列車通信網(wǎng)中MVB總線管理器的研究與實現(xiàn).pdf

1、隨著鐵路機車車輛、輕軌車及地鐵車輛技術(shù)的發(fā)展，通過車載通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可以實現(xiàn)牽引、制動、照明、空調(diào)等的控制和監(jiān)視以及故障診斷信息、維護信息的提示，還可以實現(xiàn)車載旅客動態(tài)信息管理（旅行信息和座位預留信息）。TCN(Train Communication Network)對推動鐵路技術(shù)進步具有重要意義，它是專用于鐵路的列車通信網(wǎng)絡(luò)標準IEC61375-1，該標準定義TCN結(jié)構(gòu)為兩層總線，即由上層的列車總線(WTB)和下層的車輛總線(MVB)組

2、成。然而，我國對列車通信網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)研究和開發(fā)應(yīng)用都相對較晚，日前處于初級階段，TCN的核心技術(shù)由國外幾個公司壟斷，但是他們只愿提供產(chǎn)品而不轉(zhuǎn)讓關(guān)鍵技術(shù)。要使國內(nèi)的列車網(wǎng)絡(luò)及控制技術(shù)得到很快的發(fā)展，就需要深入了解網(wǎng)絡(luò)底層協(xié)議，從底層掌握核心技術(shù)，掌握核心專用芯片、核心板卡等設(shè)計制作技術(shù)。MVB總線管理器是列車通信網(wǎng)絡(luò)中非常重要的設(shè)備，它控制著MVB總線的數(shù)據(jù)傳輸，其性能直接影響MVB網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的傳輸。
　　論文通過深入學習列車通信網(wǎng)絡(luò)

3、標準IEC61375-1和對MVB總線管理器常見的幾種設(shè)計方案進行對比，分析其各自的優(yōu)缺點，最后確立了MVB總線管理器FPGA+SOPC的設(shè)計方案并對其進行了設(shè)計和相關(guān)仿真。論文主要研究內(nèi)容如下:
　　(1) TCN協(xié)議的研究與分析。深入學習和研究了列車通信網(wǎng)絡(luò)協(xié)議IEC61375-1，以MVB總線管理器的功能為研究對象，對MVB總線的關(guān)鍵技術(shù)進行了深入的研究。
　　(2) MVB總線管理器的總體方案研究。通過對MVB總線管

4、理器的功能需求及設(shè)計要求的分析和對其常見幾種設(shè)計方案的剖析，對FPGA(FieldProgrammable Gate Array，現(xiàn)場可編程門陣列)、SOPC(System on a ProgrammableChip，片上可編程系統(tǒng))技術(shù)的掌握，利用嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計理論，采用FPGA+SOPC的設(shè)計方案來設(shè)計和實現(xiàn)MVB總線管理器。
　　(3) MVB總線管理器的設(shè)計與實現(xiàn)。對MVB總線管理器的功能模塊進行了劃分，在熟悉Quart