一种飞行列车牵引控制系统多功能背板技术方案

本实用新型专利技术提供了一种飞行列车牵引控制系统多功能背板，所述背板包括系统板槽、交换板槽、功能板槽和电源板槽，所述电源板槽分别与所述系统板槽、所述交换板槽和所述功能板槽电连接；所述背板兼容多种通信总线，所述通信总线包括CPCIe总线、LVDS总线、以太网总线、CAN总线、485总线和I

【技术实现步骤摘要】
一种飞行列车牵引控制系统多功能背板
本技术涉及高速磁悬浮飞行列车牵引控制
，尤其涉及一种飞行列车牵引控制系统多功能背板。
技术介绍
高速磁悬浮飞行列车(以下简称飞行列车)是一种现代高科技轨道交通工具，它通过电磁力实现列车与轨道之间的无接触的悬浮和导向，再利用直线电机产生的电磁力牵引列车运行。牵引控制系统是飞行列车电磁推进系统的控制核心，主要承担系统管理功能、系统信息存取功能、高速数据处理功能、高速信号处理功能、高速信息通信功能、逻辑控制功能、变流控制功能、离散量输入输出功能、模拟量输入输出功能等，而多功能背板则是上述所有功能板的结构支撑、电气互联、数据交互的公共平台，是整个控制系统的基础。在现有技术中，传统的轨道交通牵引控制器一般采用ISA、VME、CPCI、自定义总线等并行总线作为牵引控制器的背板总线架构，经过不同的功能板卡组合控制系统具有一定的扩展性，但灵活性有限，通信速率较低，无法达到5Gbps以上，不能胜任更高速数据交互需求，而且上述通信总线为并行通信总线，占用背板资源较多，背板利用率较低。现有牵引控制器技术缺陷主要表现为以下三方面：一是背板最高通信速率较低，未达到5Gbps以上，在高速大数据传输应用时受限；二是背板支持的总线种类少，功能板卡必须支持复杂的高级总线，成本高且灵活性差；三是并行总线占用背板连接线多，占用较多硬件资源，致使背板利用率低。
技术实现思路
本技术提供了一种飞行列车牵引控制系统多功能背板，能够解决现有技术中背板通信速率低、支持的总线种类少和采用并行总线导致的利用率低的技术问题。本技术提供了一种飞行列车牵引控制系统多功能背板，所述背板包括系统板槽、交换板槽、功能板槽和电源板槽，所述电源板槽分别与所述系统板槽、所述交换板槽和所述功能板槽电连接；所述背板兼容多种通信总线，所述通信总线包括CPCIe总线、LVDS总线、以太网总线、CAN总线、485总线和I2C总线，其中，所述系统板槽通过所述CPCIe总线或所述以太网总线与所述交换板槽电连接；所述交换板槽通过所述CPCIe总线或所述以太网总线与所述功能板槽电连接；所述系统板槽通过所述LVDS总线或所述CAN总线或所述485总线或所述I2C总线与所述功能板槽电连接。优选的，所述系统板槽包括2个互为主备的系统板槽位，所述交换板槽包括1个交换板槽位，所述功能板槽包括14个功能板槽位，所述电源板槽包括2个互为主备的电源板槽位，每一个电源板槽位的宽度为每一个功能板槽位宽度的2倍。优选的，所述CPCIe总线采用树形拓扑结构，所述LVDS总线采用网形拓扑结构，所述以太网总线采用星形拓扑结构，所述CAN总线、所述485总线和所述I2C总线均采用总线形拓扑结构。优选的，所述交换板槽内安装具有CPCIe外设和以太网外设的交换板。优选的，所述系统板槽内安装具有CPCIe根节点外设、LVDS外设、以太网外设，CAN外设、485外设和I2C外设的系统板。优选的，所述电源板槽内安装有为所述系统板槽、所述交换板槽和所述功能板槽供电的电源板。优选的，所述功能板槽内安装具有CPCIe外设、LVDS外设、以太网外设，CAN外设、485外设或I2C外设中的任一种外设的功能板。优选的，所述背板还包括预留功能扩展区域。优选的，所述背板采用分区设计，自上而下分别为：所述预留功能扩展区域、所述485总线、所述CAN总线、所述LVDS总线、所述以太网总线、所述I2C总线、所述CPCIe总线和电源平面。应用本技术的技术方案，该多功能背板支持高速的CPCIe总线，使背板通信速率不低于5Gbps，能够满足高性能CPU与外设间高速大数据量信息交互需求；该多功能背板还支持LVDS总线，用于FPGA与FPGA(或CPLD)或者CPLD与FPGA(或CPLD)之间直接进行高速数据传递；该多功能背板还支持以太网总线，用于微处理器间大数据量信息交互；该多功能背板还支持CAN总线和485总线，用于微处理器间低速数据交互；该多功能背板还支持I2C总线，用于电源管理或芯片间信息传递。上述总线覆盖系统板和全部功能板，实现了板卡间不同传输速率，多种类型的数据交互。另外，上述CPCIe总线、LVDS总线和以太网总线均为串行通信方式，所需连接线较并行通信线数量少，可充分利用背板资源，从而解决了传统牵引控制器背板通信速率低，灵活性差和利用率低的问题。附图说明所包括的附图用来提供对本技术实施例的进一步的理解，其构成了说明书的一部分，用于例示本技术的实施例，并与文字描述一起来阐释本技术的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，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。图1示出了根据本技术一种实施例的多功能背板槽位布局图；图2示出了根据本技术一种实施例的标准6U多功能背板端子布局图；图3示出了根据本技术一种实施例的多功能背板总线连接图。具体实施方式需要说明的是，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。下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术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技术一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本技术及其应用或使用的任何限制。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本技术的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。本专利技术提供了一种飞行列车牵引控制系统多功能背板，所述背板包括系统板槽、交换板槽、功能板槽和电源板槽，所述电源板槽分别与所述系统板槽、所述交换板槽和所述功能板槽电连接；所述背板兼容多种通信总线，所述通信总线包括CPCIe总线、LVDS总线、以太网总线、CAN总线、485总线和I2C本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种飞行列车牵引控制系统多功能背板，其特征在于，所述背板包括系统板槽、交换板槽、功能板槽和电源板槽，所述电源板槽分别与所述系统板槽、所述交换板槽和所述功能板槽电连接；所述背板兼容多种通信总线，所述通信总线包括CPCIe总线、LVDS总线、以太网总线、CAN总线、485总线和I

【技术特征摘要】
1.一种飞行列车牵引控制系统多功能背板，其特征在于，所述背板包括系统板槽、交换板槽、功能板槽和电源板槽，所述电源板槽分别与所述系统板槽、所述交换板槽和所述功能板槽电连接；所述背板兼容多种通信总线，所述通信总线包括CPCIe总线、LVDS总线、以太网总线、CAN总线、485总线和I2C总线，其中，所述系统板槽通过所述CPCIe总线或所述以太网总线与所述交换板槽电连接；所述交换板槽通过所述CPCIe总线或所述以太网总线与所述功能板槽电连接；所述系统板槽通过所述LVDS总线或所述CAN总线或所述485总线或所述I2C总线与所述功能板槽电连接。


2.根据权利要求1所述的一种飞行列车牵引控制系统多功能背板，其特征在于，所述系统板槽包括2个互为主备的系统板槽位，所述交换板槽包括1个交换板槽位，所述功能板槽包括14个功能板槽位，所述电源板槽包括2个互为主备的电源板槽位，每一个电源板槽位的宽度为每一个功能板槽位宽度的2倍。


3.根据权利要求1所述的一种飞行列车牵引控制系统多功能背板，其特征在于，所述CPCIe总线采用树形拓扑结构，所述LVDS总线采用网形拓扑结构，所述以太网总线采用星形拓扑结构，所述CAN总线、所述485总线和所述I2C总线均采用总线形拓扑结构。

【专利技术属性】
技术研发人员：张志华，毛凯，王海亮，杨鑫，季旭，陈玫志，窦艺朝，陈松，
申请(专利权)人：中国航天科工飞航技术研究院中国航天海鹰机电技术研究院，
类型：新型
国别省市：北京;11