用工业以太网描述和替代MVB网络

工业以太网广泛应用于各类工业控制领域,相比多功能车辆总线(MVB)在通信性能上存在优势,可适用于列车控制通信网络。文中先对工业交换式以太网模型进行了修改,用其来描述MVB网络的通信过程,对工业以太网模型和MVB网络模型作了比较,指出两者的相似性以及制约MVB通信性能的因素,然后提出了一种采用WFQ队列调度策略的环型工业以太网结构,并使用Opnet网络仿真软件仿真分析其在不同网络参数下的实时性能,通过比较,指出其在实时性方面可以替代MVB网络。     

基于SOPC的多功能车辆总线控制器设计

简要介绍传统的MVB通信控制器芯片MVBC的结构及功能;通过深入研究MVB底层通信协议,设计出符合IEC-61375标准用于网络连接的MVB总线访问IP(Intellectual Property)核;基于SOPC的设计思想,利用SOPC Builder在一片FPGA上集成了32位NiosⅡ软核处理器和MVB总线访问IP核,以及一些必需的外围组件,并给出MVB控制器的设计实现方案.     

基于S3C2440的EtherCAT智能从站设计

由于现场总线标准不统一,各种现场总线协议之间实现通信比较困难.以太网技术由于其标准统一,把以太网技术和现场总线技术相结合是当前工业网络技术发展的新趋势.德国倍福公司提出的EtherCAT工业以太网拓扑结构灵活、系统配置简单、开发成本低,更具有高效高速率的特点,得到了越来越多网络工业设备开发商的关注.在研究EtherCAT的工作原理、通信协议特点及其性能的基础上,设计了一种基于S3C2440和嵌入式协议模块comX的EtherCAT智能从站.详细介绍了该从站的硬件设计和软件设计过程并给出了组网调试方法.     

工业总线设备网络化改造的实现

利用低成本单片机与以太网控制芯片设计并实现了串口、现场总线转以太网TCP/IP模块,专门为单片机设计了由RTOS(嵌入式实时操作系统)与裁减后的TCP/IP协议栈构成的单片机嵌入式控制系统.完成了异种网络的融合.软件系统(包括TCP/IP协议栈)能够方便移植上各种8位、16位、32位处理器平台,实现各种嵌入式网络服务.成果对于工业设备的网络化实现提供了网关服务,满足对功能、成本、体积和功耗等要求.     

MVB-CAN网关设计

针对带有CAN接口和MVB接口车载设备之间的互联、互通问题,采用MVB-CAN通信网关对MVB总线信号和CAN总线信号进行数据转换。考虑网关设备抗干扰和电磁兼容问题,设计了以PC/104接口堆叠的MVB-CAN网关结构。考虑数据转换的实时性,MVB-CAN网关设备引入ARM嵌入式芯片和μC/OS-Ⅱ操作系统,开发多线程应用程序。搭建MVB-CAN网络通信测试平台,对该网关进行互联、互通测试。实测结果验证了数据在MVB总线和CAN总线的异构组网通信中转发的可靠性及实时性。测试结果表明,采用MVB-CAN网关设备必将推动国内对于MVB网络和CAN网络车载设备的研发进程。     

基于MVB的协议一致性测试系统设计

针对不同生产厂家的多功能车辆总线(Multifunction Vehicle Bus,MVB)设备存在兼容性和互操作性适应度差的问题,设计了基于MVB的协议一致性测试系统,给出了系统的总体结构、软硬件设计与实现方案,并构建测试集优化模型。测试系统的测试电路接口模块包括物理层接口模块和链路层接口模块两部分,负责将采集的MVB总线上的数据传递给控制与测试模块进行分析和处理。控制与测试模块软件部分着重设计了测试用例集优化模型,并采用高效的商业求解器CPLEX进行有效求解,提高了测试效率。实际运行结果表明:该测试系统是稳定并且高效的,可应用于不同MVB设备的协议一致性测试。     

以太网与PROFIBUS-DP数据转换接口的实现

为了实现以太网与PROFIBUS-DP现场总线数据的转换,本文提出了一种以太网与PROFIBUS-DP总线数据转换接口的设计方案,并主要从硬件和软件两个方面进行介绍。本设计中采用S3C44BOX作为主控制器;以太网通信模块部分采用以太网控制器芯片RTL8019AS,并使用了精简的TCP/IP协议;PROFIBUS- DP通信模块部分采用专用协议芯片SPC3。经测试,本系统可靠的实现了以太网与PROFIBUS-DP现场总线之间的数据转换。     

MVB网络输入输出单元设计

多功能车辆总线MVB是TCN列车通信网络技术中用于车辆级设备分布式控制的实时、高可靠、高安全的通信技术。为实现车载设备便捷地连入MVB网络,给出一种基于MVB总线的智能输入输出单元设计方法。采用嵌入式及模块化设计,微控制器与MVB网卡以及输入输出板卡之间通过标准的PC104接口连接。所设计的单元具有通用性,仅需要通过I/O接口与设备连接即可接入既有的列车通信网络实现MVB通信,通过联网测试实验,表明具有较高的可靠性和较强的灵活性。     

以太网物理层芯片光电特性测试研究

当前,以太网物理层芯片在诸多应用领域不可或缺,对以太网物理层芯片的功能性能要求也越来越高,因此,如何进行芯片功能性能方面的光电特性验证是亟待解决的问题。主要介绍了以太网物理层芯片验证的技术现状,提出符合以太网物理层芯片功能性能应用需求的光电特性测试方法,采用测试仪器（如示波器、逻辑分析仪、网络矢量分析仪等）和验证板卡对网络中物理接口的数据传输电特性和光特性进行测试,测试结果表明提出的测试方法达到了测试要求,满足了功能性能应用需求,进而提高了国产高可靠以太网物理层芯片验证的技术手段。     

现场总线在列车通信网络中的应用

介绍了TCN标准所定义的WTB和MVB、LonWorks、CAN总线这几种常用的现场总线在列车通信网络中的应用，并对这几种现场总线进行了分析和比较，最后提出了一种基于CAN总线和以太网的网络结构。