Uno dei problemi più sentiti è la necessità d’integrare il numero crescente di sottosistemi elettronici: sensori di presenza, motori per il posizionamento dei sedili o rilevatori di pioggia. La semplice aggiunta di nuovi fili per la connessione di tali sistemi incrementa il peso del cablaggio, contribuendo ad accrescere la mole totale del veicolo. Ciò preoccupa i costruttori, i quali sono sempre alla ricerca di soluzioni per ridurre i pesi e per migliorare l’efficienza energetica delle auto. Per risolvere il problema si è iniziato ad utilizzare delle tecniche di networking per la connessione dei sottosistemi automotive utilizzando un unico conduttore. I due standard di bus digitale oggi più utilizzati nelle applicazioni automotive sono il Control Area Network (CAN) e il J1850. Nel settore automobilistico sta però guadagnando terreno uno standard alternativo, noto come Local Interconnect Network (LIN). Creato dal Consorzio LIN – costituito da numerose società attive nei settori automotive, dei semiconduttori e del software – LIN è un bus in classe A (low speed) capace di raggiungere i 20 kbaud. Pur non essendo stato progettato in modo specifico per le applicazioni safety-critical, il protocollo del bus garantisce un tempo di latenza deterministico. Il vantaggio più significativo offerto dal bus LIN è il suo costo di implementazione contenuto. È stato stimato che il costo relativo all’implementazione di un nodo LIN è pari alla metà del costo necessario per implementare un nodo CAN bus similare. Il protocollo è basato su una comune interfaccia UART, le specifiche 1.2 del protocollo LIN bus definiscono tre livelli standard di velocità: 2400 baud, 9600 baud e 19200 baud. Le trasmissioni sono basate su un meccanismo master/slave. Il bus è costituito da un nodo master e da uno o più nodi slave. Tutte le attività di arbitraggio e di gestione delle collisioni avvengono nel nodo master, riducendo i costi e semplificando ulteriormente la complessità dei nodi slave. Il livello fisico LIN è rappresentato da un singolo filo mentre le uscite di tutti i nodi sono collegate a livello logico in AND. Il bus ha due valori logici: “dominant” e “recessive.” Il bus è forzato a livello alto con un resistore. Qualsiasi nodo che genera un bit 0 è detto dominante: tali nodi forzano in modo attivo il bus a livello basso (massa).
Se un nodo genera un bit di valore 1, è detto recessivo e non influenza il bus. Durante ciascun ciclo di bit il nodo controlla lo stato del bus relativamente alle condizioni di errore, riportandole eventualmente all’applicazione principale. Utilizzando un microcontroller con UART integrata, la codifica e la decodifica dei byte comprendenti i campi dati sono azioni particolarmente semplici da implementare. Esistono però numerosi altri aspetti associati all’implementazione di un bus LIN che richiedono risorse aggiuntive. Per implementare le specifiche LIN bus, i progettisti possono scegliere tra numerosi microcontroller. I microcontroller tradizionali offrono un set fisso di periferiche hardware che possono risultare utili solo per determinate task. L’obiettivo del costruttore è di fornire un set di periferiche capace di indirizzare le esigenze di un certo insieme di applicazioni. A tale proposito è disponibile una nuova architettura che rende l’implementazione delle comunicazioni su bus LIN molto più semplice rispetto ai dispositivi tradizionali. I microcontroller Programmable System on Chip (PSoC) dispongono di blocchi programmabili analogici e digitali che sono in grado di eseguire un ampio spettro di funzioni, comprese quelle relative a numerose periferiche standard. I blocchi digitali possono essere utilizzati per svolgere le funzioni hardware richieste dall’interfaccia di bus LIN, evitando alla CPU gli oneri relativi a tali attività e limitando l’utilizzo del processore. La MCU PSoC vanta l’esclusiva capacità di consentire al progettista di massimizzare in qualsiasi momento l’uso delle risorse. Tale capacità, denominata “riconfigurazione dinamica, consente al progettista di creare – in momenti differenti – configurazioni legate a diverse funzioni, essenzialmente riutilizzando i blocchi digitali. Per ciascuna funzione, la configurazione hardware prevede l’integrazione di blocchi hardware, I/O e interconnessioni. Durante la trasmissione di una trama, ciascun nodo commuta da una configurazione all’altra. Cypress Microsystems e Crealie Logiciel Enfoui hanno intrapreso l’implementazione di una rete LIN bus dotata di un nodo master e due nodi slave, e hanno creato una scheda di riferimento. Nel progetto i singoli nodi si passano i messaggi tra loro indicando le condizioni di input del nodo (posizioni degli switch), e visualizzandole sulle uscite (attivando dei LED). Questo progetto di riferimento è disponibile nell’ambito di un kit di sviluppo completo.