列車(chē)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備研究
針對(duì)現(xiàn)有產(chǎn)品和研究存在的問(wèn)題,尤其是在通用性方面的不足,我們采用模塊化的設(shè)計(jì)思想,設(shè)計(jì)并研制了一種基于VME的通用列車(chē)網(wǎng)絡(luò)控制設(shè)備,支持標(biāo)準(zhǔn)MVB通信,功能子卡包括電源板、CPU主板、MVB通信板、DI/DO板及AI/AO板,背板采用VME總線(xiàn)進(jìn)行通信,傳統(tǒng)基于VME總線(xiàn)通信的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備多采用6U結(jié)構(gòu),本產(chǎn)品在3U標(biāo)準(zhǔn)大小的通信板上采用SOPC技術(shù)自主研發(fā)并實(shí)現(xiàn)了MVB網(wǎng)絡(luò)通信以及VME總線(xiàn)通信,通過(guò)功能板卡的不同配置,既可以組合為VCU,也可以組合為RIOM,解決列車(chē)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備通用性的問(wèn)題,滿(mǎn)足該類(lèi)技術(shù)產(chǎn)品國(guó)產(chǎn)化的迫切需要。該設(shè)備由DC 110 V供電,通信接口包括以太網(wǎng)、USB、MVB及RS485,可用于采集數(shù)字信號(hào)和模擬信號(hào),同時(shí)能夠輸出數(shù)字信號(hào)及模擬信號(hào)。 下表為我們?cè)O(shè)計(jì)的設(shè)備與EKE公司TCU產(chǎn)品及大連理工的中央控制設(shè)備的性能比較。在操作系統(tǒng)的選擇上,我們采用了主流的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)VxWorks,在實(shí)時(shí)性上有強(qiáng)力保障;在硬件架構(gòu)、通信接口和可擴(kuò)展性方面,我們的產(chǎn)品與EKE產(chǎn)品都有較大優(yōu)勢(shì),由于背板采用標(biāo)準(zhǔn)的VME總線(xiàn)協(xié)議,可實(shí)現(xiàn)部分的板級(jí)互換;另外,不同于其他兩種設(shè)備的MVB協(xié)議控制器采用的是商用MVBC芯片,我們采用SOPC技術(shù)在FPGA上利用自主研發(fā)的MVBC軟核實(shí)現(xiàn)MVB協(xié)議控制,除了各項(xiàng)指標(biāo)符合IEC61375協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)外,在物理層的通信介質(zhì)支持上更加豐富。設(shè)備嚴(yán)格按照工業(yè)防護(hù)要求設(shè)計(jì),防護(hù)等級(jí)為IP20,運(yùn)行溫度0~+70℃,存放溫度0℃-85℃。兩種設(shè)備性能比較對(duì)比項(xiàng)EKE大連理工本產(chǎn)品操作系統(tǒng)Linux/UNIXNucleus PLUSVxWorks硬件架構(gòu)模塊化設(shè)計(jì)采用VME總線(xiàn)一體化設(shè)計(jì),無(wú)背板總線(xiàn)模塊化設(shè)計(jì)采用VME總線(xiàn)MVB協(xié)議控制器MVBCMVBCMVB軟核支持介質(zhì)ESD+EMDESD+EMDESD/ESD+EMD/OGF支持?jǐn)?shù)據(jù)PD/MD/SDPD/MD/SDPD/MD/SD通信接口USB2.0/RS232RS485/以太網(wǎng)RS232以太網(wǎng)USB2.0/RS232RS485/以太網(wǎng)可擴(kuò)展性YesNoYes應(yīng)用范圍: 軌道交通列車(chē)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)。
北京交通大學(xué)
2021-04-13