一种列控中心通信接口设备制造技术

本实用新型专利技术公开了一种列控中心通信接口设备，包括至少两个中心处理器ＣＰＵ子系统及一个外部同步时钟，各ＣＰＵ子系统具有各自的ＣＰＵ、工业标准体系结构ＩＳＡ总线及ＣＡＮ总线，各ＣＰＵ之间具有双口随机存取存储器ＲＡＭ；其中，所述中心处理器ＣＰＵ，用于从ＣＡＮ总线或ＩＳＡ总线上接收数据，各ＣＰＵ分别对接收到的数据进行协议转换，通过双口ＲＡＭ对协议转换结果进行交叉比较，如果一致，将各自的协议转换结果分别送到相应的ＩＳＡ总线或ＣＡＮ总线上输出，并输出生命信号；所述外部同步时钟，用于推动输入输出各ＣＰＵ的数据保持同步。通过本实用新型专利技术，能够使协议转换功能独立出来，从整体上提高系统性能，增加ＭＰＵ处理能力富余量。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及控制系统
，特别是涉及一种列控中心通信接口设备。
技术介绍
在铁路系统中，列控中心是CTCS (China Train Control System，中国列车控制系 统)的核心安全设备，用于根据调度命令、进路状态、线路参数等产生进路及临时限速等相 关控车信息，通过有源应答器及轨道电路传送给列车。其中，列控中心系统平台包括A系统 和B系统两套子系统，构成双机热备系统。其中，主处理设备(Main Processing Unit, MPU)是列控中心的核心设备，现有技 术中，主处理设备为串行总线结构，且为集中控制板，外部接口板都为非智能控制板。所有 的逻辑运算、时序控制等处理都由主处理设备来完成。例如，主处理设备在从外部接口板接 收到数据时，首先都需要进行协议转换等处理，然后再进行数据的逻辑运算，因此，主处理 设备的性能相对较低，处理能力富余量少。
技术实现思路
有鉴于此，本技术的目的在于提供一种列控中心通信接口设备，能够完成MPU 板对外通信的协议转换，增加了 MPU处理能力的富余量。为实现上述目的，本技术提供了如下方案一种列控中心通信接口设备，包括至少两个中心处理器CPU子系统及一个外部同 步时钟，各CPU子系统具有各自的CPU、工业标准体系结构ISA总线及CAN总线，各CPU之间 具有双口随机存取存储器RAM ；其中，所述中心处理器CPU，用于对从CAN总线或ISA总线上接收到的数据进行协议转 换，所述双口 RAM，用于对各CPU的协议转换结果进行交叉比较；所述ISA总线及CAN总线，用于当所述比较结果一致时，将各自的协议转换结果输 出，并输出生命信号；所述外部同步时钟，用于推动输入输出各CPU的数据保持同步。优选的，所述CPU的每一路CAN通过高速光耦隔离后通过驱动芯片连接到总线上， 每一路CAN单独采用隔离电源供电。优选的，还包括总线切换电路，用于接收到通道切换信号时，进行总线的切换。优选的，每个CPU都集成有两路异步串口 UART，其中一路异步串口 UART1作为调试 接口引出到面板上；另一路异步串口 UART2作为备用通道连接到后母板上。优选的，各CPU之间还包括同步串行接口及输入/输出信号接口，其中，所述同步串行接口采用双工通信模式，用于传输同步握手信号及控制信号；所述输入/输出信号接口用于各CPU交换工作状态。优选的，各CPU还集成有另一同步串行接口，与对应系通信接口设备中CPU的同步 串行接口总线相连，用于交换双机的握手信号和同步数据。优选的，还包括通用输入/输出GPI0信号接口，用于与主处理设备上对应的CPU交换握手信号。优选的，还包括电源转换模块，用于母板输入的电源转化为所述列控中心通信接口设备所需的电源。根据本技术提供的具体实施例，本技术公开了以下技术效果本技术提供了一种独立的通信接口设备，能够进行对MPU或其他外部接口板 的数据进行协议转换，同时具有至少两套CPU子系统，能够实现二取二功能，保证数据的可 靠性。因此，能够使原来集成在MPU板上的协议转换功能独立出来，这样，MPU板就可以在 接收到数据后直接进行逻辑运算处理，而不用再进行协议转换等处理，因此，可以从整体上 提高系统的性能，增加MPU处理能力的富余量。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例 中所需要使用的附图作简单地介绍，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性的前提下，还可以根据 这些附图获得其他的附图。图1是本技术提供的列控中心通信接口设备示意图；图2是本技术提供的处理器间通信示意图；图3是本技术提供的双机数据交换通道示意图；图4是本技术提供的异步串口接口示意图；图5是本技术提供的GPI0连接示意图；图6是本技术提供的电源模块原理示意图。具体实施方式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。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。首先需要说明的是，为了保证系统的安全性和稳定性，铁路系统中通常采用取二 的安全冗余结构。其中，可以是二取二的安全冗余结构，也可以是三取二的冗余结构，甚至 是更高层次的冗余结构，具体可以由列控中心系统平台的安全级别和可靠级别决定。例如， 目前比较广泛应用的二乘二取二技术，其中二乘二侧重于系统的可用性和可靠性，二取二 侧重于系统的安全性和稳定性。本技术实施例就是在此基础上对列控中心系统进行的 改进，其中，对所采用的冗余结构的层次并不限定，可以根据具体的安全性和可靠性需求或 者结合对设备的成本和尺寸要求而采用适合层次的冗余结构。现有技术中，列控中心的主处理设备(Main Processing Unit,MPU)是一种集中控 制板，在MPU上需要完成数据协议的转换、数据的逻辑运算、系统的安全监视、时序控制等 功能，因此使得MPU的性能相对较低，而且处理能力富余量较少，当发生应急事物时，可能会造成处理速度慢等问题，影响系统的性能。因此，在本技术实施例中，提供了这样一种列控中心通信接口设备 (Communication Interface Unit, CIU)至少两个 CPU (Central ProcessingUnit,中心处 理器)子系统及一个外部同步时钟，各CPU子系统具有各自的CPU、ISA(InduStry Standard Architecture,工业标准体系结构)总线及CAN总线，各CPU之间具有双口 RAM (Random Access Memory,随机存取存储器)。其中，所述CIU可以通过ISA总线与列控中心主处理设备MPU进行数据交互，还可 以通过CAN总线与其他外部接口板进行数据交互。所述中心处理器CPU，用于通过ISA总线 从MPU接收数据，各CPU分别对接收到的数据进行链路层协议到物理层协议的转换，然后通 过双口 RAM对协议转换结果进行交叉比较，如果一致，将各自的协议转换结果分别送到相 应的CAN总线上输出，并输出生命信号。所述ISA总线为16位体系结构，支持16位的1/0设备，数据传输率大约是8MB/S。 所述生命信号用于表示CIU的安全状态。当有生命信号输出时，则表明CIU输出的数据是 可靠的。此外，所述中心处理器CPU，还用于通过CAN总线从其他外部接口板接收数据，然 后，各CPU分别对接收到的数据进行物理层协议到链路层协议的转换，再通过双口 RAM对协 议转换结果进行交叉比较，如果交叉比较一致，则将各自的协议转换结果分别送到相应的 ISA总线上输出，并输出生命信号。所述CAN总线可以为多路；所述外部同步时钟，用于推 动输入输出各CPU的数据保持同步。任何一个CPU在检测到危及系统安全的错误和故障时(如交叉比较结果不一致 时)，都将停止本CPU对外的数据输出和生命信号的输出，同时由VSU(Vital Supervision Unit，安全监视单元)板检测到后关闭本系的所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种列控中心通信接口设备，其特征在于，包括至少两个中心处理器ＣＰＵ子系统及一个外部同步时钟，各ＣＰＵ子系统具有各自的ＣＰＵ、工业标准体系结构ＩＳＡ总线及ＣＡＮ总线，各ＣＰＵ之间具有双口随机存取存储器ＲＡＭ；其中，所述中心处理器ＣＰＵ，用于对从ＣＡＮ总线或ＩＳＡ总线上接收到的数据进行协议转换，所述双口ＲＡＭ，用于对各ＣＰＵ的协议转换结果进行交叉比较；所述ＩＳＡ总线及ＣＡＮ总线，用于当所述比较结果一致时，将各自的协议转换结果输出，并输出生命信号；所述外部同步时钟，用于推动输入输出各ＣＰＵ的数据保持同步。

【技术特征摘要】
一种列控中心通信接口设备，其特征在于，包括至少两个中心处理器CPU子系统及一个外部同步时钟，各CPU子系统具有各自的CPU、工业标准体系结构ISA总线及CAN总线，各CPU之间具有双口随机存取存储器RAM；其中，所述中心处理器CPU，用于对从CAN总线或ISA总线上接收到的数据进行协议转换，所述双口RAM，用于对各CPU的协议转换结果进行交叉比较；所述ISA总线及CAN总线，用于当所述比较结果一致时，将各自的协议转换结果输出，并输出生命信号；所述外部同步时钟，用于推动输入输出各CPU的数据保持同步。2.根据权利要求1所述的列控中心通信接口设备，其特征在于，所述CPU的每一路CAN 通过高速光耦隔离后通过驱动芯片连接到总线上，每一路CAN单独采用隔离电源供电。3.根据权利要求1所述的列控中心通信接口设备，其特征在于，还包括总线切换电路，用于接收到通道切换信号时，进行总线的切换。4.根据权利要求1所述的列控中心通信接口设备，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶峰，徐松，张文彬，何刚，杨光伦，孙可，余学虎，王一民，侯石岩，孙永来，谭晓光，
申请(专利权)人：北京全路通信信号研究设计院，北京新松佳和电子系统股份有限公司，
类型：实用新型
国别省市：11[中国|北京]