[發(fā)明專利]一種基于MPC860的MVB-WTB網(wǎng)關(guān)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210328520.6
• 申請(qǐng)日: 2012-09-06
• 公開（公告）號(hào): CN103684999A
• 公開（公告）日: 2014-03-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 武斌;朱懿;侯瑋瑋;李紹杰;張仕超;李明樹;趙琛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院軟件研究所
• 主分類號(hào): H04L12/66
• 分類號(hào): H04L12/66;H04L29/06
• 代理公司: 北京君尚知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11200
• 代理人: 余長(zhǎng)江

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種基于MPC860的MVB-WTB網(wǎng)關(guān)，屬于網(wǎng)關(guān)通信領(lǐng)域，廣泛適用于符合國際列車通訊網(wǎng)絡(luò)TCN標(biāo)準(zhǔn)IEC1375和UIC556協(xié)議的各種車輛、設(shè)備的通信，包括高速列車、動(dòng)車等各種軌道車輛。

背景技術(shù)

國際列車通訊網(wǎng)絡(luò)TCN標(biāo)準(zhǔn)IEC61375-1是專門針對(duì)軌道車輛制定的、符合多國鐵路制造商、運(yùn)營(yíng)商需求的列車網(wǎng)絡(luò)通訊標(biāo)準(zhǔn)。列車通信網(wǎng)絡(luò)具有分層控制、開放性、實(shí)時(shí)性與高可靠性的特點(diǎn)。各車之間的重聯(lián)控制，控制單元聯(lián)網(wǎng)通信與信息資源共享是其控制網(wǎng)絡(luò)的重要功能。根據(jù)列車控制的特點(diǎn)，TCN網(wǎng)絡(luò)分為兩層總線，分別是連接各個(gè)車廂的WTB總線以及連接車內(nèi)設(shè)備的MVB總線。TCN標(biāo)準(zhǔn)定義的這兩種形式的總線，制定了一個(gè)開放的通信系統(tǒng)，從而使得各種類型的鐵路機(jī)車車輛能夠互相聯(lián)掛，不同廠商生產(chǎn)的設(shè)備可以互聯(lián)互通。

WTB與MVB是兩個(gè)獨(dú)立的通信子網(wǎng)，WTB負(fù)責(zé)列車車輛之間的數(shù)據(jù)通信，MVB負(fù)責(zé)車輛內(nèi)部的數(shù)據(jù)通信。它們采用不同的協(xié)議，之間通過一個(gè)WTB節(jié)點(diǎn)連接，這個(gè)節(jié)點(diǎn)就是網(wǎng)關(guān)，負(fù)責(zé)兩種不同協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)區(qū)域之間的協(xié)議轉(zhuǎn)換。

目前現(xiàn)有的網(wǎng)關(guān)技術(shù)大多只涉及WTB總線和MVB總線的一種，采用其他總線來代替WTB或MVB總線設(shè)備，并未真正實(shí)現(xiàn)TCN網(wǎng)絡(luò)中WTB與MVB子網(wǎng)的協(xié)議轉(zhuǎn)換，自然也不能在具有WTB過程數(shù)據(jù)功能、消息數(shù)據(jù)功能和總線管理功能的同時(shí)，也兼顧MVB主權(quán)轉(zhuǎn)移、事件、設(shè)備狀態(tài)查詢的傳輸控制等功能。所以目前并沒有真正意義上具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的MVB-WTB網(wǎng)關(guān)。而且，現(xiàn)有的網(wǎng)關(guān)大多采用ARM芯片，處理器工作在小端模式，在數(shù)據(jù)的收發(fā)過程中需要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行大小端轉(zhuǎn)換處理，增加了軟件設(shè)計(jì)的難度和工作量；而本文發(fā)明的網(wǎng)關(guān)采用MPC860處理器，性能優(yōu)于ARM處理器，且可以工作在大端模式，使得數(shù)據(jù)組織和網(wǎng)絡(luò)上的數(shù)據(jù)一致，從而降低了軟件設(shè)計(jì)的難度和復(fù)雜度。同時(shí)，由于本技術(shù)涉及WTB總線和MVB總線，既具有WTB過程數(shù)據(jù)功能、消息數(shù)據(jù)功能和總線管理功能的同時(shí)，又具有MVB主權(quán)轉(zhuǎn)移、事件、設(shè)備狀態(tài)查詢的傳輸控制等功能。因此，基于MPC860的MVB-WTB網(wǎng)關(guān)的研制成功對(duì)實(shí)現(xiàn)WTB和MVB之間的協(xié)議轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)通信起到了重要的作用，對(duì)我國鐵路機(jī)車車輛行業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新具有現(xiàn)實(shí)意義。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題，本發(fā)明的目的在于提供一種基于MPC860的MVB-WTB網(wǎng)關(guān)及其工作方法。為實(shí)現(xiàn)網(wǎng)關(guān)設(shè)備的自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，本發(fā)明設(shè)計(jì)出的基于MPC860的MVB-WTB網(wǎng)關(guān)符合國際列車通訊網(wǎng)絡(luò)TCN標(biāo)準(zhǔn)IEC1375和UIC556協(xié)議的各種車輛、設(shè)備的通信。MPC860處理器工作在大端模式，可以使收發(fā)的數(shù)據(jù)組織與網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)一致，通過FPGA實(shí)現(xiàn)WTB協(xié)議鏈路層，并為上層RTP協(xié)議等提供接口，可實(shí)現(xiàn)WTB列車級(jí)網(wǎng)絡(luò)和MVB車輛級(jí)網(wǎng)絡(luò)間的相互通信，在降低了軟件設(shè)計(jì)復(fù)雜度的同時(shí)，提高了數(shù)據(jù)通信的準(zhǔn)確性和可靠性。

本發(fā)明的技術(shù)方案為：

一種基于MPC860的MVB-WTB網(wǎng)關(guān)，其特征在于包括WTB卡、MAU卡、轉(zhuǎn)接卡和MVB卡；其中，WTB卡、MAU卡和MVB卡通過轉(zhuǎn)接卡連接；WTB卡負(fù)責(zé)WTB總線所連接的WTB設(shè)備的數(shù)據(jù)采集和傳輸，MAU卡負(fù)責(zé)提供網(wǎng)關(guān)與其他網(wǎng)關(guān)通信的接口，MVB卡負(fù)責(zé)MVB總線所連接的MVB設(shè)備的數(shù)據(jù)采集和傳輸，轉(zhuǎn)接卡負(fù)責(zé)MVB和WTB之間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。

進(jìn)一步的，所述轉(zhuǎn)接卡為CPCI-PC104轉(zhuǎn)接卡，所述MVB卡為帶有PC104接口的MVB卡；WTB卡通過所述轉(zhuǎn)接卡的PC104總線與所述MVB卡數(shù)據(jù)通信。

進(jìn)一步的，所述WTB卡包括WTB-CPU模塊、WTB-FPGA模塊、轉(zhuǎn)接模塊和WTB串口接口，WTB-FPGA模塊通過數(shù)據(jù)線與WTB-CPU模塊連接；其中，所述WTB-CPU模塊負(fù)責(zé)網(wǎng)關(guān)RTP協(xié)議棧的網(wǎng)絡(luò)層和鏈路層部分的處理工作，以及WTB總線所連接的WTB設(shè)備的數(shù)據(jù)采集和傳輸；所述WTB-FPGA模塊負(fù)責(zé)對(duì)WTB在WTB總線上收集接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼，以及對(duì)接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼并生成標(biāo)準(zhǔn)的并行信號(hào)傳給WTB，切換網(wǎng)關(guān)的工作狀態(tài)以及指示網(wǎng)關(guān)運(yùn)行情況；所述轉(zhuǎn)接模塊用于實(shí)現(xiàn)MVB到WTB的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，負(fù)責(zé)MVB和WTB之間的數(shù)據(jù)傳輸；所述WTB串口接口用于接收對(duì)WTB進(jìn)行維護(hù)和調(diào)試。

進(jìn)一步的，所述WTB卡以輪詢的方式收集WTB總線上的WTB過程變量、消息和監(jiān)視數(shù)據(jù)，并將收集的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為HDLC報(bào)文的格式后傳送給WTB-FPGA模塊進(jìn)行編碼處理。