嵌入式車載計算機通信設(shè)備的設(shè)計與開發(fā).pdf

1、為實時、可靠地對TCN運行情況進行監(jiān)控，目前實際列車通信設(shè)備中往往設(shè)置車載計算機作為其核心。嵌入式系統(tǒng)是控制、監(jiān)視或者輔助控制設(shè)備運行的系統(tǒng)，它是軟件和硬件的結(jié)合體，適用于像車載計算機應(yīng)用系統(tǒng)這樣對功能、可靠性、體積和功耗要求都比較嚴格的專用計算機系統(tǒng)。國外對列車通信設(shè)備的開發(fā)技術(shù)相對成熟，已經(jīng)實現(xiàn)了嵌入式車載計算機與TCN技術(shù)的結(jié)合，且正形成壟斷態(tài)勢。而國內(nèi)對該項技術(shù)的研究起步較晚，開發(fā)應(yīng)用較少，尚需搭建實驗平臺，開發(fā)出具有自主知識產(chǎn)

2、權(quán)的設(shè)備產(chǎn)品，以增強國際競爭力并推動我國列車通信網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)。
　　VME總線是嵌入式系統(tǒng)常用的板級通信總線。本文以實現(xiàn)VME的板級通信為切入點，搭建了嵌入式計算機與TCN網(wǎng)絡(luò)MVB層的互聯(lián)系統(tǒng)，使得該通信設(shè)備具有MVB網(wǎng)絡(luò)接口功能。因為實驗室的MVB技術(shù)成熟，所以研究工作主要圍繞嵌入式系統(tǒng)主控單元和VME總線接口展開。
　　嵌入式系統(tǒng)主控單元是基于Power PC處理器MPC8245，在VxWorks操作系統(tǒng)中對開發(fā)板自下向

3、上進行了二次開發(fā)，以滿足硬軟件實際的接口和功能需求。硬件上設(shè)計并制作了與開發(fā)板匹配的接口板，軟件上在Tornado2.2環(huán)境中開發(fā)了VxWorks操作系統(tǒng)下適用于硬件的底層BSP，并開發(fā)頂層應(yīng)用程序，通過測試對串口、以太網(wǎng)、VME總線訪問、實時時鐘和看門狗等各個單元模塊進行了驗證。
　　全自主研發(fā)具有MVB接口的3U通信板卡，完成硬件設(shè)計和部分軟件設(shè)計：VME邏輯接口功能采用Verilog HDL硬件語言在FPGA上開發(fā)，實現(xiàn)A1

4、6/D16模式數(shù)據(jù)交換；MVB網(wǎng)絡(luò)設(shè)備功能采用FPGA+NiosⅡ軟核處理器的方式，移植了實驗室自主研發(fā)的MVBC內(nèi)核，并在頂層設(shè)計了配合上位機對MVB網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)進行讀寫的應(yīng)用程序。
　　在上述研究成果的基礎(chǔ)上，結(jié)合實驗室現(xiàn)有的MVB設(shè)備進行了符合現(xiàn)場應(yīng)用的電氣中距離的組網(wǎng)實驗。根據(jù)通信設(shè)備實際需求，在VC++6.0環(huán)境下開發(fā)了基于以太網(wǎng)通信的上位機軟件。在實驗中，使用上位機經(jīng)由主控單元對MVB網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進行配置，并通過VME總線讀寫