隨著計算機網絡與嵌入式控制技術的迅速發展,作為傳統運輸行業的鐵路系統對此也有了新的要求,列車通信網絡應運而生。經過多年的發展,國際電工委員會(IEC)為了規范列車通信網絡,于1999年通過了IEC61375-1標準。該標準將列車通信網絡分為兩條總線:絞線式列車總線(WTB)和多功能車輛總線(MVB)。MVB是一個標準通信介質,為掛在其上的設備傳輸和交換數據。而多功能車輛總線控制器(MVBC)是MVB與MVB實際物理層之間的接口,其主要實現MVB數據鏈路層的功能。由于該項關鍵技術仍被國外公司壟斷,因此開發具有自主知識產權的MVBC迫在眉睫。 鑒于上述原因,本文深入研究了IEC61375-1標準。根據MVBC的技術特點,本文提出了使用FPGA來實現其具體功能的方案。掛在MVB總線上的設備分為五類,他們的功能各不相同。而支持4類設備的MVBC具有設備狀態、過程數據、消息數據通信和總線管理功能,并且兼容2類和3類設備。本文的目的就是用FPGA實現支持4類設備的MVBC。 本文采用自頂向下的設計方法。整個MVBC主要劃分為:編碼模塊、譯碼模塊、冗余控制模塊、報文分析單元、通信存儲控制器、主控制單元、地址邏輯模塊。在整個開發流程中,使用Xilinx的ISE集成開發環境。使用Verilog HDL硬件描述語言對上述各個模塊進行RTL級描述,并用Synplify Pro進行綜合。最后,在ModelSim中對各個模塊進行了布線后仿真和驗證。 在實驗室條件下,通過嚴格的仿真驗證后,其結果證明了本文設計的模塊達到了IEC61375-1標準的要求。因此,用FPGA實現MVBC這一方案具有可操作性。 關鍵詞:列車通信網;多功能車輛總線;多功能車輛總線控制器;現場可編程門陣列
標簽:
FPGA
多功能
總線控制器
上傳時間:
2013-07-18
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