基于FPGA的MVB1类设备网卡的设计

考虑到MVB1类设备网卡支持简单的过程数据传送(功能代码为0～4)和设备状态响应(功能代码15)，不支持消息数据、过程数据强制功能的情况，提出利用FPGA(现场可编程门阵列)开发MVB1类设备网卡。这样，在完成通信功能的同时，可以无需外加CPU即完成一些简单的IO、AD等功能，也可以设计出总线方式与CPU相连。实践证明MVB1类设备网卡采用PC104接口与宿主CPU连接，具有110个256位的过程数据通信能力；用FPGA开发MVB1类设备网卡比用MVBC芯片更具优势。     

MVB通信网卡的研制与开发

在分析MVB通信协议特点的基础上,依据MVB网卡的设计需求,详细介绍了通信网卡的硬件结构、器件组成和接口实现,在系统软件设计中,根据MVB过程数据、消息数据和监控数据的不同特点,介绍了MVB通讯控制器的链路层接口函数.     

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.     

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网卡的帧收发器设计

介绍了MVB网卡帧及其收发器的结构,阐述了MVB网卡中帧收发器设计中的一些关键技术问题,采用VerilogHDL硬件描述语言编程,以Altera公司的QuartusⅡ为仿真平台,在FPGA上实现了MVB的链路层的帧收发,从而得到符合IEC61375协议的帧波形。     

MVB网络接口单元的FPGA实现

介绍了列车通信网和多功能车厢总线(MVB),分析了国外先进的MVB网卡通信机制与特点,在此基础上,提出了一种主动式MVB网卡的FPGA实现方法,并采用了功能相关的模块分组验证方法,对MVB系统进行功能验证及时序验证。     

MVB协议一致性测试研究与基本互联测试的实现

为了确保列车多功能车辆总线(MVB)设备的兼容性和互操作性,提高互联的成功率,必须对其进行协议一致性测试。介绍了MVB协议的特点、MVB一致性测试内容,并根据测试需求搭建了一致性测试平台。最后以基本互联测试为例,设计了测试方案并在实验室所搭建的平台上进行了实现,为MVB设备深层次的一致性测试提供了借鉴意义。     

基于模型视图控制器框架的多功能车辆总线一致性测试的实现

一致性测试是通信设备实现互操作的必要条件.简单介绍了对列车通信网(TCN)进行一致性测试的重要性和模型视图控制器(MVC)框架.重点描写了对多功能车辆总线(MVB)进行一致性测试所包括的内容、测试的方案和步骤,以及如何在MVC这种优秀的框架中实现.在实验室搭建了测试平台,使用的是Duagon公司D114MVB网卡,测试结果真实有效.     

新型事件记录单元的研究与应用

对目前应用的事件记录设备进行分析,针对存在的问题提出一种可直接从MVB总线上获取数据并进行记录的技术方案,所设计的事件记录单元为标准3U板卡大小,便于与其他列车控制板卡集成于工业控制机箱中。阐述了事件记录单元的设计过程,并最后进行测试,验证设计的正确性、可行性,可为今后事件记录设备的设计提供借鉴。     

基于LabVIEW的MVB和WTB帧解码方法

介绍了MVB和WTB帧的组成,提出采用LabVIEW程序通过以太网控制示波器实时采集MVB或者WTB设备帧数据的方法,实现了将采集的帧数据根据MVB或者WTB帧的组成进行实时解码,弥补示波器不能对MVB/WTB帧数据解码的缺点和实时监测MVB/WTB设备通信发送的帧数据内容的不足。