一种基于TSN的车载安全计算机平台及其数据处理方法技术

技术编号:42233279 阅读:27 留言:0更新日期:2024-08-02 13:48
本发明专利技术公开一种基于TSN的车载安全计算机平台,包括:结构相同的平台I系和平台II系、维护记录板和高速背板,平台I系和平台II系通过TSN总线与维护记录板进行数据通信;平台I系包括最小系统平台I系和多个I系功能扩展板;平台II系包括最小系统平台II系和多个II系功能扩展板;多个I系功能扩展板和多个II系功能扩展板均包括多路总线接口板、开关量采集接口板、开关量驱动接口板和列车接口板;还公开由安全相关核心板实现的数据处理方法,包括:由CPU侧向TSN总线发送业务数据和TSN总线向CPU侧发送业务数据两个处理流向,平台采用“二乘二取二”的冗余安全架构,双系热备运行,具备模块化、先进性、易扩展性、高效率优势,为列控车载系统提供通用产品。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及铁路信号安全计算机平台,特别涉及一种基于时间敏感以太网(tsn)的车载安全计算机平台及其数据处理方法,具备更好的通用性、先进性和可扩展性。


技术介绍

1、作为安全苛求系统,车载安全计算机平台以计算机控制技术为核心,采用可靠性技术、失效-安全技术、在线故障检测技术以及安全相关通信等技术实现信号的核心安全控制,是保障列车运行安全的关键系统。与国外先进水平相比,我国的车载安全计算机技术至今仍有一定差距;高速及干线铁路车载系统采用的安全计算机平台均以引进为主。

2、在铁路信号领域,传统车载安全计算机平台的任务周期误差较大,系统带宽较低,当板卡数量大于一定量级时,平台扩展能力受限,分布式架构能力受限。并且,作为下一代工业网络演进方向,tsn网络通过引入时间同步、流量整形调度等技术,能够满足车载网络信息的高速率、低延迟、确定性传输,已被作为下一代列车通信网络进行研究。因此,在解决既有问题的基础上,兼顾未来车辆一体化要求的可扩展性及网络拓扑多样性的需求,如何开发出满足高实时性、高可靠性、高安全性的安全计算机平台,已成为急需解决的问题。

<本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于TSN的车载安全计算机平台,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的一种基于TSN的车载安全计算机平台,其特征在于,所述基于TSN的车载安全计算机平台采用“二乘二取二”冗余架构,所述冗余架构包括:通过结构相同的所述平台I系和平台II系实现主备冗余架构以及在结构相同的所述平台I系和所述平台II系内所述安全相关核心板通过双支路实现比较冗余架构。

3.根据权利要求2所述的一种基于TSN的车载安全计算机平台,其特征在于,所述主备冗余架构包括:通过所述平台I系和所述平台II系的状态信息和心跳信息交互以及硬件电平信号共同完成主备系切换;所述状态信息包括本系状态...

【技术特征摘要】

1.一种基于tsn的车载安全计算机平台,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的一种基于tsn的车载安全计算机平台,其特征在于,所述基于tsn的车载安全计算机平台采用“二乘二取二”冗余架构,所述冗余架构包括:通过结构相同的所述平台i系和平台ii系实现主备冗余架构以及在结构相同的所述平台i系和所述平台ii系内所述安全相关核心板通过双支路实现比较冗余架构。

3.根据权利要求2所述的一种基于tsn的车载安全计算机平台,其特征在于,所述主备冗余架构包括:通过所述平台i系和所述平台ii系的状态信息和心跳信息交互以及硬件电平信号共同完成主备系切换;所述状态信息包括本系状态码,所述本系状态码用于表征本系的健康状态。

4.根据权利要求3所述的一种基于tsn的车载安全计算机平台,其特征在于,所述通过结构相同的所述平台i系和所述平台ii系实现主备冗余架构的实现方式包括:所述平台i系和所述平台ii系之间相互独立且隔离,通过所述交换机板进行物理通信连接并通过vlan进行网络隔离。

5.根据权利要求2所述的一种基于tsn的车载安全计算机平台,其特征在于,所述结构相同的平台i系和所述平台ii系内所述安全相关核心板通过双支路实现比较冗余架构的实现方式包括:所述双支路相互独立且隔离并采用一致性比较和拒绝的安全冗余机制。

6.根据权利要求5所述的一种基于tsn的车载安全计算机平台,其特征在于,所述安全相关核心板的所述双支路均采用“cpu模块+fpga模块”结构;其中,所述双支路的两个所述fpga模块的结构和功能完全相同,用于实现业务数据收发...

【专利技术属性】
技术研发人员:赵晓宇陈立赵东张淼李刚程剑锋李一楠岳林徐宁周永健孟驰宇朱正网于健洁易海旺李辉王瑞刘佳赵媛喆夏凯郑理华何之煜刘雅晴陈汇远董云逸张瑛翠倪一丹
申请(专利权)人:中国铁道科学研究院集团有限公司通信信号研究所
类型:发明
国别省市:

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