一种基于FPGA的自适应MVBC接口转换器，本发明专利技术涉及一种多功能车辆总线控制器MVBC(Multifunction Vehicle Bus Controller，MVBC)多接口转换器设计方法，特别是一种基于FPGA的具有自适应能力的MVBC多接口转换器，在FPGA模块的逻辑控制下，实现MVBC接口与串行接口、USB接口、PC104接口以及以太网接口之间的转换，且既可以通过拨码开关的形式进行手动选择，也可自动选择MVBC与串口、USB接口、PC104总线以及以太网中某一接口连接，从而使MVBC具有串口、RS‑485、USB、PC104以及以太网的接口能力，实现与列车其它设备的通用连接，解决多功能车辆总线网络系统中由于各MVBC接口单一而需要外扩接口转换或网关而引起的应用局限以及高成本的问题，提高MVBC的适用性，为多功能车辆总线网络的广泛应用提供解决方案。
【技术实现步骤摘要】
一种基于FPGA的自适应MVBC接口转换器
本专利技术涉及一种多功能车辆总线控制器MVBC(MultifunctionVehicleBusController，MVBC)多接口转换器设计方法，特别是一种基于FPGA的具有自适应能力的MVBC多接口转换器，可用于解决多功能车辆总线网络系统中由于各MVBC接口单一而需要外扩接口转换或网关而引起的应用局限以及高成本的问题，为多功能车辆总线网络的广泛应用提供解决方案。
技术介绍
多功能车辆总线控制器MVBC作为MVB总线上的核心通信单元，通过接口与列车其它设备通信并接入列车通信网络，并通过MVB进行相关数据通信。MVBC控制器根据配置可作为MVB网络1类、2类、3类、4类或5类设备，可具有过程数据、消息数据、用户可编程、总线管理以及网关等功能。无论是国外如西门子、庞巴迪、杜根还是国内如大连海天等国内外列车通信网络厂商，其MVBC控制器接口简单，只提供串口、USB、PC104或以太网中的一种或两种，这样导致当与其它不同接口设备连接时，需要额外的接口转换器。而现有的MVBC接口转换器存在如下问题：接口转换类型单一，如只能从串口转换到USB口，或USB口转换到PC104等。因此，导致其应用受限，也就是说对应不同接口的设备需要不同的接口转换器，通用性差。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对现有接口转换器因接口单一而存在的问题，提供一种基于FPGA的接口自适应的MVBC接口转换器，使MVBC具有串口、RS-485、USB、PC104以及以太网的接口能力，以提高MVBC的适用性，实现与列车其它设备的通用连接。本专利技术提供一种基于FPGA的自适应MVBC接口转换器，包括：FPGA模块、MVBC模块、串行接口模块、USB接口模块、PC104接口模块和以太网接口模块。其中MVBC模块通过FPGA模块可分别和串行接口模块、USB接口模块、PC104接口模块以及以太网接口模块进行通信。其总体结构框图如图1所示。所述的FPGA模块为自适应MVBC接口转换器的主控模块，其主要芯片为ALTERA公司的FPGAEP4CE6F17C8。通过FPGA模块，既可以采用拨码开关来手动选择MVBC与串行接口模块、USB接口模块、PC104接口模块和以太网接口模块中某一模块进行连接，也可以监视串行接口模块、USB接口模块、PC104接口模块和以太网接口模块的数据流，自动实现MVBC模块与串行接口模块、USB接口模块、PC104接口模块和以太网接口模块中某一模块进行连接。此外，FPGA模块包含晶振和复位电路，为FPGA模块提供时钟和复位信号。而且，FPGA模块驱动LED状态显示电路，分别提供电源指示、工作指示、串口连接指示、USB连接指示、PC104连接指示和以太网连接指示。所述的MVBC模块为自适应MVBC接口转换器的MVB网络接入模块，采用杜根的D013MVB控制器。通过该模块自适应MVBC接口转换器可以接入MVB网络，实现与MVB网络中其它设备之间的通信。为实现该模块和FPGA模块之间的接口为SPI，并将MVB网络数据通过SPI传输至FPGA模块，配置该模块的MODE2和MODE1引脚为“高”和“低”电平，即逻辑“1”和“0”。此外，为了实现该模块的电气中距离传输（也即是说传输距离不大于200米），模块的MODE0引脚应该配置为“高”电平，即逻辑“1”。而且，为了使该模块在上电/掉电或其它低电压情况下能恢复正常工作，通过FPGA模块向该模块的/RES引脚提供复位信号。所述的串行接口模块为自适应MVBC接口转换器的串口接入模块，其主要芯片为Maxim公司的MAX3232CAE。通过该模块自适应MVBC接口转换器与RS-232接口，实现MVBC与其它串口设备之间的通信。该模块通过T1IN引脚和R1OUT引脚与FPGA模块连接，T1IN引脚上拉，保持输入引脚稳定状态。所述的USB接口模块为自适应MVBC接口转换器的USB接入模块，其主要芯片为Maxim公司的MAX3420E。通过该模块自适应MVBC接口转换器可以与USB接口，实现MVBC与其它U口设备之间的通信。该模块通过SPI接口与FPGA模块连接，并通过中断INT引脚与FPGA模块连接通知USB发生的事件。此外，为了使该模块在上电/掉电或其它异常情况下能恢复正常工作，通过FPGA模块向该模块/RES引脚提供复位信号。所述的PC104接口模块为自适应MVBC接口转换器的PC104总线接入模块，其主要芯片为TI公司的总线收发器SN74LVCC4245和总线开关SN74CBTD16210。通过该模块自适应MVBC接口转换器与PC104总线接口，实现MVBC与其它PC104总线设备之间的通信。该模块的地址线、数据线、控制线、时钟线分别与FPGA模块连接。所述的以太网接口模块为自适应MVBC接口转换器的以太网接入模块，其主要芯片为TI公司的DP83846A。通过该模块，自适应MVBC接口转换器可以接入因特网，实现MVBC与因特网中其它设备之间的通信。由以上叙述可见本专利技术一种基于FPGA的自适应MVBC接口转换器具有MVBC接口、串行接口、USB接口、PC104接口以及以太网接口，在FPGA模块的逻辑控制下，实现MVBC接口与串行接口、USB接口、PC104接口以及以太网接口之间的转换，也就是说，可以实现MVBC与串口、USB接口、PC104总线以及以太网之间的通信，且既可以通过拨码开关的形式进行手动选择MVBC与串口、USB接口、PC104总线以及以太网中某一接口连接，也可自动选择MVBC与串口、USB接口、PC104总线以及以太网中某一接口连接，从而使MVBC具有串口、RS-485、USB、PC104以及以太网的接口能力，提高MVBC的适用性，实现与列车其它设备的通用连接。附图说明图1为本专利技术的总体结构示意图；图2为本专利技术的FPGA模块电路原理示意图；图3为本专利技术的MVBC模块电路原理示意图；图4为本专利技术的串行接口模块电路原理示意图；图5为本专利技术的USB接口模块电路原理示意图；图6为本专利技术的PC104接口模块电路原理示意图；图7为本专利技术的以太网接口模块电路原理示意图；图8为本专利技术的逻辑控制流程示意图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步的详细说明，如图1所示，一种基于FPGA的自适应MVBC接口转换器包括FPGA模块、MVBC模块、串行接口模块、USB接口模块、PC104接口模块和以太网接口模块。MVBC模块、串行接口模块、USB接口模块、PC104接口模块和以太网接口模块分别和FPGA模块连接，在FPGA模块的逻辑控制下，实现MVBC接口与串行接口、USB接口、PC104接口以及以太网接口之间的转换，也就是说，可以实现MVBC与串口、USB接口、PC104总线以及以太网之间的通信，且既可以通过拨码开关的形式进行手动选择MVBC与串口、USB接口、PC104总线以及以太网中某一接口连接，也可自动选择MVBC与串口、USB接口、PC104总线以及以太网中某一接口连接，从而使MVBC具有串口、RS-485、USB、PC104以及以太网的接口能力，提高MVBC的适用性，实现与列车其它设备的通用连接。所述的FPGA模块为自适应MVBC接口转换器的本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于FPGA的自适应MVBC接口转换器，其特征在于：包括FPGA模块、MVBC模块、串行接口模块、USB接口模块、PC104接口模块和以太网接口模块；其中MVBC模块通过FPGA模块可分别和串行接口模块、USB接口模块、PC104接口模块以及以太网接口模块进行通信；在FPGA模块的逻辑控制下，实现MVBC接口与串行接口、USB接口、PC104接口以及以太网接口之间的转换，且既可以通过拨码开关的形式进行手动选择，也可自动选择MVBC与串口、USB接口、PC104总线以及以太网中某一接口连接，从而使MVBC具有串口、RS‑485、USB、PC104以及以太网的接口能力。
【技术特征摘要】
1.一种基于FPGA的自适应MVBC接口转换器，其特征在于：包括FPGA模块、MVBC模块、串行接口模块、USB接口模块、PC104接口模块和以太网接口模块；其中MVBC模块通过FPGA模块可分别和串行接口模块、USB接口模块、PC104接口模块以及以太网接口模块进行通信；在FPGA模块的逻辑控制下，实现MVBC接口与串行接口、USB接口、PC104接口以及以太网接口之间的转换，且既可以通过拨码开关的形式进行手动选择，也可自动选择MVBC与串口、USB接口、PC104总线以及以太网中某一接口连接，从而使MVBC具有串口、RS-485、USB、PC104以及以太网的接口能力。2.根据权利要求1所述的一种基于FPGA的自适应MVBC接口转换器，其特征在于：所述的FPGA模块为自适应MVBC接口转换器的主控模块，其主要芯片为ALTERA公司的FPGAEP4CE6F17C8；通过FPGA模块，既可以采用拨码开关来手动选择MVBC与串行接口模块、USB接口模块、PC104接口模块和以太网接口模块中某一模块进行连接，也可以监视串行接口模块、USB接口模块、PC104接口模块和以太网接口模块的数据流，自动实现MVBC模块与串行接口模块、USB接口模块、PC104接口模块和以太网接口模块中某一模块进行连接；FPGA模块包含晶振和复位电路，为FPGA模块提供时钟和复位信号；FPGA模块驱动LED状态显示电路，分别提供电源指示、工作指示、串口连接指示、USB连接指示、PC104连接指示和以太网连接指示。3.根据权利要求1所述的一种基于FPGA的自适应MVBC接口转换器，其特征在于：所述的MVBC模块为自适应MVBC接口转换器的MVB网络接入模块，采用杜根公司的D013MVB控制器，通过该模块自适应MVBC接口转换器可以接入MVB网络，实现与MVB网络中其它设备之间的通信；为实现该模块和FPGA模块之间...
【专利技术属性】
技术研发人员：胡黄水，沈玮娜，张邦成，柳虹亮，郑曼，王博，
申请(专利权)人：长春工业大学，
类型：发明
国别省市：吉林,22
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