[發明專利]基于LPC2468的MVB-WTB網關及其工作方法

有效

• 申請號: 201210384476.0
• 申請日: 2012-10-11
• 公開（公告）號: CN103731343A
• 公開（公告）日: 2014-04-16
• 發明（設計）人: 趙琛;李明樹;武斌;黃東;侯瑋瑋;潘遠明;郭亮
• 申請（專利權）人: 中國科學院軟件研究所
• 主分類號: H04L12/66
• 分類號: H04L12/66
• 代理公司: 北京君尚知識產權代理事務所(普通合伙) 11200
• 代理人: 余功勛

技術領域

基于LPC2468的MVB-WTB網關屬于機車通信領域，涉及一種基于LPC2468的MVB-WTB網關及其工作方法。網關是列車通信中最重要的環節，它的實時性、穩定性與可靠性對列車的安全運行有著至關重要的作用。

背景技術

MVB-WTB網關是一種實現機車通信的方式。根據列車控制的特點，TCN(列車通信網絡)分為兩層總線，分別是連接各個車廂的WTB總線(絞線式列車總線)以及連接車內設備的MVB總線(多功能車輛總線)。WTB與MVB是兩個獨立的通信子網，采用不同的協議，他們之間通過一個WTB節點連接，這個節點就是網關，他負責兩種協議的轉換。也就是說，MVB網絡與WTB網絡通過網關進行通信。

現有網關存在的問題和不足：

1)現有網關的硬件結構為WTB和MCB架構，其中MCB又包括中央處理器、MVB單元、MVBCS01協議控制器等，同時MVB還需要MVB-MAU的支持，結構設計復雜。同時復雜的硬件結構設計，必然造成數據交換機制、軟件設計需要考慮更多的內容，成本增加。

2)使用軟件控制周期性數據發送和偶發性數據發送的時間，由于軟件本身執行需要一定的時間，且在多任務過程中相互切換占用系統時間，其他任務執行占用時間等問題，使得控制發送數據幀的進程的時間計算并不準確，從而引起沖突等情況。

3)現有TCN網關在網關和網關之間的數據通信時，存在著丟幀的情況。一旦數據丟失，即便是多次發送該數據，也會給列車運行的安全就帶來隱患。此外，現有網關的糾錯能力還有待加強，一旦出現丟失數據的情況，需要網關來判斷是通信出現過程中問題還是其他網關節點本身出現問題，這兩種情況對列車的安全運行有著極為重要的影響。

發明內容

針對現有技術中存在的問題，本發明的目的在于提供一種基于LPC2468的MVB-WTB網關及其工作方法；本發明的網關符合UIC556協議，從用戶應用的角度出發，制定了關于在列車通信網絡所傳送信息的標準。不同廠家生產的車輛、設備，只要所使用的通信接口與UIC556所制定的通信接口一致或進行簡單的接口協議轉換，都可以實現數據通信。

本發明的技術方案為：

一種基于LPC2468的MVB-WTB網關，其特征在于包括MVB網卡和WTB網卡，所述WTB網卡包括WTB-ARM模塊、WTB-FPGA模塊，所述MVB網卡包括MVB-ARM模塊、MVB-FPGA模塊；所述WTB網卡與所述MVB網卡通過數據總線連接；其中，WTB-ARM模塊采用LPC2468處理器對網關協議棧的網絡層和鏈路層數據進行解析；WTB-FPGA模塊用于對WTB網卡與其他網關通信數據的收發，以及WTB網卡與網關內的MVB網卡之間通信數據的收發；MVB-ARM模塊負責網卡上協議棧的執行；MVB-FPGA模塊用于收集通過MVB總線進行傳輸的MVB設備的過程、消息數據，以及MVB網卡與WTB網卡之間通信數據的收發。

在所述WTB網卡初運行過程中，所述WTB-ARM模塊用于配置網關的主幀表，并且將所述主幀表寫入所述WTB-FPGA模塊中。

所述WTB-ARM模塊根據收到的各個WTB節點申請的特征周期和過程數據長度配置所述主幀表。

在所述WTB網卡初始運行之后，所述WTB-ARM模塊用于將上層應用接收到的數據寫入WTB-FPGA模塊中；所述WTB-FPGA模塊用于根據WTB-FPGA中配置的時間來確定何時發送過程數據和消息數據，并通過所述數據總線上將其發送到所述MVB-FPGA模塊。

所述WTB-FPGA模塊在周期相通過所述主幀表輪詢各個MVB-WTB網關節點；所述WTB-FPGA模塊在偶發相發送監視數據到WTB總線上。

所述數據總線為PC104總線；所述MVB網卡通過PC104總線與所述WTB網卡連接；每一網關還包括一用于與其他網關之間通信的MAU卡，所述MAU卡與WTB總線連接；還包括一WTB串口接口，一MVB串口接口；所述MVB串口接口用于提供MVB網卡的維護和調試，所述WTB串口接口用于提供WTB網卡的維護和調試；還包括一MVB手動復位鍵，用于提供手動復位鍵對MVB進行復位操作；一WTB手動復位鍵，用于提供手動復位鍵對WTB進行復位操作；一電源接口，用于MVB-WTB網關裝置供電。