一种过程数据动态分配MVB控制器和处理数据方法技术

本申请提供了一种过程数据动态分配MVB控制器和处理数据方法，涉及列车控制网络系统技术领域。本申请通过在通信存储模块中设置过程数据端口地址动态分配空间、过程数据配置空间，通过过程数据端口地址动态分配空间、过程数据配置空间将各端口与过程数据配置空间的各地址进行一一对应，然后根据该对应关系配置端口。通过本申请可以用较小的过程数据空间实现过程数据全地址全功能码动态选址；用较少的存储空间就可以实现过程数据4096个端口全地址选址，可更加能灵活地配置为多类MVB设备；并且设计可靠、方便升级，并且可以根据不同的应用场合灵活修改。

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及列车控制网络系统
，特别是涉及一种过程数据动态分配MVB 控制器和处理数据方法。
技术介绍
TCN(Train Communication Network，列车通信网络)由 MVB (Multifunctional Vehicle Bus，多功能车辆总线)和WTB (Twisted Train Bus，绞线式列车总线)两级总线构成，两级总线之间通过网关互连。MVB是列车通信网络TCN的车辆总线部分，用于实现位于同一车辆或固定重联的不同车辆中有互操作性和互换性要求的标准设备之间的串行数据通信。MVB控制器是MVB总线上的核心处理单元，它独立于物理层和功能设备，为在总线上的各节点设备提供通信接口和通讯服务；根据实际配置可实现数据链路层以及部分传输层的数据处理，并通过通信存储器实现与上层软件的数据交换。根据IEC61375-1协议规定， 连接在MVB上的设备按性能可分为5类，其中1类设备具有设备状态性能和过程数据性能； 2/3/4/5类设备除具有1类设备的性能外，还具有消息数据性能，其中3/4/5类设备用户程序可编程下载；此外，4/5类设备还具有总线管理能力，可作为总线主，其中5类设备还可作为TCN网关。MVB网络中应用较多的主要是1 4类设备，目前MVB控制器的实现方案多采用专用进口的MVB主控芯片，也有采用基于FPGA的控制器方案。现有技术中，MVB控制器中过程数据端口地址分配固定，即根据协议规定，各类设备的端口可以为0-4095端口中的一个或者多个，因而不同设备的端口可能大不相同，可能某种设备设置了 1-10的端口，而另一种设备设置了 3000-3020的端口，这样由于过程数据端口地址分配固定，就需要保为全部的0-4095端口分配空间，即需要分配4096*32的空间， 以便具有不同端口的设备可以正常使用，而通常各种设备需要的总端口数基本上不可能用到全部0-4095的空间，即对于轻负荷的MVB网络，就会产生大量的内存空间浪费，资源利用率大大降低。
技术实现思路
本申请所要解决的技术问题是提供一种过程数据动态分配MVB控制器和处理数据方法，首次采用动态地址分配的方法，用较少的存储空间就可以实现过程数据4096个端口全地址选址，可更加能灵活地配置为多类MVB设备，并且电路简单可靠，方便升级。为了解决上述问题，本申请公开了一种过程数据动态分配MVB控制器，包括物理层编码模块、物理层解码模块、发送缓冲模块、接收缓冲模块、通信存储器模块、地址仲裁模块和链路层控制模块；所述的物理层编码模块用于在链路层控制模块的控制下，从发送缓冲模块读出数据，按照MVB数据帧格式向MVB网络发送数据；所述的物理层解码模块用于根据链路层控制模块指定的接收数据帧长度，从MVB 总线获取数据帧，将接收到的数据帧存入接收缓冲模块；4所述的发送缓冲模块用于临时存放欲发送到MVB网络上的数据帧；所述的接收缓冲模块用于临时存放解码器模块从MVB网络上获取的数据帧；所述地址仲裁模块用于决定应用处理器读写通信存储器的数据地址；所述通信存储器模块用于在链路层控制模块的控制下，实现应用处理器与MVB网络的数据交换；所述的链路层控制模块用于控制物理层编码模块、物理层解码模块、发送缓冲模块、接收缓冲模块和通信存储器模块完成规定标准中的所有链路层功能；其中，所述通信存储器模块包括程数据端口地址动态分配控制空间、过程数据配置空间和过程数据空间所述过程数据端口地址动态分配控制空间用于记录过程数据端口的数量以及启动网卡最新配置；所述过程数据配置空间用于过程数据端口地址以及源宿的配置，实现端口状态刷新；所述过程数据空间用于存储各个端口的数据，并根据端口类型的源宿，决定向MVB网络发送数据或从MVB网络接收数据。优选的，所述通信存储器模块还包括设备配置空间、消息数据队列和监视数据空间；所述的备控制空间用于存放该MVB设备在网络中的物理地址，也是监视数据和消息数据的收发地址，并且标识该设备的事件优先级；所述的消息数据队列包括发送消息FIFO和接收消息FIFO，用于收发MVB消息数据；所述监视数据空间用于决定是否向MVB网络发送监视数据以及发送监视数据的内容。进一步的，根据上电配置实现MVB的1类设备、或2类设备、或3类设备、或4类设备。相应的，本申请还公开了一种过程数据动态分配MVB处理数据方法，包括获取配置的过程数据端口个数N ；依次读取N个过程数据端口的配置信息；当N个过程数据端口的配置信息读取完毕后，对于主帧中的过程数据轮询，根据主帧指定的端口和配置信息为所述过程数据轮询分配的动态地址，获得相应地址的端口配置；根据所述过程数据端口属性对过程数据进行处理；其中，所述的配置信息通过如下步骤获得对于应用的N个过程数据端口和过程数据空间中的N个地址，在过程数据配置空间配置所述端口与地址的一一对应关系；根据所述一一对应关系，将所述地址进行端口配置。优选的，在获取配置的过程数据端口个数N之前还包括确认系统的配置信息配置完毕。优选的，通过如下步骤确认系统的配置信息配置完毕判断开始标识是否为OxAA，如果是，确认系统的配置信息配置完毕；优选的，通过以下步骤根据所述过程数据端口属性对过程数据进行处理如果该端口属性为源端口，则从动态分配的过程数据空间地址中读出数据；如果该端口属性为宿端口，把得到的从帧写入动态分配的过程数据空间地址中；如果主帧中所指定的端口为无效端口，返回到等待主帧状态。本申请还公开了一种过程数据动态分配MVB控制系统，包括权利要求1或2所述的MVB控制器和应用处理器；所述的应用处理器用于MVB控制器进行设备配置，过程数据端口配置和启动MVB控制器的过程。优选的，所述的MVB控制器封装在FPGA芯片上，外接应用处理器；或者，所述的 MVB控制器与应用处理器封装在同一个FPGA芯片上。与现有技术相比，本申请包括以下优点本申请通过在通信存储模块中设置过程数据端口地址动态分配空间、过程数据配置空间，所述过程数据端口地址动态分配控制空间用于记录过程数据端口的数量以及启动网卡最新配置；所述过程数据配置空间用于过程数据端口地址以及源宿的配置，实现端口状态刷新；通过过程数据端口地址动态分配空间、过程数据配置空间将各端口与过程数据配置空间的各地址进行一一对应，然后根据该对应关系配置端口。通过本申请首先可以用较小的过程数据空间实现过程数据全地址全功能码动态选址。其次，较少的存储空间就可以实现过程数据4096个端口全地址选址，可更加能灵活地配置为多类MVB设备。再次，设计可靠、方便升级，并且可以根据不同的应用场合灵活修改。附图说明图1是本申请一种过程数据动态分配MVB控制器结构示意图；图2是本申请一种过程数据动态分配MVB控制器结构工作示意图；图3是本申请一种过程数据动态分配MVB控制器处理流程示意图；图4是本申请过程数据TM动态分配的MVB控制器通信存储器地址空间分配图；图5是本申请一种过程数据动态分配MVB控制系统；图6是过程数据TM动态分配的MVB控制器封装接口图。具体实施例方式为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本申请作进一步详细的说明。本申请提供一种过程数据动态分配的MVB控制器，符合IEC61375-1标准，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王立德，宋娟，严翔，
申请(专利权)人：北京交通大学，
类型：发明
国别省市：