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列车通信网络远程输入输出模块研究
| 论文题名： | 列车通信网络远程输入输出模块研究 |
| 关键词： | 远程输入输出模块;VME总线;安全I/O;列车通信网络 |
| 摘要： | 随着列车网络控制技术发展，列车通信网络已成为地铁列车和高速动车组的“神经系统”。大量车载设备的控制、状态和诊断信息，需要通过网关、VCU等列车网络设备传输。 远程输入输出模块（RIOM，Remote Input and Output Module）是一种在列车网络拓扑中上广泛应用的网络设备，其结构具有典型列车网络设备的特征。RIOM是TCMS系统与列车非智能设备的网络接口，可以实现对大部分非智能设备（中压设备、传感器单元等）的数据采集和启停控制操作。 RIOM的输入输出通道可靠性和安全性关系到TCMS系统对列车电气设备状态的监测和控制，目前国内运营的轨道列车采用的RIOM大多依赖国外生产厂商的产品，国内缺乏RIOM对应的国产化研究。因此，掌握RIOM核心技术，对于提高我国当前列车网络控制、检测和诊断水平，是十分必要的。 本文在充分调研国内外研究现状基础上，提出了一种采用VME作为背板总线，连接CPU单元、MVB单元、DIO/AIO单元和电源的模块化RIOM设计方案。VME采用A16∶D16实现板卡间高速数据交换;CPU运行VxWorks操作系统，实现VME总线通信控制、信号处理分析及对外接口服务等功能;MVB单元采用FPGA搭载符合IEC61375-1规定的MVB协议栈，实现与TCMS的总线通信任务;DIO/AIO单元作为非智能设备的接口，采用了通道冗余提供可靠的接口服务。 从提高RIOM可靠性和安全性角度出发，本文按照物理层、数据链路层和应用层三个角度重点研究了板级总线接口VME和设备级接口DIO/AIO的实现方案。通过引入EDA技术，在FPGA上实现符合IEEE1014协议的VME总线主协议栈和从协议栈开发;通过引入3取2通道冗余技术，实现输入输出端口的容错设计。 最后，文章搭建了MVB试验平台，对RIOM各个接口的功能进行了系统的测试，验证了系统设计。 |
| 作者： | 杨鹏 |
| 专业： | 电气工程 |
| 导师： | 王立德 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 北京交通大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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