基于SOPC的嵌入式WTB网络控制节点机的研制

探讨一种基于可编程片上系统的嵌入式绞线式列车总线(WTB)网络控制节点机的研制方案。该方案采用FPGA作为核心器件，将Altera 的NisoII软核处理器与WTB控制逻辑集成在单片FPGA 内，取代了原来的工控节点机和控制部件相组成的方案。减小了产品的体积和重量，降低了硬件开发成本。该文给出了系统的总体设计方案，并分析了测试结果。     

覆盖率导向的WTB控制器功能验证方法

随着单芯片集成度的迅速提高,硬件验证在系统设计中占有越来越重要的地位.仅由设计者完成的模块级验证已经不能够保障流片成功率,需要在验证方法学指导下采用多种先进有效的验证技术和工具,帮助设计者尽可能早地发现和修改设计缺陷.本文详细介绍了在验证方法学VMM指导下,基于IEC61375-1标准的规定,设计分层次的验证环境,对绞线式列车总线控制器进行RTL和参考模型联合仿真的功能验证技术.通过可重用VMM库和随机化函数及基于断言的验证方法,编写高效、可重用的验证平台,以提高验证效率和覆盖率.实验表明,采用覆盖率导向的验证方法可有效地减少验证工作量和验证时间,提高验证质量.     

自动化列车通信网络分析仪设计

现阶段轨道车辆中,确保MVB和WTB通信正常是整车功能调试的关键。但由于MVB的分布式网络结构及源寻址广播机制,WTB的长线路传输衰减问题,给网络故障排查定位带来很多困难。目前调试手段单一匮乏,效率低且对现场人员技术要求高。针对列车调试中的困难及时效性准确性要求,研究了一种MVB和WTB通信网络的自动化检测及诊断技术,用来检测网络的通信情况,定位MVB网络中故障点;分析WTB网络质量。定义了自动化测试与诊断的功能和工作模式。设计了硬件各模块,包括接口电路,数据处理中心及电源模块等。定义了软件模块,层级及拓扑关系。给出了自动化检测及诊断技术在高铁及地铁列车中的典型应用场景。     

现场总线与列车通信网络

本文从应用的角度出发，将TCN标准所定义的WTB和MVB与一些常用的现场总线在技术性能上进行了分析和比较。为列车通信网络的应用选择提供参考。     

WTB网络HDLC在FPGA中的实现

在WTB底层协议的研究中,其基本帧格式与ISO3309的HDLC要求一致,故设计了一种基于FPGA的HDLC编解码器.重点介绍了协议和实现方法,给出了相应的Verilog代码,通过硬件下载与标准的WTB网卡通信,实现相应解析,达到ISO3309的标准要求.     

自定义串行总线的触发和分析

随着嵌入式技术的发展,串行总线技术也被越来越多的应用于各个领域.目前一些高端的数字示波器产品已经加入了串行总线的触发和分析功能.基本上都是针对目前主流的通用串行总线协议,如I2C、SPI、CAN LIN、uART等,可以满足大部分串行总线调试的需求. 以横河电机公司新推出的DLM2000示波器为例,本文介绍串行总线的总线触发和总线分析.     

通信控制器SAB82532在列车通信网络中的应用

分析了列车通行网络协议中有关WTB部分的规定,介绍了SAB82532的结构原理以及工作模式等,对SAB82532在WTB通信适配器中的应用进行了说明。实践证明SAB82532完全能够满足WTB通信适配器的要求,且运行稳定可靠。     

TCN-WTB设备线路冗余控制单元设计

列车通信网TCN是面向控制的连接铁路车载可编程电子设备的分布式数据通信局域网，它是控制、计算机、通信技术等学科的交叉与集成。本文讨论的绞线式列车总线的冗余控制功能用来保证WTB总线系统的高可靠性。文章全面分析了冗余控制功能单元，对线路模式选择，线路受扰信号管理，切换控制，MAU报告进行了详细讨论，对协议中未加限制的内容提出了具体实现方案。最后用状态机控制方式在FPGA上实现设计实现。     

列车通信网络协议栈的实时性研究

针对传统列车网络控制系统无法满足高速列车实时运行控制的不足,基于列车通信网络(TCN)建立了一种综合多功能车辆总线(MVB)、绞线式列车总线(WTB)和实时协议(RTP)在内的完备的设备协议栈模型。依据硬实时系统指标,结合列车的实际应用,设计出相应的协议模块,并构建了精确的验证平台。仿真实验验证了实时指标和列车初运行自动配置、介质分配、小数据交换等实时特征,建立的协议栈模型实时性强,能够提供高速列车运行控制下的安全性保证。     

一种列车通信网络网关数据帧处理的优化方法

介绍IEC 61375-1标准中多功能车辆总线(MVB)和绞线式车辆总线(WTB)中数据报文的格式。针对MVB和WTB中,过程数据和消息数据不同的报文格式,网关对不同的报文做相应的处理,使得数据能够跨网段传输。为了尽可能利用报文的长度在通讯时传输尽可能多的数据,网关对数据帧进行适当组合。根据网关生成的数据帧,介绍一种WTB周期扫描表的优化方法,以提高WTB过程数据的通信效率。