用于列车网络输入输出系统的处理装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供一种用于列车网络输入输出系统的处理装置，两个网络接口和两个CPU均连接至以太网交换机芯片，两个CPU均连接至可编程器件，可编程器件通过总线驱动器连接并行总线接口，依次通过Interbus协议芯片和串口收发芯片连接Interbus总线接口；两个SPI接口分别连接至两个CPU，I/O接口连接可编程器件，即：通过采用双CPU冗余架构，在一块板卡上集成两个主从工作模式或同步工作模式的CPU芯片，两个芯片之间共享存储器，有效提高了输入输出系统的安全性和灵活性，另外，通过集成interbus通信接口和并行总线接口，有效解决了兼容性不好的问题。

Processing Device for Input and Output System of Train Network

【技术实现步骤摘要】
用于列车网络输入输出系统的处理装置
本技术涉及列车控制
，尤其涉及一种用于列车网络输入输出系统的处理装置。
技术介绍
现代化动车组普遍采用列车网络控制系统对车辆进行检测、控制和诊断，作为动车组的神经中枢，列车网络控制系统可以控制和管理列车的牵引\制动\车门\照明等各个子系统。列车网络控制系统包括：中央控制单元、中继器、人机交互界面及输入输出系统等多个设备。其中，输入输出系统数目最多，分布于每节车厢的电器柜内，主要完成TCMS系统与车辆侧非智能设备接口。大量车辆内子系统(牵引、制动、灯控)的控制和信号采集都通过硬线汇总到每节车厢的电气柜，然后通过输入输出系统完成与动车网络主干网的相互通信，输入输出系统的性能直接关系到列车中央控制单元对各车辆单元设备状态的监控。而现有输入输出系统兼容性不好且安全性和灵活性较低。
技术实现思路
有鉴于此，本技术提供一种用于列车网络输入输出系统的处理装置，采用双CPU冗余架构，在一块板卡上集成两个主从工作模式或同步工作模式的CPU芯片，两个芯片之间共享存储器，有效提高了输入输出系统的安全性和灵活性，另外，通过集成interbus通信接口和并行总线接口，有效解决了兼容性不好的问题。为了实现上述目的，本技术采用如下技术方案：一种用于列车网络输入输出系统的处理装置，包括：前接口模块、处理模块、可编程器件以及背板接口模块，该前接口模块包括：两个网络接口以及以太网交换机芯片；该处理模块包括：两个CPU；该背板接口模块包括：总线驱动器、Interbus协议芯片、串口收发芯片、并行总线接口、Interbus总线接口、两个SPI接口以及I/O接口；其中，每个网络接口通过所述以太网交换机芯片连接至对应的CPU，两个CPU均连接至该可编程器件，该可编程器件通过总线驱动器连接并行总线接口，并依次通过Interbus协议芯片和串口收发芯片连接Interbus总线接口；每个SPI接口分别连接至对应的CPU，该I/O接口连接该可编程器件。进一步地，该前接口模块还包括：两个LED显示单元，两个LED显示单元分别连接至两个CPU，用于显示CPU的工作状态。进一步地，该处理模块还包括：晶振单元、电压管理单元以及RC单元。进一步地，该前接口模块还包括：四个网络变压器，两个网络接口分别通过两个网络变压器连接至该以太网交换机芯片，两个CPU分别通过两个网络变压器连接至该以太网交换机芯片。进一步地，该背板接口模块还包括：电平转换芯片，在该Interbus总线接口、该SPI接口以及该I/O接口之前均设置一电平转换芯片。进一步地，该串口收发芯片采用485收发器。进一步地，该Interbus协议芯片采用SUPI3芯片。进一步地，还包括：存储器，该存储器连接该可编程器件。进一步地，该可编程器件采用FPGA或CPLD。本技术提供的用于列车网络输入输出系统的处理装置，包括：前接口模块、处理模块、可编程器件以及背板接口模块，该前接口模块包括：两个网络接口以及以太网交换机芯片；该处理模块包括：两个CPU；该背板接口模块包括：总线驱动器、Interbus协议芯片、串口收发芯片、并行总线接口、Interbus总线接口、两个SPI接口以及I/O接口；其中，每个网络接口通过所述以太网交换机芯片连接至对应的CPU，两个CPU均连接至该可编程器件，该可编程器件通过总线驱动器连接并行总线接口，并依次通过Interbus协议芯片和串口收发芯片连接Interbus总线接口；每个SPI接口分别连接至对应的CPU，该I/O接口连接该可编程器件，即：通过采用双CPU冗余架构，在一块板卡上集成两个主从工作模式或同步工作模式的CPU芯片，两个芯片之间共享存储器，有效提高了输入输出系统的安全性和灵活性，另外，通过集成interbus通信接口和并行总线接口，有效解决了兼容性不好的问题。为让本技术的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：图1示出了本技术实施例用于列车网络输入输出系统的处理装置的结构框图一；图2示出了本技术实施例用于列车网络输入输出系统的处理装置的结构框图二；图3示出了本技术实施例用于列车网络输入输出系统的处理装置的局部电路图。具体实施方式为了使本
的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。现有列车网络控制系统中的输入输出系统采用interbus总线作为设备总线通信，配合单一的CPU工作，兼容性不好且安全性和灵活性较低。为解决现有技术中的上述技术问题，本技术实施例提供一种用于列车网络输入输出系统的处理装置，通过采用双CPU冗余架构，在一块板卡上集成两个主从工作模式或同步工作模式的CPU芯片，两个芯片之间共享存储器，有效提高了输入输出系统的安全性和灵活性，另外，通过集成interbus通信接口和并行总线接口，有效解决了兼容性不好的问题。图1示出了本技术实施例用于列车网络输入输出系统的处理装置的结构框图一。如图1所示，该用于列车网络输入输出系统的处理装置(也可称为中央处理单元板卡)包括：前接口模块10、处理模块20、可编程器件30以及背板接口模块40。具体地，该前接口模块10提供以太网接口，用于外部设备(如计算机、笔记本电脑或者列车网络中的各子系统)接入板卡，与板卡中的CPU进行交互。该处理模块20用于对其接收的信号进行处理，并输出处理后的信号。该可编程器件30用于控制该处理模块20中的双CPU工作。该可编程器件30与该处理模块20通过一些总线和I/O信号连接。该背板接口模块40用于提供多种接口，以便与列车网络中的各子系统通过接口通信连接。其中，该前接口模块10包括：两个网络接口以及用于使接收数据进行无冲突传输的以太网交换机芯片。该处理模块20包括：CPU1和CPU2。该背板接口模块40包括：总线驱动器、Interbus协议芯片、串口收发芯片、并行总线接口、Interbus总线接口、两个SPI接口以及I/O接口。两个网络接口和两个CPU均连接至该以太网交换机芯片(如KSZ8895)，两个CPU均连接至该可编程器件。该本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于列车网络输入输出系统的处理装置，其特征在于，包括：前接口模块、处理模块、可编程器件以及背板接口模块，所述前接口模块包括：两个网络接口以及以太网交换机芯片；所述处理模块包括：两个CPU；所述背板接口模块包括：总线驱动器、Interbus协议芯片、串口收发芯片、并行总线接口、Interbus总线接口、两个SPI接口以及I/O接口；其中，每个网络接口通过所述以太网交换机芯片连接至对应的CPU，两个CPU均连接至所述可编程器件，所述可编程器件通过总线驱动器连接并行总线接口，并依次通过Interbus协议芯片和串口收发芯片连接Interbus总线接口；每个SPI接口分别连接至对应的CPU，所述I/O接口连接所述可编程器件。

【技术特征摘要】
1.一种用于列车网络输入输出系统的处理装置，其特征在于，包括：前接口模块、处理模块、可编程器件以及背板接口模块，所述前接口模块包括：两个网络接口以及以太网交换机芯片；所述处理模块包括：两个CPU；所述背板接口模块包括：总线驱动器、Interbus协议芯片、串口收发芯片、并行总线接口、Interbus总线接口、两个SPI接口以及I/O接口；其中，每个网络接口通过所述以太网交换机芯片连接至对应的CPU，两个CPU均连接至所述可编程器件，所述可编程器件通过总线驱动器连接并行总线接口，并依次通过Interbus协议芯片和串口收发芯片连接Interbus总线接口；每个SPI接口分别连接至对应的CPU，所述I/O接口连接所述可编程器件。2.根据权利要求1所述的用于列车网络输入输出系统的处理装置，其特征在于，所述前接口模块还包括：两个LED显示单元，两个LED显示单元分别连接至两个CPU，用于显示CPU的工作状态。3.根据权利要求1所述的用于列车网络输入输出系统的处理装置，其特征在于，所述处理模块还包括：晶振单元...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏好广，王立文，王刚，余健，张明，杨毅，谷学冕，陈锦熠，黄志平，高枫，张顺广，
申请(专利权)人：中国铁道科学研究院集团有限公司，北京纵横机电科技有限公司，中国铁道科学研究院集团有限公司机车车辆研究所，
类型：新型
国别省市：北京,11