[發明專利]一種ECN板卡

在審

• 申請號: 202010846460.1
• 申請日: 2020-08-21
• 公開（公告）號: CN112152896A
• 公開（公告）日: 2020-12-29
• 發明（設計）人: 鄧剛
• 申請（專利權）人: 西安研鵬協創科技有限公司
• 主分類號: H04L12/40
• 分類號: H04L12/40;H04L29/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種基于PC104總線規范的具有實時通訊及硬件層面安全保護功能的ECN板卡模塊ECN?PC104，用于構成以太列車組成網(ECN)，實現網絡中各個控制節點之間的通信，該模塊為三端口PC/104列車以太網模塊，其中兩端口冗余，第三端口用于監控，產品用于列車以太網實時數據傳輸。相比于傳統ECN模塊，本發明ECN?PC104模塊，支持TRDP協議，具有嚴格的消息調度周期，支持ECN車載網絡安全通信。可應用于高鐵、地鐵及火車等列車控制領域及相關配套領域，為各系統、模塊提供精確、安全、可靠的網絡通信功能。

技術領域

本發明涉及實時網絡通訊技術領域，具體涉及一種ECN板卡。

背景技術

在軌道交通領域，IEC61375-3-4-2014中規定了列車通信網絡(TraincommunicationnetworkTCN)中以太網通訊網絡(EthernetConsistNetwork ECN)的標準。此標準制定的主要原因是目前列車通訊的數據量劇增，而傳統列車總線無法滿足大數據量傳輸，所以采用以太網通訊，其高帶寬可以滿足大量數據傳輸要求。比如車載廣播系統、視頻系統、下載固件程序等。國內高鐵/地鐵目前正在進行ECN的驗證。

發明內容

本發明的目的在于提供一種ECN板卡，其相比于傳統ECN模塊，本發明ECN-PC104模塊，支持TRDP協議，具有嚴格的消息調度周期，支持ECN車載網絡安全通信，可應用于高鐵、地鐵及火車等列車控制領域及相關配套領域，為各系統、模塊提供精確、安全、可靠的網絡通信功能。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種ECN板卡，包括與外部設備通信的網絡接口模塊，通過MAC接口、與所述網絡接口模塊通信的網絡安全模塊，與所述網絡安全模塊通信的實時處理模塊，與所述實時處理模塊通信的數據處理模塊，與所述數據處理模塊通信的存儲模塊，與所述數據處理模塊通信的PC104總線接口模塊；

所述網絡接口模塊，用于將從所述外部設備接收的以太網物理信號轉換為對應的網絡電平信號，并通過所述MAC接口將所述對應的網絡電平信號發送至網絡安全模塊，所述網絡安全模塊將安全數據傳輸到實時處理模塊，所述實時處理模塊將安全數據實時分發至另外兩路實時處理模塊及所述數據處理模塊；

所述數據處理模塊，用于接收與所述網絡電平信號對應的MAC數據包，并調用TRDP協議棧、將所述MAC數據包解析為TRDP幀，將所述TRDP幀解析為上位機能識別的數據，并將所述數據通過PC-104總線發送至上位機；或，從所述上位機接收數據，將所述數據打包為TRDP幀，將所述TRDP幀組合為所述MAC數據包，并通過所述實時處理模塊發送到網絡安全模塊，所述網絡安全模塊驗證數據安全性后將數據發送到MAC接口發送所述MAC數據包；

所述存儲模塊，用于存儲所述TRDP協議棧。

優選地，所述數據處理模塊，包括數據交換單元、與所述數據交換單元通信的核心處理單元、與所述核心處理單元通信的緩存單元；

所述數據交換單元，用于實現網絡數據交換功能；

所述緩存單元，用于在所述核心處理單元的控制下對所述TRDP幀幀進行緩存；

所述核心處理單元，用于接收與所述網絡電平信號對應的MAC數據包，并調用所述TRDP協議棧、將所述MAC數據包解析為TRDP幀，將所述TRDP幀解析為上位機能識別的數據，并將所述數據發送至所述上位機；或，從所述上位機接收數據，將所述數據打包為所述TRDP幀，將所述TRDP幀組合為所述MAC數據包，并通過所述MAC接口發送所述MAC數據包。

優選地，所述核心處理單元，包括通過PC-104接口與PC-104總線相連的可編程控制邏輯和通過內部高速總線與所述可編程控制邏輯通信的處理器，所述PC-104總線與所述上位機相連；