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.     

具有MVB接口的输入输出设备的分析

描述了具有列车通信网络(TCN)总线的列车网络控制系统的组成,介绍用于司控台的具有车载多功能总线(MVB)接口的输入输出(I/O)设备,对I/O设备进行详细的需求分析和设计分析,总结了I/O设备的功能特点。     

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。     

CTCS-3级车载系统MVB接入设备的研究与实现

介绍CTCS-3级列车车载系统采用多功能车辆总线(MVB)进行通信的功能单元以及各个单元间的周期性和突发性通信行为。在对MVB总线协议以及上层应用协议进行分析的基础上,以MVB-Ethernet网关为例,详细介绍MVB通信网关的硬软件实现技术以及MVB网关设备在半实物仿真平台中的应用。     

基于Linux系统的MVB 3类设备研究

以智能显示装置为例阐述了开发基于Linux系统的MVB设备的必要性,并介绍了基于Linux的MVB 3类没备的硬件和软件设计,重点分析了MVBC芯片的电路设计、MVB 3类设备的软件体系结构、MVBC的驱动程序开发以及RTP协议栈的实现.     

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。     

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。     

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...     

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ZigBee技术的HXD1B型机车数据传输系统设计

本文设计的机车数据传输系统主要完成HXD1B机车的多功能车辆总线和ZigBee无线通信之间的协议转换和数据通信。实现多功能车辆总线数据转储、软件更新和状态监视等功能,可节省机车检修的人工成本。文中详细介绍该系统的设计思路,硬件原理和软件编程方法。     

MVB协议分析装置设计及其实时性分析

介绍多功能车辆总线MVB协议分析装置的功能、软硬件设计方案及实现原理。分析影响MVB协议实时性的关键因子,试验和对比4种不同改进方案下设计的MVB协议分析装置的实时性能,采用状态机模式实现MVB网络数据实时底层解码;采用多重缓冲技术,在无需控制器参与的情况下实现高速USB控制时序,解决了MVB协议分析装置实时性不高的难题。该设备与国外同类产品相比,在实时性、可靠性、灵活性等方面都有明显提高。     

DF8B型机车逻辑控制单元设计

从DF8B LCU功能需求出发，介绍了MVB与CAN总线两种通信网络特点，并对其性能进行比较，重点是MVB方案的LCU功能、硬件系统组成及软件设计。DF8B LCU简化了机车线路，提高了系统可靠性，完全满足机车性能要求。     

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.     

MVB接口彩色液晶显示诊断单元的显示应用软件设计

介绍了微机控制电力机上带MVB接口的彩色液晶显示诊断单元的显示应用软件结构、功能，并以广深化线的动力集中式200km/h电动旅客列车组为例，阐述了该软件的设计要点。     

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.