基于FPGA的MVBC研究與設(shè)計(jì).pdf

1、列車(chē)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)作為現(xiàn)代列車(chē)技術(shù)的重要組成部分，是列車(chē)高速化、自動(dòng)化發(fā)展的產(chǎn)物，在國(guó)內(nèi)外得到了廣泛的應(yīng)用。符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的列車(chē)通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)備具有著極其廣闊的應(yīng)用前景，我國(guó)也一直致力于列車(chē)通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的研究和開(kāi)發(fā)，但一些關(guān)鍵的設(shè)備還未成熟，需要依賴國(guó)外進(jìn)口，MVB控制器(MVBC)作為負(fù)責(zé)通信鏈路層的處理器或集成電路就是未被掌握的關(guān)鍵設(shè)備之一。長(zhǎng)期進(jìn)口國(guó)外的MVBC不僅花費(fèi)巨大，而且不利于我國(guó)列車(chē)通信技術(shù)的發(fā)展。本文就是在這種背景下嘗試對(duì)MV

2、BC進(jìn)行研究和設(shè)計(jì)。
　　 本文首先對(duì)MVB的通信原理進(jìn)行深入研究，主要對(duì)MVB的數(shù)據(jù)鏈路機(jī)制進(jìn)行研究，為設(shè)計(jì)MVBC提供理論基礎(chǔ)。
　　 然后，對(duì)現(xiàn)行市場(chǎng)上兩種主要的技術(shù)成熟的MVBC產(chǎn)品(國(guó)外設(shè)計(jì)的，一種基于ASIC，一種基于FPGA)的結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)、功能及應(yīng)用方法進(jìn)行了分析和比較，并在此基礎(chǔ)選擇了自己的實(shí)現(xiàn)方案，即基于FPGA實(shí)現(xiàn)MVBC。但是由于MVBC芯片的結(jié)構(gòu)極其復(fù)雜，采用傳統(tǒng)的FPGA設(shè)計(jì)方法以純硬件邏輯的形

3、式來(lái)實(shí)現(xiàn)不僅需要非常專業(yè)的硬件邏輯設(shè)計(jì)知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，而且還需要大量的時(shí)間。因此，本文提出了以軟硬件結(jié)合設(shè)計(jì)的思想來(lái)取代純硬件邏輯設(shè)計(jì)，利用結(jié)合了FPGA和SOC的優(yōu)點(diǎn)的SOPC技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)MVBC，通過(guò)搭建片上嵌入式處理器系統(tǒng)將復(fù)雜的硬件邏輯功能利用軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)，這樣不僅減低了設(shè)計(jì)難度，而且節(jié)約了設(shè)計(jì)時(shí)間。另外，采用這種方法還能為MVB的網(wǎng)絡(luò)層至應(yīng)用層的實(shí)現(xiàn)提供硬件平臺(tái)，使MVBC能非常方便地應(yīng)用。隨后針對(duì)類(lèi)型不同的MVB設(shè)備從總體架構(gòu)上設(shè)計(jì)