基于UART Emulation技术的MVB网卡设计与组网研究

提出一种MVB网卡设计方案,在主机与MVB控制器的架构上结合UART Emulation技术,较为完善地实现了MVB设备的过程数据、消息数据、用户编程等功能。利用所设计的网卡与其他MVB网络设备进行MVB组网研究,依据单调比率算法进行周期扫描表的设计,在所搭建的网络平台上进行基本的通信测试,验证了设计的正确性和可行性。该网卡尺寸符合标准3U大小,便于与其他网络设备集成于工控机箱之中。     

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总线管理器通信网卡的研制

MVB总线管理器具有MVB总线管理和仲裁功能,是MVB网络的关键核心设备。从分析MVB总线管理器的功能和需求出发,介绍了研制MVB总线管理器的硬件系统和软件系统设计方案,并介绍了MVB控制器的FPGA实现、介质分配策略、事件仲裁策略、主权转移等关键技术的设计实现方案。MVB一致性测试和功能测试结果验证了自主研制的MVB总线管理器的功能和设计方案。     

基于SOPC技术的MVB网卡在分布式车载故障检测记录系统中的应用

针对现有分布式车载故障检测记录系统所用控制器局域网(CAN)不适合用作车辆总线的情况,提出采用多功能车辆总线(MVB)的方案.详细阐述了系统结构改造及工作原理转换等关键设计理念,设计了一种基于SOPC(可编程片上系统)技术的多功能接口MVB网卡,给出其软硬件实现方案,最终在实验室进行组网测试,验证了设计的正确性和可行性.改造后的系统网络传输距离更远、速率更高,并且具有较好的实时性和可靠性.     

基于Logistic集成学习的列车MVB网络异常检测方法研究

多功能车辆总线(Multifunction Vehicle Bus,MVB)已经广泛应用于轨道交通车辆,而恶劣的工作环境易造成MVB网络通信性能退化,严重时危及行车安全。在对MVB网络常见故障进行分析的基础上,从MVB物理层和数据链路层中提取网络状态特征,提出了一种基于异质Logistic集成学习的MVB网络异常检测方法,及时检测MVB网络异常,最大限度地避免故障修。通过搭建MVB网络试验平台,进行多组故障注入试验,试验结果验证了方法的有效性。     

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。     

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.     

采用光纤接口的机车总线网卡设计

介绍了出口伊朗的ＴＭ１型电力机车微机控制系统的牵引控制单元（ＴＣＵ）与中央控制单元（ＣＣＵ）之间信息交换的多功能机车总线（ＭＶＢ）网卡硬件设计及其工作原理，阐述了ＭＶＢ网卡硬件电路的在个主要部分：与ＴＣＵ的接口部分、主控制器部分和光纤接口部分。这种网卡设计电路简单，提高了信息交换的可靠性，加快了信息传输速度。经功能调试表明，网卡达到了技术要求。     

多功能车辆总线网络中网络节点的设计研究

多功能车辆总线(MVB)是分布式工业控制系统的一种应用形式,其核心部分是网络节点.提出构建一个MVB网络节点的设计方法.采用时序转换机制实现网络节点中上位机Host CPU和网络接口单元(NIU)之间信息的传输,并在实验室条件下进行了仿真试验.试验结果验证了设计的可行性、通用性.     

基于有限状态机的轨道交通多功能车辆总线网络动态性能仿真分析

鉴于MVB(多功能车辆总线)网络在轨道交通列车上的广泛应用,选取网络效率、网络利用率和网络吞吐量等表征MVB网络动态性能的关键评价指标,基于Stateflow有限状态机工具箱构建模块化MVB网络模型,并利用该模型分析了数据长度、设备数量、传输介质等因素对MVB网络动态性能的影响.     

基于变分自编码器的MVB网络异常检测方法

多功能车辆总线(MVB)用于列车通信网络中各功能设备间的信息传输,其网络异常将严重影响列车运行安全.在对MVB网络常见故障分析的基础上,提出一种基于变分自编码器(VAE)的MVB网络异常检测方法,直接将采集到的MVB信号物理波形作为模型输入,选取VAE重构误差作为MVB网络异常检测依据.为了有效解决实际应用中带标记异常...     

多功能车辆总线系统性能分析

现场总线技术在铁路通信领域起着关键作用,分析、评估总线网络的性能可以指导合理的网络配置。本文介绍了多功能车辆总线的数据类型,数据的传输特点以及数据的传输内容。该总线采用周期轮询的介质访问控制方式,在轮询周期内,主设备发送轮询帧,从设备发送响应帧。结合现有地铁车辆故障诊断系统的实际情况,介绍车辆级故障诊断系统的车辆编组结构、控制网络的配置以及系统参数的设定等情况,进而建立数学模型,分析该系统的轮询周期、报文分组在服务站内的平均等待时间,利用排队理论分析网络的延迟性能以及服务站缓存器的容量问题,与实际情况及一般经验参考公式做对比分析,得出系统轮询周期的经验参考值与实验分析值之间的对比结果,提出了该总线网络的性能分析方法。     

具有USB接口的MVB适配器的开发

为了实现程序下载、MVB网络配置、数据转储、状态监视等功能,提出一种通过目前流行的通用串行总线(USB)将MVB与通用计算机连接的方案。详细介绍了具有USB接口的MVB总线适配器的硬件原理及软件编程方法。试验表明,设计满足功能要求,是可行的。     

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。     

TCN网络管理监视配置软件设计

详细阐述了TCN网络管理监视配置软件的实现功能和技术架构设计,该软件支持站服务、MVB链路服务、WTB链路服务、变量服务、信使服务、域服务和时钟服务,由网络管理监视和网络管理配置两大部分构成.软件功能符合IEC61375标准的规定,可为标准TCN网关设备和车辆控制单元提供配置数据库和实时在线网络监视.软件界面友好,采用可视化面向对象程序设计,方便了车辆设备的调试与测试.