一种多功能车辆总线模块制造技术

本实用新型专利技术公开了一种多功能车辆总线模块。所述模块包括：模块背部具备CPCI连接器，连接外部电源和并行总线；现场可编程门阵列FPGA，与CPCI连接器相连；数字信号处理器DSP，与所述FPGA相连，模块前面板为一公一母的DB9连接器，与所述FPGA相连，模块尺寸为3U或6U的标准模块。

A multifunctional vehicle bus module

【技术实现步骤摘要】
一种多功能车辆总线模块
本技术涉及电子电控领域，更具体地，涉及一种多功能车辆总线模块。
技术介绍
列车通信网络(TrainCommunicationNetwork，TCN)是铁路列车车辆之间和车辆内部可编程设备互联传送控制、检测与诊断信息的数据通信网络。随着铁路的快速发展，多功能车辆总线(MultifunctionVehicleBus,MVB)协议作为列车通信网络(TCN)的重要组成部分，主要用于对有互操作性和互换性要求的互连设备之间的串行数据通信总线，它将位于同一车辆，或不同车辆中的标准设备连接到列车通信。其固定传输速率为1.5Mbit/s。目前，MVB已经成为高速电力列车控制系统的关键技术，可用于列车状态检测、故障诊断以及车载设备开发和调试等操作。MVB是应用于地铁列车和大铁列车等列控车载设备间通信的专用总线，基于IEC61375-1协议实现列车上各设备间的网络通信。当前多功能车辆总线模块基本上是采用西门子或庞巴迪的专用芯片MVBC实现，价格昂贵。在相关技术中，使用现场可编程门阵列(Field－ProgrammableGateArray，FPGA)和ARM(AdvancedRISCMachine)去实现MVB的物理层编码和IEC61375协议。在实现本申请过程中，专利技术人发现现有技术至少存在如下问题：ARM更新换代快，而列车上的设备的产品生命周期及维护年限通常超过15年，使用ARM的更新换代的周期与在列车的使用周期不匹配；目前列车通常采用具有PC104或串口等接口实现的非标准多功能车辆总线模块，且多功能车辆总线模块无法通过底板并行总线直接与主控CPU板进行通信，因此无法方便安装于车载设备的3U机笼或6U机笼，其中在服务器领域中U表示服务器外部尺寸的单位,是Unit的缩略语。
技术实现思路
本技术实施例提供了一种多功能车辆总线模块，提供一种降低多功能车辆总线模块的开发成本的结构基础。本申请提供一种多功能车辆总线模块，包括：紧凑型外设部件互连CPCI连接器，连接外部电源及并行总线；现场可编程门阵列FPGA，与CPCI连接器相连；数字信号处理器DSP，与所述FPGA相连。在一个示例性实施例中，所述多功能车辆总线模块还包括存储器，所述存储器通过并行总线与所述FPGA相连。在一个示例性实施例中，所述存储器包括两个双口随机存取存储器DPRAM。在一个示例性实施例中，所述多功能车辆总线模块为3U或6U标准模块，所述FPGA通过并行总线与所述CPCI连接器相连，所述CPCI连接器通过并行总线与主控CPU板相连。在一个示例性实施例中，所述CPCI连接器位于多功能车辆总线模块的底板上。在一个示例性实施例中，所述多功能车辆总线模块还包括多功能车辆总线(MVB)接口，简称MVB接口，所述MVB接口位于多功能车辆总线模块的前面板上。在一个示例性实施例中，所述MVB接口包括第一MVB接口和第二MVB接口；第一MVB接口为DB9类型数据接口连接器的公头；第二MVB接口为DB9类型数据接口连接器的母头。在一个示例性实施例中，所述多功能车辆总线模块还包括串口传输芯片，所述串口传输芯片包括：第一RS485芯片，与所述公头的DB9类型的MVB接口和所述FPGA相连；第二RS485芯片，与所述母头的DB9类型的MVB接口和所述FPGA相连。在一个示例性实施例中，所述FPGA为用于实现对物理层上数据的编码和解码功能的模块。在一个示例性实施例中，所述DSP为用于实现链路层及其以上层的协议功能的模块。本技术实施例的多功能车辆总线模块，提供一种降低多功能车辆总线模块的开发成本的结构基础，采用DSP替代ARM实现的功能，由于芯片生命周期在几十年以上，能够满足列车使用周期的需要，有效降低了多功能车辆总线模块MVB整体的开发成本。本技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本技术而了解。本技术的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。附图说明附图用来提供对本技术技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本技术的技术方案，并不构成对本技术技术方案的限制。图1为本申请实施例提供的多功能车辆总线模块的示意图；图2为本申请实施例提供的IEC61375-1协议规定的编码方式的示意图；图3为本申请实施例提供的DSP模块的示意图；图4为本申请实施例提供的多功能车辆总线模块的另一示意图。具体实施方式为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本技术的实施例进行详细说明。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任意组合。图1为本申请实施例提供的多功能车辆总线模块的示意图。图1所示模块，包括：紧凑型外设部件互连(CompactPeripheralComponentInterconnect，CPCI)连接器，连接外部电源和并行总线；现场可编程门阵列FPGA，与CPCI连接器相连；数字信号处理器DSP，与所述FPGA相连。本申请实施例提供的模块，提供一种降低多功能车辆总线模块的开发成本的结构基础，采用DSP替代ARM实现的功能，由于芯片生命周期在几十年以上，能够满足列车使用周期的需要。在一个示例性实施例中，所述FPGA为用于实现对物理层上数据的编码和解码功能的模块。在本示例性实施例中，FPGA实现功能主要是编码和解析物理层上数据，并将解析数据发送至链路层模块解析协议。MVB协议通信速率固定为1.5Mbps，其帧格式分为主帧和从帧两种，采用曼彻斯特编码方式进行编解码操作。图2为本申请实施例提供的IEC61375-1协议规定的编码方式的示意图。在一个示例性实施例中，所述DSP为用于实现链路层及其以上层的协议功能的模块。在本个示例性实施例中，DSP软件主要实现链路层及以上协议的功能。按功能划分为6个模块，分别是：配置管理模块、并行总线管理模块、MVB过程数据协议模块、MVB消息数据协议模块、过程数据链路层接口模块和消息数据链路层接口模块。图3为本申请实施例提供的DSP模块的示意图。如图3所示：配置管理模块，用于配置管理MVB运行所需的各种资源，主要包括DSP、并行总线和MVB总线的配置和管理。并行总线管理模块，用于处理并行总线上的命令和数据，实现与主控CPU的通信。MVB过程数据协议模块，用于处理MVB协议过程数据，实现过程数据的接收和发送。MVB消息数据协议模块，用于处理MVB协议消息数据，实现消息数据的接收和发送。过程数据链路层接口模块，用于提供过程数据链路层接口，实现过程数据在MVB总线链路层的接收和发送。消息数据链路层接口模块，用于提供消息数据链路层接口，实现消息数据在MVB总线链路层的接收和发送。在图1提供的结构基础上，在FPGA和DSP上导入实现上述功能后，可以实现多功能车辆总线模块的正常工作，其中FPGA和DSP所需实现的功能可以利用现有技术中的代码进行实现。图4为本申请实施例提供的多功能车辆总线模块的另一示意图。在一个示例性实施例中，所述多功能车辆总线模块还包括存储器，所述存储器通过并行总线与所述FPGA相连。在本示例性实施例中，通过并行本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多功能车辆总线模块，其特征在于，包括：紧凑型外设部件互连CPCI连接器，连接外部电源及并行总线；现场可编程门阵列FPGA，与CPCI连接器相连；数字信号处理器DSP，与所述FPGA相连。

【技术特征摘要】
1.一种多功能车辆总线模块，其特征在于，包括：紧凑型外设部件互连CPCI连接器，连接外部电源及并行总线；现场可编程门阵列FPGA，与CPCI连接器相连；数字信号处理器DSP，与所述FPGA相连。2.根据权利要求1所述的模块，其特征在于，所述多功能车辆总线模块还包括存储器，所述存储器通过并行总线与所述FPGA相连。3.根据权利要求2所述的模块，其特征在于，所述存储器包括两个双口随机存取存储器DPRAM。4.根据权利要求1所述的模块，其特征在于，所述多功能车辆总线模块为3U或6U标准模块，所述FPGA通过并行总线与所述CPCI连接器相连，所述CPCI连接器通过并行总线与主控CPU板相连。5.根据权利要求1至4任一所述的模块，其特征在于，所述CPCI连接器位于多功能车辆总线模块的底板上。6.根据权利要求5所述的模块，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：王新忠，黄亮，冯震，李贺，廖理，郑志雄，鲍正华，李海平，周婷婷，于龙，
申请(专利权)人：北京和利时系统工程有限公司，
类型：新型
国别省市：北京,11