimiter Error, SDEF）

這個(gè)分隔符的長度應(yīng)至少為1位的時(shí)間，否則時(shí)間太短，接收方會(huì)丟棄當(dāng)前幀頭的同步段，進(jìn)而丟棄整個(gè)幀。如果LINFlexD_LINIER[HEIE]=1，則此時(shí)會(huì)觸發(fā)一個(gè)中斷。

（2）同步段錯(cuò)誤（Sync Field Error，SFEF）

同步段錯(cuò)誤的情況在是否開啟自動(dòng)同步的配置（LINCR1[LASE]=1）時(shí)是不同的。

• 當(dāng)啟用自動(dòng)同步機(jī)制時(shí)，SFEF標(biāo)志位標(biāo)識(shí)兩種情況：超出LIN規(guī)范（14%偏差）之外的同步段偏差錯(cuò)誤，或者測量同步段已經(jīng)溢出，分頻器打滿也除不下來。SFEF不會(huì)檢測同步段值的錯(cuò)誤（不是0x55）。
• 當(dāng)停用自動(dòng)同步機(jī)制時(shí)，同步字段被當(dāng)做一個(gè)普通的字節(jié)被接收，此時(shí)會(huì)判定改值是否為0x55，如果不是這個(gè)值，則會(huì)報(bào)錯(cuò)，后續(xù)的整個(gè)LIN幀都會(huì)被拋棄。

（3）ID校驗(yàn)錯(cuò)誤（Identifier Parity Error，IDPEF）

PID段中包含6個(gè)比特的ID和2個(gè)比特的校驗(yàn)碼，IDPEF檢測的就是這6個(gè)比特的ID和2個(gè)比特校驗(yàn)碼的一致性。在從機(jī)任務(wù)中，當(dāng)LINFlexD收到幀頭的PID段后，將6比特的ID值送至BIDR寄存器后，會(huì)由硬件自動(dòng)計(jì)算核驗(yàn)校驗(yàn)碼。如果出現(xiàn)不一致的情況，若此時(shí)已經(jīng)配置了LINFlexD_LINCR2[IOPE]=1（Idle on Identifier Parity Error），LINFlexD的接收狀態(tài)機(jī)會(huì)立刻退出接收幀頭的狀態(tài)變成Idle。

6. 幀錯(cuò)誤（Frame Error，F(xiàn)EF）

幀錯(cuò)誤標(biāo)識(shí)的是在當(dāng)前接收字節(jié)（LIN幀的同步段、ID段、數(shù)據(jù)段、校驗(yàn)和段）的停止位檢測到一個(gè)顯性信號(hào)（本應(yīng)為隱形信號(hào)，拉高電平），此時(shí)LINFlexD會(huì)拋棄當(dāng)前接收到的幀，然后返回到Idle狀態(tài)。如果預(yù)先配置了LINFlexD_LINIER[FEIE]=1，則會(huì)產(chǎn)生一個(gè)中斷。

當(dāng)出現(xiàn)幀錯(cuò)誤時(shí)，導(dǎo)致錯(cuò)誤的字節(jié)數(shù)據(jù)仍會(huì)被送入數(shù)據(jù)緩沖區(qū)（畢竟已經(jīng)送進(jìn)去了），但LINFlexD_LINSR[DRF]標(biāo)志位（數(shù)據(jù)接收完成標(biāo)志位）不會(huì)置位。

7. 緩沖區(qū)溢出（Buffer Overrun，BOF）

當(dāng)收到一個(gè)新的數(shù)據(jù)時(shí)，若標(biāo)志位LINFlexD_LINSR[RMB]=1尚為清零（數(shù)據(jù)緩沖區(qū)滿，軟件可讀），則判定為緩沖區(qū)溢出，報(bào)錯(cuò)。此時(shí)還需通過寄存器LINFlexD_LINCR1[RBLM]的配置值，確定如何處理新數(shù)據(jù)：

• 若LINFlexD_LINCR1[RBLM]=0，則之前未被都走的數(shù)據(jù)包將會(huì)被新的數(shù)據(jù)包覆蓋，舊的數(shù)據(jù)包將被丟失。
• 若LINFlexD_LINCR1[RBLM]=1，則之前未被都走的數(shù)據(jù)包將會(huì)被保持，新的數(shù)據(jù)包將被丟失。在從機(jī)模式下，如果再未讀完數(shù)的情況下來了新的LIN幀，不僅僅是數(shù)據(jù)，連帶幀ID也會(huì)被一同拋棄。

8. 噪聲標(biāo)志（Noise Flag，NF）

當(dāng)接收器檢測到噪聲時(shí)，起本標(biāo)志位。關(guān)于噪聲，是在檢測開始信號(hào)和間隔符信號(hào)時(shí)，進(jìn)行連續(xù)3次隔點(diǎn)采樣，未能達(dá)到判決條件時(shí)，即認(rèn)定為總線上有噪聲。

超時(shí)錯(cuò)誤（Timeout Error）

當(dāng)主機(jī)發(fā)送了幀頭后，如果在指定的時(shí)間段內(nèi)未收到應(yīng)答數(shù)據(jù)，則會(huì)產(chǎn)生超時(shí)錯(cuò)誤。LINFlexD外設(shè)內(nèi)部設(shè)計(jì)了一個(gè)超時(shí)定時(shí)器（Timerout Counter），專門用于檢測同超時(shí)相關(guān)的檢測和響應(yīng)事件。

圖x LINFlexD的超時(shí)報(bào)錯(cuò)機(jī)制

1. 應(yīng)答超時(shí)機(jī)制

• 主機(jī)模式：每當(dāng)發(fā)送或者接收到ID段（幀頭的最后一個(gè)字段）后，確切地說，是當(dāng)DFL被硬件寫入后，LINFlexD會(huì)自動(dòng)將寄存器LINFlexD_LINOCR[OC2]載入到LINFlex_LINTOCR[CNT]寄存器，并啟動(dòng)內(nèi)部的定時(shí)器開始倒計(jì)數(shù)，若在計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)清零之前未完成接收數(shù)據(jù)，則產(chǎn)生超時(shí)事件。這相當(dāng)于是個(gè)看門狗。
• 從機(jī)模式：若使用ID過濾器過濾接收數(shù)據(jù)幀，同主機(jī)模式類似，當(dāng)匹配到消息ID，硬件寫入DFL寄存器時(shí)，載入LINFlexD_LINOCR[OC2]寄存器的值到定時(shí)器，開始計(jì)數(shù)。若未使用ID過濾器，則在收到數(shù)據(jù)幀并由軟件進(jìn)行識(shí)別后，人工寫入DFL寄存器時(shí)，硬件載入LINFlexD_LINOCR[OC2]寄存器的值到定時(shí)器，啟動(dòng)定時(shí)器。

2. 幀頭超時(shí)機(jī)制

• 主機(jī)模式：由于幀頭是由LINFlexD硬件自動(dòng)產(chǎn)生的，正常情況下不會(huì)出現(xiàn)超時(shí)。
• 從機(jī)模式：在收到幀間隔符后，硬件從寄存器LINFlexD_LINOCR[OC1]到LINFlexD_TOCR[HTO]，啟動(dòng)定時(shí)器。

注意，這里的定時(shí)器也可以用來檢測其他的超時(shí)事件，但需要配置LINFlexD_LINTCSR[MODE]=0，然后軟件向寄存器LINFlexD_LINTOCR中寫入輸出比較值。

3. 總線拉低超時(shí)錯(cuò)誤（Stuck at Zero Timeout Error）

如果顯性信號(hào)在總線上保持的時(shí)間超過了100個(gè)比特的時(shí)間，就會(huì)起標(biāo)志位LINFlexD_LINESR[SZF]。人工清零標(biāo)志位后，如果顯性信號(hào)未消除并繼續(xù)，那么接下來只要連續(xù)保持87個(gè)比特的時(shí)間，就會(huì)再次激活標(biāo)志位LINFlexD_LINESR[SZF]。

ID過濾機(jī)制

在LIN協(xié)議中，消息的ID號(hào)并不是對(duì)應(yīng)節(jié)點(diǎn)的地址，而是標(biāo)識(shí)消息中攜帶的內(nèi)容（命令，或者消息類型）。發(fā)送器將消息廣播到LIN總線，所有的接收機(jī)都能收到，接收機(jī)通過識(shí)別消息的ID，接收機(jī)們決定是繼續(xù)收數(shù)據(jù)，或是發(fā)送數(shù)據(jù)應(yīng)答（根據(jù)消息ID的含義做出反應(yīng)），如果接收機(jī)不識(shí)別消息（不做處理），就會(huì)拋棄它。

為了實(shí)現(xiàn)這樣的機(jī)制，LINFlexD外設(shè)設(shè)計(jì)了可配置的ID過濾器，以簡化原本需要軟件去匹配消息ID的工作，節(jié)約了CPU資源。LINFlexD中集成了16個(gè)過濾器，只有在初始化模式下才能配置他們，可以通過將LINFlexD_IFER[FACT]寄存器中的對(duì)應(yīng)位置位，激活相應(yīng)的過濾器，然后在每個(gè)過濾器專屬的LINFlexD_IFCRn寄存器中配置各自過濾器的參數(shù)。

每個(gè)ID過濾器有兩種可選的工作模式（通過寄存器IFMR[IFM]）：

• ID列表模式（Identifier List Mode）。若配置LINFlexD_IFMR[IFM]=0，則接收到LIN幀頭的消息ID必須按位同IFCR_n寄存器中的完全相同才能滿足匹配條件。
• ID掩碼模式（Identifier Mask Mode）。若配置LINFlexD_IFMR[IFM]=1，則IFCR_2n寄存器和IFCR_2n+1寄存器形成一個(gè)掩碼模式，IFCR_2n中的ID是一個(gè)模板ID，IFCR_2n+1中的ID是一個(gè)掩碼，當(dāng)收到LIN幀頭的消息ID后，先同掩碼做個(gè)與運(yùn)算，過濾掉不關(guān)心的位，然后再同模板ID進(jìn)行匹配。在ID掩碼模式下，LINFlexD_IFER[FACT]寄存器中是否激活I(lǐng)FCR_2n+1，已經(jīng)不影響了，此時(shí)IFCR_2n+1總是被激活的。當(dāng)需要本接收機(jī)相應(yīng)的消息ID多于硬件ID過濾器支持的數(shù)量時(shí)，就需要用ID掩碼模式擴(kuò)展能識(shí)別ID的范圍了。

無論在何種過濾器模式下，一旦編號(hào)為m的過濾器被匹配到，則值m+1將被硬件寫入到IFMI寄存器中，而IFMI=0就表示沒有當(dāng)前還發(fā)生任何匹配事件。此時(shí)，軟件可以通過讀IFMI寄存器的值，識(shí)別是哪個(gè)過濾器被匹配到，進(jìn)而從中查看識(shí)別到的消息ID。當(dāng)完成一次匹配事件，LINFlexD硬件都會(huì)將匹配到的DFL、CCS和DIR寄存器的值，從IFCR寄存器復(fù)制到BIDR寄存器中（存放當(dāng)前的幀頭信息），此時(shí)至通信幀傳輸完成之前，BIDR寄存器都是只讀，不能被軟件寫入。此時(shí)LINFlexD_BIDR[DIR]指示了應(yīng)答數(shù)據(jù)的傳輸方向（相對(duì)主機(jī)）：

• 若LINFlexD_BIDR[DIR]=1，表示數(shù)據(jù)方向?yàn)榘l(fā)送，可以產(chǎn)生一個(gè)發(fā)送中斷（LINFlexD_LINIER[HRIE]=1），此時(shí)軟件可以從IFMI寄存器中讀ID過濾器的索引編號(hào)，然后向DATA緩沖區(qū)中填充將要發(fā)送的數(shù)據(jù)，然后再配置LINFlexD_LINCR2[DTRG]=1，啟動(dòng)傳輸。
• 若LINFlexD_BIDR[DIR]=0，表示數(shù)據(jù)方向?yàn)榻邮?，在接收?shù)據(jù)完畢后，包括校驗(yàn)和字節(jié)，并驗(yàn)證校驗(yàn)和無誤后，可以產(chǎn)生一個(gè)接收中斷（LINFlexD_LINIER[DRIE]=1），此時(shí)，軟件可以從DATA緩沖區(qū)中讀出接收到的數(shù)據(jù)。

如果沒有匹配到任何過濾器（通過IFMI=0判定）：

• 此時(shí)若已經(jīng)配置了LINFlexD_LINCR1[BF]=1，則仍可產(chǎn)生一個(gè)接收中斷。此時(shí)應(yīng)由軟件配置BIDR寄存器并啟動(dòng)傳輸（填充DATA數(shù)據(jù)緩沖區(qū)再配置LINFlexD_LINCR2[DTRQ]），或放棄接收（配置LINFlexD_LINCR2[DDRQ]）。
• 若已經(jīng)配置了LINFlexD_LINCR1[BF]=0，則接收機(jī)直接拋棄已經(jīng)收到的幀頭（包含消息ID），轉(zhuǎn)入Idle狀態(tài)，等待接收下一個(gè)幀間隔段（開始信號(hào)）。

注意，如果接收的消息ID同時(shí)匹配到了兩個(gè)過濾器，一個(gè)處于列表模式，另一個(gè)處于掩碼模式，則優(yōu)先匹配到處于列表模式的過濾器。如果同時(shí)匹配到兩個(gè)位于掩碼模式的過濾器，則優(yōu)先匹配到編號(hào)較小的過濾器。如果同時(shí)匹配到兩個(gè)處于列表模式的過濾器，好吧，能將同一個(gè)ID寫到兩個(gè)列表模式下的過濾器，一定是寫錯(cuò)了，但此時(shí)也會(huì)優(yōu)先匹配到編號(hào)較小的過濾器。

接收器檢測幀間隔段和幀間隔段分隔符

LINFlexD內(nèi)部檢測串行信號(hào)模式的方法非常有趣。接收器內(nèi)部設(shè)計(jì)了一個(gè)10比特的移位采樣寄存器，捕獲收到的串行信號(hào)，LSB送入。移位寄存器中的比特位在平時(shí)是全0，當(dāng)其中的值變?yōu)?code>1110，然后在之后進(jìn)行隔點(diǎn)采樣（每兩個(gè)連續(xù)的點(diǎn)取一個(gè)樣本），連續(xù)3個(gè)樣本中，有2個(gè)為0，即可判定是一個(gè)開始信號(hào)（幀間隔符）。類似的，為了檢測幀間隔符分隔符，在繼續(xù)檢測到0001的模式，然后再之后進(jìn)行隔點(diǎn)采樣，連續(xù)3個(gè)樣本中，有2個(gè)為1，即可判定是一個(gè)分隔符。如果只能檢測到兩個(gè)有效的樣本，噪聲標(biāo)志位（Noise Flag）將會(huì)被置位。

圖x 使用移位器檢測開始信號(hào)和分隔符模式

關(guān)于檢測模式的更細(xì)節(jié)的機(jī)制，可繼續(xù)參見手冊詳述，因同用戶使用關(guān)聯(lián)不大，此處不再贅述。

產(chǎn)生波特率

配置LIN總線的（發(fā)送和接收）波特率，主要設(shè)計(jì)兩個(gè)寄存器：LINFlexD_LINIBRR和LINFlexD_LINFBRR，分別對(duì)應(yīng)分頻因子的整數(shù)部分和小數(shù)部分。

• 當(dāng)LINFlexD_UARTCR[ROSE]=1（only for UART mode），baudrate = f_clksrc / ( OSR x LDIV )
• 當(dāng)LINFlexD_UARTCR[ROSE]=0（for LIN and UART mode），baudrate = f_clksrc / (16 x LDIV)

其中，f_clksrc是 LINFlexD 的功能時(shí)鐘，在 SCU 外設(shè)模塊中分配時(shí)鐘源。LDIV是一個(gè)無符號(hào)的定點(diǎn)數(shù)，整數(shù)部分存放在20-bit的LINFlexD_LINIBRR寄存器中，小數(shù)部分存放在4-bit的LINFlexD_LINFBRR寄存器中。

當(dāng)停用過采樣功能，就不再使用LINFlexD_LINFBRR寄存器（可清零），此時(shí)LDIV僅使用整數(shù)部分，配置至LINFlexD_LINIBRR寄存器。

例如：

• When ROSE = 0 (for LIN and UART mode): LDIV = 468.75 d, ipg_baud_clk = 36 MHz, LINIBRR = 468 d, LINFBRR = 12, Baud rate = 36 MHz / (16 × 468.75) = 4.8 K bit/s
• When ROSE = 1 (only for UART mode): LDIV = 5 d, ipg_baud_clk = 80 MHz, LINIBRR = 5 d, OSR = 4, Baud rate = LIN_CLK / (OSR × LDIV) = 80 MHz / (4 × 5) = 4 M bit/s

自動(dòng)同步波特率機(jī)制

若要通過測量LIN通信幀的同步段，可以先隨便寫兩個(gè)波特率發(fā)生寄存器LINFlexD_LINIBRR和LINFlexD_LINFBRR，然后設(shè)定寄存器LINFlexD_LINCR1[LASE]=1啟用自動(dòng)同步機(jī)制。

當(dāng)啟用自動(dòng)同步波特率機(jī)制后，在每個(gè)通信幀的同步間隔段間隔符之后，將會(huì)使用波特率時(shí)鐘源，在LINFlexD_RX引腳上采樣連續(xù)5個(gè)下降沿的時(shí)間？？？

喚醒管理機(jī)制

處于休眠中的LIN總線可以由其中任何節(jié)點(diǎn)發(fā)起喚醒請求。節(jié)點(diǎn)將LIN總線信號(hào)強(qiáng)制拉低（保持顯性信號(hào)）保持 250us 至 5ms，每個(gè)從機(jī)節(jié)點(diǎn)將會(huì)檢測到喚醒請求（一個(gè)長于 150us 的低電平脈沖），并在釋放顯性信號(hào)的上升沿開始 100ms 以內(nèi)準(zhǔn)備好監(jiān)聽來自總線的命令。主機(jī)在檢測到總線上的喚醒請求后也會(huì)醒過來，待從機(jī)準(zhǔn)備好之后，主機(jī)將發(fā)送幀頭以探查喚醒的源頭和原因。如果在收到喚醒請求后的 150ms 內(nèi)，主機(jī)沒來得及發(fā)送幀頭，則原本喚醒總線的從機(jī)節(jié)點(diǎn)可以試著再次發(fā)起一個(gè)新的喚醒請求。

使用LINFlexD產(chǎn)生一個(gè)喚醒請求，可以通過向 DATA0 寄存器寫一個(gè)喚醒字符（0x0）并設(shè)定寄存器位LINFlexD_LINCR2[WURQ]。當(dāng)寫WURQ寄存器位時(shí)，DATA0中的數(shù)就已經(jīng)被送上總線了。

使用LINFlexD檢測LIN總線上的喚醒請求，可以有兩種方式：

• 當(dāng)AUTOWU=1，在休眠模式下，當(dāng)檢測到一個(gè)下降沿，LINFlexD_LINCR1[SLEEP]寄存器位由硬件清零（退出休眠模式），LINFlexD_LINCR1[WUF]標(biāo)志位置位，如果此時(shí)LINFlexD_LINIER[WUIE] =1，則可以產(chǎn)生一個(gè)中斷，此時(shí) LINFlexD 處于常規(guī)工作模式并準(zhǔn)備接收通信幀。
• 當(dāng)AUTOWU=0，當(dāng)檢測到一個(gè)下降沿，LINFlexD_LINCR1[WUF]標(biāo)志位置位，如果此時(shí)LINFlexD_LINIER[WUIE]=1，則可以產(chǎn)生一個(gè)中斷，此時(shí)需要由軟件決定是否要清零LINFlexD_LINCR1[SLEEP]寄存器位以返回常規(guī)工作模式。

圖x LIN的喚醒時(shí)序

軟件

YTMicro SDK中包含了LinFlexD的驅(qū)動(dòng)程序，并提供了lin_master、lin_salve、lin_slave_filter等樣例工程。