嵌入式可配置实时操作系统eCos在MVB／RS通信网关中的应用

MVB/RS通信网关是列车控制与管理系统中的一个重要部件,实现MVB(多功能车辆总线)协议与第三方RS485串行协议转换.嵌入式可配置实时操作系统eCos具有组件架构、易配置等特色,是适合MVB/RS通信网关应用开发的一个平台.介绍了其软、硬件结构和应用程序开发过程.     

基于双FPGA的MVB通用接口研制

针对目前铁路上的MVB接口单元几乎只能应用于MVB-cPCI或MVB-PC/104两种通信方式的局限性,提出了一种新的通信方案,即通过ARM芯片检测总线连入状况,自动引导对FPGA配置不同的程序,以实现在同一个MVB接口单元上完成MVB与其他系统总线(如MVB-USB、MVB-Ethernet总线等)互连通信的功能.所设计的MVB接口单元能实现MVB与其他系统总线互相传输数据,能增强MVB与外界信息交换的能力,克服车载设备间、车载设备与非车载设备间的兼容性低的缺点.该研究不仅从理论上阐述了基于FPGA的多种系统总线互连的接口设计,还实现了样板设计,并进行了互连通信测试.试验结果表明,这种研究不仅能实现多总线互连通信,还可应用开发高访问速率的TCN5类设备.     

列车通信网络异构总线互联互通技术研究

文章对列车通信网络异构总线的互联互通技术进行了理论分析和试验验证。针对MVB网络协议和CANopen协议的特性,提出两种总线互联互通的可行性分析,建立互联网关的模型和软硬件测试平台,完成两种总线的数据互联互通测试。试验数据结果表明:互联网关实现了MVB总线协议和CANopen协议的转换,验证了异构总线互联互通的可行性。     

城市轨道交通新型车载信号设备以太网网关的设计

目前轨道车辆常用的串行控制总线面临总线阻塞和控制时间延迟等问题,以太网通信总线是未来发展方向。对车载信号设备与不同车载网络总线间的通信进行了阐述,分析MVB(多功能车辆总线)和以太网的报文,完成了MVB-TCP/IP通信模块的设计,实现以太网通信协议与MVB间的数据传输。     

基于多功能车辆总线(MVB)的消息数据传输协议

介绍一种基于"确认"机制的消息性数据传输协议,以解决多功能车辆总线(MVB)采用过程数据通信方式与使用多功能车辆总线(MVB)的系统有发送事件触发的不确定的消息性数据的需求之间的矛盾。介绍基于"确认"机制的消息性数据传输协议的基本原理,消息性数据传输所需通信链路建立及维持的方法,并说明实现此协议所需的控制信息,消息子包的结构,以及成功传输一个消息性数据所需时间等。     

基于ARM和FPGA架构的地铁车辆MVB总线分析仪设计

车辆通信多功能总线(MVB)已成为城市轨道交通车辆通信的主流。将FPGA(现场可编程门阵列)的高速信号采集的优势与ARM(嵌入式微处理器)可嵌入实时操作系统的特点相结合,研制了基于嵌入式系统的便携式总线分析仪。搭建了测试系统,在MVB设备EDCU(车门电子控制单元)中进行试验验证。验证结果表明,该总线分析仪可实现与MVB设备的主帧发送和从帧回复的精确采集和解码,可用于地铁车载MVB设备的故障检测和维修等。     

MVB总线网络动态性能的研究

对IEC61375-1规定下的MVB总线网络通信方式进行了研究,提出了MVB总线网络动态性能的衡量指标为协议效率、网络效率、网络有效利用率、网络吞吐量等,并推导出了各项指标的计算公式,通过仿真模型实例计算评估了不同通信介质和负载对MVB总线网络的动态性能的影响。     

基于MVB和TRDP的列车主控双网冗余设计与实现

针对目前列车通信网中,一般以WTB、MVB作为主要通信方式的现状,以某动力集中型电动车组的研发设计作为依托,研究基于MVB和以太网的主控制单元列车总线控制方式,在机车应用中增加控制单元双总线冗余切换功能,增强了列车网络通信可靠性。运用考核表明,采用该方案的通信网络运行状态良好,具备较高的可靠性和实时性,完全满足列车数据传输的要求。     

基于单片机的MVB网卡板的设计与实现

为满足目前列车网络控制系统的需要,设计开发了组态式的MVB与DPRAM背板总线通信互连的网卡板,并对基于单片机的MVB网卡板的软、硬件设计方案进行了重点介绍。该网卡板具有组态式应用软件编程特性,完全满足了MVB网关系统的要求,具有很高的可靠性和极强的实用性。     

MVB协议一致性测试研究与实现

多功能车辆总线（MVB）是列车通信网络标准中明确定义的通信协议,用于车辆内部各功能设备间的信息传输。为了确保来自不同生产厂家的MVB设备的兼容性和互操作性,必须对各个MVB设备进行协议一致性测试。本文在简单介绍协议一致性测试基本工作原理的基础上,分析了MVB协议的特点,提出了对MVB进行协议一致性测试的测试方法和应包括的测试内容。并以过程数据链路层协议为例,详细阐述了MVB设备的测试要求、测试实例的生成、测试运行及测试评估等具体的测试实现过程。最后基于上述测试原理,在实验室环境下设计并构建了基于PC104总线的80486硬件平台和μC/OS-II实时多任务操作系统软件平台的测试系统,完成了MVB过程数据链路层协议的高覆盖一致性测试,给MVB协议其他方面的一致性测试提供了一定的借鉴。     

基于虚拟现实技术的列车网络实时控制可视化

针对TCN列车控制网络,通过自主研发的MVB/USB网关,在解决了MVB网络数据捕获及解析等难题的基础上,上位机采用＂生产者—消费者模型＂完成数据采集及处理,满足网络调试及人机交互对实时性的要求,最后综合应用网络通信技术、虚拟现实技术、三维图像技术、虚拟仪器技术,设计并实现了一套列车网络实时控制可视化的系统,以虚拟动画的形式实时响应来自列车网络的控制指令及状态信息。可用于试验教学、技术培训以及机车车辆的网络研发等。     

机车车辆的MVB-CAN总线网关设计

列车通信的网络组态是多种多样的,其中MVB与CAN总线连用就是一种高性能的组网方式.基于对CAN和MVB报文结构的深入分析,实现一种MVB-CAN的网关设计,有效地完成了两种协议之间的各个网络层次的转换.     

基于ARM核微处理器的MVB四类设备的研究

简要介绍了基于新一代ARM核微处理器和MVB通信控制器MVBC01的MVB四类设备软硬件体系结构、功能与系统调试方法，重点介绍了板级支持包(BSP)的设计方法以及MVB实时协议栈(RTP)消息数据通信软件的设计原理。试验表明：该MVB四类设备功能达到了设计要求。     

一种基于MVB网络通信的中央控制设备设计方案及其实现

介绍中央控制设备CCU的功能和软、硬件设计方案和实现原理,该设备基于MVB网络通信,是TCN网络控制系统中的关键设备之一,集MVB网络通信功能、MVB总线管理功能、网络配置和监视功能、图形化编程功能于一体,支持用户网络通信配置、控制软件和诊断软件的开发。用户可利用网络配置监视软件NCMS对CCU的网络通信进行参数配置,并对连在MVB网络上的各类MVB设备状态进行远程监视。同时,用户可以利用符合IEC61131标准的OpenPCS图形化编程软件方便、可靠地开发列车级或者车辆级的各种控制和故障诊断程序。另外该设备还具有热备冗余功能,增强了设备运行的可靠性。该设备已应用于上海低速磁悬浮列车和西南交通大学磁浮中心等工程项目中,运行稳定,性能良好。     

基于VXWORKS的RS485-MVB网关的设计与实现

针对目前列车网络控制系统的需要,设计了列车网络控制系统中MVB与RS485通信互连的网关.重点介绍了基于VXWORKS操作系统、COLDFIRE处理器平台实现RS485-MVB网关的软、硬件设计方案与技术.该网关系统充分利用了COLD阿RE处理器的片上资源及其优势,能很好地满足RS485-MVB网关系统的要求,具有较高的可靠性和较强的实用性.     

轨道车辆MVB通信网络的实时特性

多功能车辆总线(MVB)应用于轨道交通车辆的车厢级通信网络已经成为新一代列车通信网的发展趋势。采用MVB必须满足轨道车辆对数据传输提出的实时性要求。MVB网络的端到端传输延迟主要包括报文分组在缓存器内的平均等待延迟、发送报文分组延迟、介质传播延迟等,而影响发送报文分组延迟的主要因素是报文分组的平均等待延迟受介质访问控制方式的约束;主设备消息事件请求帧的到达过程服从泊松分布,多消息事件并发引发的事件仲裁延迟是影响消息数据报文延迟的重要因素。仿真实验结果表明,MVB网络的过程数据具有报文分组传输时间确定、报文分组长度对网络延迟影响小等实时特性,但消息数据的报文延迟受网络负载的影响较大。运用排队理论分析主从轮询方式下过程数据的延迟与MVB的轮询周期、通信速率的关系;分析数据表明,该方法可以取代以往的国外经验值来配置网络,而且配置指标更符合实际运行的要求,并已经成功应用于实际设备的测试分析中。     

MVBC02一类设备主/从帧数据收发实现方法

本文从TCN标准出发,着重论述多功能车辆总线控制器MVBC内部编程模块的具体功能及主控MVBC在一类设备模式下的初始化配置流程,并在此基础上阐明MVBC一类设备模式下的主/从数据帧的基本组成、帧格式配置、功能码、端口属性定义以及实现数据帧收发的具体方法.通过对MVBC一类模式下的主/从数据帧收发具体流程的详细分析,为进一步开展直接针对MVBC控制器底层硬件的数据通信编程打下基础.     

以太网在地铁列车上的发展与应用

国内地铁列车网络主要采用的MVB总线型架构,该架构由于其传输速率低等局限性,已无法满足列车网络的发展需求.以太网以其通信速率高、灵活性强等特点在各领域得到迅猛发展.文章通过阐述以太网在国内地铁列车上的应用,并结合实际工程案例介绍以太网与MVB双网冗余方案、以太网为主的以太网和MVB双冗余方案、纯以太网控车方案,指出各方...     

MVB总线实时协议实现及其试验研究

通过对MVB及其实时协议的研究,自主开发了MVB实时协议栈软件,以MVB通信控制器构建了基于MVB总线的控制模块样机(采用MVBC01以及嵌入式ARM处理器),完成了2个模块之间的互连试验以及与国外产品的通信兼容性试验。