一种HDLC-TRDP实时转换网关制造技术

本申请提供一种HDLC

【技术实现步骤摘要】
一种HDLC
‑
TRDP实时转换网关


[0001]本申请涉及轨道交通车辆网络控制领域，具体是一种HDLC
‑
TRDP实时转换网关。

技术介绍

[0002]在早期的列车监视与控制网络中，由于缺乏统一的标准，轨道交通列车中部分网络系统采用了链路层为HDLC、物理层为RS485的总线形式。随着IEC61375列车通讯网络国际标准的推广应用，TCN总线以及以太网总线已经被广泛采用。
[0003]然而，在既有的老旧列车车辆上，仍有大量采用HDLC+RS485总线的网络系统。随着技术的不断升级与发展，既有的老旧列车不少开始进行升级改造。在升级改造中，为降低改造成本，往往需要保留部分子系统的通讯接口形式，如信号系统、车门、空调等。目前最新的通讯技术为以太网通讯，能够满足高带宽、智能化的发展要求，成为老旧车辆改造的首选。因此，在老旧列车改造中，保留原有通讯接口的子系统需要有HDLC协议到以太网的转换网关，实现子系统数据与以太网网络的交互。
[0004]在目前的工程应用中，常见的解决方案为，通过现有的HDLC协议控制器与运行在CPU上的TRDP协议栈来实现协议转换，这种设计方案较为技术实现较为简单，但存在以下不足之处：
[0005](1)硬件设计上，需要采用多种芯片进行搭建，硬件构成较为复杂，增加故障风险。
[0006](2)由于HDLC协议数据与TRDP协议数据最终通过软件来实现转换，因此，数据转发造成的延时较大，影响列车控制精度。

技术实现思路

[0007]针对现有技术中的问题，本申请提供一种HDLC
‑
TRDP实时转换网关，能够实现HDLC协议类型报文与TRDP协议类型报文之间的转换收发，从而完成报文的网关交换。
[0008]为解决上述技术问题，本申请提供以下技术方案：
[0009]第一方面，本申请提供一种HDLC
‑
TRDP实时转换网关，包括：
[0010]FPGA模块，接收并解析预处理后的HDLC协议类型报文和/或TRDP协议类型报文，按照预设的环境配置信息对解析结果进行协议类型转换，以完成报文的网关交换；其中，协议类型转换通过片内分页映射方式实现；
[0011]电源转换模块，将轨道车辆上的直流电源所输出的原始输入电压转换为模块供电电压，并将所述模块供电电压接入所述FPGA模块。
[0012]进一步地，所述的HDLC
‑
TRDP实时转换网关，还包括RS485接口电路，用于对接收的HDLC协议类型报文进行预处理后发送至所述FPGA模块。
[0013]进一步地，所述的HDLC
‑
TRDP实时转换网关，还包括以太网接口电路，用于对接收的TRDP协议类型报文进行预处理后发送至所述FPGA模块。
[0014]进一步地，所述的HDLC
‑
TRDP实时转换网关，还包括CPU模块，用于从所述轨道车辆的中央控制单元接收所述环境配置信息，并将所述环境配置信息载入至所述FPGA模块。
[0015]进一步地，所述FPGA模块包括HDLC协议控制模块、TRDP收发控制模块、数据交换管理模块及双口RAM存储区；
[0016]其中，所述HDLC协议控制模块用于从所述RS485接口电路接收所述HDLC协议类型报文并解析，得到对应的HDLC协议类型数据后发送至所述数据交换管理模块或从所述数据交换管理模块接收并处理HDLC协议类型数据后发送至所述RS485接口电路；
[0017]所述TRDP收发控制模块用于从所述以太网接口电路接收所述TRDP协议类型报文并解析，得到对应的TRDP协议类型数据后发送至所述数据交换管理模块或从所述数据交换管理模块接收并处理TRDP协议类型数据后发送至所述以太网接口电路；
[0018]所述数据交换管理模块用于从所述HDLC协议控制模块接收所述HDLC协议类型数据和/或从所述TRDP收发控制模块接收所述TRDP协议类型数据，并按照所述环境配置信息分别对所述HDLC协议类型数据和/或所述TRDP协议类型数据以分页映射的方式进行协议转换处理，将协议转换处理后的数据经由对应的收发控制模块转发至对应的接口电路；
[0019]所述双口RAM存储区用于按照所述环境配置信息以分页映射的方式暂存所述HDLC协议类型数据和/或所述TRDP协议类型数据。
[0020]进一步地，所述HDLC协议控制模块包括曼彻斯特编解码器、接收缓存、发送缓存、发送器、接收器、校验模块及主控模块；
[0021]其中，所述曼彻斯特编解码器从所述RS485接口电路接收并解码所述HDLC协议类型报文或对所述主控模块回传的HDLC协议类型数据进行编码；
[0022]所述接收器将所述曼彻斯特编解码器解码的HDLC协议类型报文发送至所述主控模块；
[0023]所述发送器将所述主控模块回传的HDLC协议类型数据发送至所述曼彻斯特编解码器；
[0024]所述接收缓存连接所述接收器，暂存解码的HDLC协议类型报文；
[0025]所述发送缓存连接所述发送器，暂存回传的HDLC协议类型数据；
[0026]所述校验模块分别连接所述发送器及所述接收器，用于对解码的HDLC协议类型报文和/或回传的HDLC协议类型数据进行校验；
[0027]所述主控模块利用状态机分别控制所述曼彻斯特编解码器、接收缓存、发送缓存、发送器、接收器及校验模块动作。
[0028]进一步地，所述TRDP收发控制模块包括MAC层控制模块、IP层控制模块、UDP层控制模块及TRDP报文处理模块；
[0029]其中，所述MAC层控制模块对所述IP层控制模块处理的数据进行数据格式转换后发送至所述以太网接口电路或从所述以太网接口电路接收并解析所述TRDP协议类型报文；
[0030]所述IP层控制模块接收所述UDP层控制模块的处理结果后进行IP封包或接收并解析所述MAC层控制模块的处理结果；
[0031]所述UDP层控制模块用于接收所述TRDP报文处理模块的处理结果后进行UDP封包或接收并解析所述IP层控制模块的处理结果；
[0032]所述TRDP报文处理模块用于接收所述数据交换管理模块发送的所述TRDP协议类型数据后进行TRDP封包或接收并解析所述UDP层控制模块的处理结果。
[0033]进一步地，所述数据交换管理模块包括配置寄存器、寻址管理模块及数据存取模
块；
[0034]其中，所述寻址管理模块与所述配置寄存器通讯，并根据所述配置寄存器保存的所述环境配置信息对所述HDLC协议类型报文和/或TRDP协议类型报文进行寻址；
[0035]所述数据存取模块分别连接所述寻址管理模块及所述双口RAM存储区，用于根据寻址结果完成所述HDLC协议类型报文和/或TRDP协议类型报文在所述双口RAM存储区中的存取操作。
[0036]进一步地，所述双口RAM存储区包括第一HDLC存本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种HDLC
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TRDP实时转换网关，其特征在于，包括：FPGA模块，接收并解析预处理后的HDLC协议类型报文和/或TRDP协议类型报文，按照预设的环境配置信息对解析结果进行协议类型转换，以完成报文的网关交换；其中，协议类型转换通过片内分页映射方式实现；电源转换模块，将轨道车辆上的直流电源所输出的原始输入电压转换为模块供电电压，并将所述模块供电电压接入所述FPGA模块。2.根据权利要求1所述的HDLC
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TRDP实时转换网关，其特征在于，还包括RS485接口电路，用于对接收的HDLC协议类型报文进行预处理后发送至所述FPGA模块。3.根据权利要求2所述的HDLC
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TRDP实时转换网关，其特征在于，还包括以太网接口电路，用于对接收的TRDP协议类型报文进行预处理后发送至所述FPGA模块。4.根据权利要求3所述的HDLC
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TRDP实时转换网关，其特征在于，还包括CPU模块，用于从所述轨道车辆的中央控制单元接收所述环境配置信息，并将所述环境配置信息载入至所述FPGA模块。5.根据权利要求4所述的HDLC
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TRDP实时转换网关，其特征在于，所述FPGA模块包括HDLC协议控制模块、TRDP收发控制模块、数据交换管理模块及双口RAM存储区；其中，所述HDLC协议控制模块用于从所述RS485接口电路接收所述HDLC协议类型报文并解析，得到对应的HDLC协议类型数据后发送至所述数据交换管理模块或从所述数据交换管理模块接收并处理HDLC协议类型数据后发送至所述RS485接口电路；所述TRDP收发控制模块用于从所述以太网接口电路接收所述TRDP协议类型报文并解析，得到对应的TRDP协议类型数据后发送至所述数据交换管理模块或从所述数据交换管理模块接收并处理TRDP协议类型数据后发送至所述以太网接口电路；所述数据交换管理模块用于从所述HDLC协议控制模块接收所述HDLC协议类型数据和/或从所述TRDP收发控制模块接收所述TRDP协议类型数据，并按照所述环境配置信息分别对所述HDLC协议类型数据和/或所述TRDP协议类型数据以分页映射的方式进行协议转换处理，将协议转换处理后的数据经由对应的收发控制模块转发至对应的接口电路；所述双口RAM存储区用于按照所述环境配置信息以分页映射的方式暂存所述HDLC协议类型数据和/或所述TRDP协议类型数据。6.根据权利要求5所述的HDLC
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TRDP实时转换网关，其特征在于，所述HDLC协议控制模块包括曼彻斯特编解码器、接收缓存、发送缓存、发送器、接收器、校验模块及主控模块；其中，所述曼彻斯特编解码器从所述RS485接口电路接收并解码所述HDLC协议类型报文或对所述主控模块回传的HDLC协议类型数据进行编码；所述接收器将所述曼彻斯特编解码器解码的HDLC协议类型报文发送至所述主控模块；所述发送器将所述主控模块回传的HDLC协议类型数据发送至所述曼彻斯特编解码器；所述接收缓存连接所述接收器，暂存解码的HDLC协议类型报文；所述发送缓存连接所述发送器，暂存回传的HD...

【专利技术属性】
技术研发人员：李洋涛，郑斌，侯峰，高枫，张顺广，朱广超，李申龙，马可，乔恩，闫迷军，李小勇，孙振超，穆瑞琦，张波，曹宏发，杨伟君，赵红卫，薛江，王梓馨，蔡逸飞，曹思源，
申请(专利权)人：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铁科纵横天津科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：