WTB底層協(xié)議的研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、國際電工技術(shù)委員會IEC于1999年通過了一項列車網(wǎng)絡(luò)通信標(biāo)準(zhǔn)TCN，它為鐵路機(jī)車車輛內(nèi)部和編組的車輛之間進(jìn)行牽引控制、診斷以及旅客信息等數(shù)據(jù)通信提供了標(biāo)準(zhǔn)平臺。絞線式列車總線WTB是TCN為實(shí)現(xiàn)列車級的數(shù)據(jù)通信而定義的總線標(biāo)準(zhǔn)，WTB充分考慮了列車編組動態(tài)改變的情況，能夠適應(yīng)在日常運(yùn)營中列車編組經(jīng)常變化的要求。 國際上TCN的研究與應(yīng)用已經(jīng)較為普及，且已有較為成熟的TCN網(wǎng)絡(luò)相關(guān)產(chǎn)品和設(shè)備，而國內(nèi)一些鐵路相關(guān)院校和科研院所也先

2、后開展了自我開發(fā)、聯(lián)合開發(fā)和技術(shù)引進(jìn)工作，但是TCN網(wǎng)絡(luò)底層接口的關(guān)鍵技術(shù)或芯片依賴進(jìn)口，并沒有掌握底層核心技術(shù)。 本課題以“鐵道部科技研究開發(fā)計劃--TCN底層協(xié)議及關(guān)鍵技術(shù)研究”為背景展開，深入分析了列車總線WTB底層協(xié)議以及關(guān)鍵的技術(shù)細(xì)節(jié)，并在明確WTB通信機(jī)制的基礎(chǔ)上，自定制WTB收發(fā)器IP模塊，設(shè)計采用自頂向下(TOP-DOWN)的設(shè)計思想，采用Verilog HDL語言和原理圖輸入結(jié)合的方法，將IP模塊劃分為幾個可實(shí)

3、現(xiàn)的底層模塊，并仿真驗證了代碼設(shè)計的正確性。采用片上可編程SOPC技術(shù)，將自定制WTB收發(fā)器IP模塊和32位的Nios Ⅱ軟件處理器等集成為一個系統(tǒng)，編譯下載至硬件開發(fā)平臺的FPGA中，初步實(shí)現(xiàn)了底層協(xié)議功能完備的WTB節(jié)點(diǎn)。經(jīng)應(yīng)用驗證，該節(jié)點(diǎn)作為從節(jié)點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)與標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)關(guān)的初運(yùn)行。 本課題的創(chuàng)新之處在于將SOPC這一新技術(shù)引入列車通信網(wǎng)絡(luò)中，將處理器、外設(shè)、存儲器等集成到Cyclone Ⅱ EP2C8 FPGA中，系統(tǒng)的擴(kuò)展和升