本发明专利技术公开了一种基于ＴＣＮ的多总线车辆通信控制模块，其包括ＣＰＵ处理器，与ＣＰＵ处理器电连接的内存、复位电路、ＬＥＤ、时钟电路、温控电路、报警电路、电源电路，所述ＣＰＵ处理器还与ＦＰＧＡ（现场可编程门阵列）连接，所述ＦＰＧＡ与存储器、ＣＡＮ总线接口、ＭＶＢ总线接口连接，所述ＭＶＢ总线接口还通过缓冲与ＣＰＵ处理器连接，ＣＰＵ处理器还与通用通信接口连接。本发明专利技术采用通用芯片的模块化结构，运行速度快，通讯功能齐全，存储空间大，便于用户采用符合ＩＥＣ６１１３１－３的可编程计算机编程语言实现用户图形编程的基于ＴＣＮ的多总线车辆通信控制模块。本发明专利技术适用于机车／车辆的车辆级控制、故障诊断与通信管理，也可适用于地铁列车或工业自动化等相关领域。
【技术实现步骤摘要】
一种基于TCN的多总线车辆通信控制模块
本专利技术涉及一种铁道交通通信控制技术，特别是涉及一种基于TCN的多总线车辆通信控制模块。
技术介绍
现有基于TCN网络的车辆通信控制模块或单元主要采用机箱结构，要实现总线管理与控制功能，至少要使用电源、处理器、总线管理器等插件，使得系统十分复杂，成本高，功耗高，体积大。目前同类产品主要存在以下不足之处：(1)通信功能有限只满足了基于TCN的车辆通信控制模块基本功能，没有以太网、USB等通信接口，不能满足车辆内多种现场总线同时并存现状的需求，也不能满足高速数据传输的要求；(2)处理速度慢对于总线管理器及车辆控制而言，实时性要求极高，而采用几十Mhz的处理器难以满足实时通信与控制的要求；(3)存储空间太小由于采用传统NAND FLASH+SRAM的设计方式，使得容量无法加大，相对故障诊断与记录而言，不能满足现有要求；(4)功耗大，体积大由于插件数量多，且没有采用节电设计技术，使得功耗大，体积无法缩小；结构上，采用机箱结构或即使采用模块化，却是从标准3U与6U插件演变而来，体积庞大，重量较重，不便安装，且插件的拆卸也极其困难。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种运行速度快，通讯功能齐全，存储空间大，功耗低，体积小的基于TCN的多总线车辆通信控制模块。本专利技术的目的通过下述技术方案予以实现：包括CPU处理器，与CPU处理器电连接的存储器、复位电路、LED、时钟电路、温控电路、报警电路、电源电路，所述CPU处理器还与FPGA(现场可编程门阵列)连接，所述FPGA与存储器、MVB总线接口、CAN总线接口连接，所述MVB总线接口还通过缓冲与CPU处理器连接，所述FPGA还与CAN总线接口连接，所述CPU处理器还与通用通信接口连接，所述MVB总线接口与FPGA及CPU连接。所述CAN总线接口可由CAN协议处理器和带隔离的电平转换电路组成，电平转换电路设计制作在一块独立的PCB板上。MVB总线接口由MVB通信控制器、通信存储器TM、CPU接口缓冲、FPGA及MVB总线物理层接口，FPGA实现总线仲裁组成，通过MVB总线管理将程序拷贝-->到CPU SDRAM中运行以提高处理速度；MVB电平转换设计在一块独立的PCB板上，实现MVB不同介质(ESD/EMD/OGF)而不需修改PCB板设计。通用通信接口为太网接口、USB接口、串行总线RS232/RS422/RS485接口。CPU处理器宜选用内置多种通信接口，SDRAM总线与外部总线分离、带数据指令Catch的嵌入式网络处理器。存储器通过程序划分为程序存储器、状态信息及故障信息存储器，存储器的介质为NOR FLASH存储器或NAND FLASH存储器或它们的组合。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：速度快，功能齐全，存储空间大，设备体积小，造价便宜，便于用户编程，将应用层与底层软件区分开来，特别是能够实现用户图形编程。适用于机车/车辆的车辆级控制、故障诊断与通信管理，也可适用于地铁列车或工业自动化等相关领域。 附图说明图1为本专利技术的原理框图；图2为本专利技术一实施例结构框图。 具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明：参照图1，本专利技术包括CPU处理器1，与CPU处理器1电连接的内存2、复位电路3、LED4、时钟电路5、温控电路6、报警电路7、电源电路8，所述CPU处理器1还与FPGA10连接，所述FPGA10与存储器9、CAN总线接口12、MVB总线接口11连接，所述MVB总线接口11还直接与CPU处理器1连接，CPU处理器1还与通用通信接口13连接。参照图2，本实施例在CPU处理器1上连接有复位电路3，LED4，时钟电路5、温控电路6，报警电路7，电源电路8，与CPU处理器1连接的内存2为SDRAM或SRAM2-1，与CPU处理器1连接的存储器9为NOR FLASH 9-1和NAND FLASH 9-2组合，与CPU处理器1连接的通用通信接口13有RS485/RS422接口13-1、USB接口13-2、串口13-3和以太网接口13-4。CPU处理器1和存储器9都与FPGA 10连接，在FPGA 10上连接了MVB总线接口11和CAN总线接口12。CPU处理器1：选用目前国际上流行的Intel公司Xscale核嵌入式网络处理器IXP425，它的主频最高可达533MHz，是一款性价比很高的片上系统SOC芯片，其主要接口有：PCI接口、UTOPIA接口、USB接口、高速串口、通用串口、SDRAM接口、JTAG调试口以及多个通用I/O口，内部还集成了四路定时器、32K的指令缓存和数据缓存等资源；其内核电压低至1.3V，-->在高速运行时功耗仅为2W；具有266MHz、400MHz、533MHz三种可配置速度，特别适用于基于网络的控制系统。LED4：设置四个通用状态指示灯，用于指示CPU处理器运行状态、MVB网络状态、故障显示，以及用户应用程序运行状态指示，状态指示灯由CPU的GPIO口缓冲驱动。时钟电路5：选用时钟装置RTC，用于设置系统时钟及故障诊断时的数据记录等。RTC选用串行接口的芯片，通过SPI或IIC接入CPUGPIO口，RTC电池采用电容备份方式。温控电路6：用于测量VCM内部的空气温度，并通过SPI或IIC协议接入CPUGPIO口，用以监测VCM内部过热等故障。报警电路7：设置一个报警输出继电器，由CPU的GPIO口缓冲驱动，用于对外指示VCM的故障状态。模块工作电源与继电器报警输出由面板X7引出，该插座具有电流大、便于PCB安装的特点，为铁路行业首次选用。电源电路8：电源电路为整个VCM提供5V、3.3V、2.5V、1.3V电源。由DC/DC开关电源模块及低压差线性稳压器芯片组成。模块工作电源电压范围为DC24V~137V，额定输出功率为12W。电源输入级设置浪涌电流限制器和备份电容。电源中断耐受时间大于10ms，并向CPU子系统提供电源故障中断指示信号。FPGA10：由FPGA及相应配置电路组成，用于实现MVB、CAN、NAND FLASH等的协议控制与管理及各种总线的仲裁。MVB总线接口11：MVB总线接口是VCM的核心之一，为VCM提供与MVB总线的连接通道。它包括MVB通信控制器、1M字节的通信存储器TM、CPU接口缓冲与控制逻辑以及MVB总线物理层接口。实现MVB总线管理及实现CAN、以太网的网关接口，对外接口采用3个DIN41652标准9芯D型连接器，引脚定义符合TCN标准的规定，由面板X1-X3引出，其中X3为进行总线监视与程序下载用。CAN总线接口12：控制器局域网总线CAN，由CAN协议处理器专用芯片或由FPGA及带隔离的电平转换电路组成，实现对CAN总线管理及与MVB、以太网的网关接口。CAN接口由VCM面板X4 DIN41652标准9芯D型连接器引出。复位电路3：主要实现电源监视本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于ＴＣＮ的多总线车辆通信控制模块，包括ＣＰＵ处理器，与ＣＰＵ处理器电连接的存储器、复位电路、ＬＥＤ、时钟电路、温控电路、报警电路、电源电路，所述ＣＰＵ处理器还与ＦＰＧＡ连接，所述ＦＰＧＡ与存储器、ＭＶＢ总线接口、ＣＡＮ总线接口连接，所述ＭＶＢ总线接口还通过缓冲与ＣＰＵ处理器连接，其特征在于：所述ＦＰＧＡ还与ＣＡＮ总线接口连接，所述ＣＰＵ处理器还与通用通信接口连接，所述ＭＶＢ总线接口与ＦＰＧＡ及ＣＰＵ连接。
【技术特征摘要】
1.一种基于TCN的多总线车辆通信控制模块，包括CPU处理器，与CPU处理器电连接的存储器、复位电路、LED、时钟电路、温控电路、报警电路、电源电路，所述CPU处理器还与FPGA连接，所述FPGA与存储器、MVB总线接口、CAN总线接口连接，所述MVB总线接口还通过缓冲与CPU处理器连接，其特征在于：所述FPGA还与CAN总线接口连接，所述CPU处理器还与通用通信接口连接，所述MVB总线接口与FPGA及CPU连接。2.根据权利要求1所述的基于TCN的多总线车辆通信控制模块，其特征在于：所述CAN总线接口由CAN协议处理器和带隔离并制作在一块独立的PCB板上的电平转换电路组成。3.根据权利要求1或2所述的基于TCN的多总线车辆通信控制模块，其特征在于：所述MVB总线接口由MVB通信控制器、通信存储器TM、CPU接口缓冲及用于实现总线仲裁的FPGA组成，MVB总线管理程序拷贝到CPU SDRAM中运行。4.根据权利要求1或2所述的基于TCN的多总线车...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴正平，曾嵘，杨卫峰，易伟民，姚晓阳，曹洋，任湘辉，
申请(专利权)人：株洲南车时代电气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：43[中国|湖南]
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