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多功能车辆总线MVB关键技术的研究
| 论文题名： | 多功能车辆总线MVB关键技术的研究 |
| 关键词： | 多功能车辆总线;现场可编程门阵列;uCOS-Ⅱ系统;一致性测试;列车通信网络 |
| 摘要： | 随着我国高速铁路和城市轨道交通的快速发展，列车通信网络TCN(Train Communication Network)在列车上的应用越来越广泛。TCN按功能结构分为绞线式列车总线WTB(WireTrainBus)和多功能车辆总线MVB(Multifunction Vehicle Bus)。然而，我国对TCN的基础理论研究和应用开发相对国外都较晚，TCN的核心技术仍被国外垄断。在TCN的核心技术中，MVB链路控制协议和MVB总线管理功能的管理器是TCN核心技术中的重要部分，故研究具有总线管理功能MVB的关键技术将对开发具有自主知识产权的MVB产品十分关键。 本文在分析了列车通信网络国际标准IEC61375-1基础上，对MVB关键技术及其MVB实时协议的进行了深入的探讨，探索开发了基于FPGA(Field Programmable Gate Array)的MVB控制器以及基于uCOS-Ⅱ实时多任务操作系统的MVB管理器，论文主要研究内容如下： 1.MVB总线的分析与总体设计。通过对列车通信网络国家标准IEC61375-1的分析，以MVB总线管理器的功能为研究对象，对MVB总线的关键技术进行了深入的研究。接着对MVB总线总体设计方案进行了探讨，同时对完成MVB总线系统设计的指标进行了分析。 2.MVB控制器的设计。通过对MVB总线控制器的功能需要分析以及设计要求的分析的基础上，采用了可编程门阵列FPGA实现了MVB总线控制器数据链路层的功能；同时基于PC104总线标准完成了MVB通信板卡的硬件电路设计。 3.MVB管理器的设计。根据IEC61375-1标准对MVB总线管理器的总线管理功能和过程数据传输实时性的要求，采用嵌入式实时多任务操作系统uCOS-Ⅱ，完成了MVB管理器的所具有过程数据性能、设备状态管理、消息数据性能和总线管理性能的设计。 4.MVB总线的实现与一致性测试。在完成了MVB控制器和MVB管理器的基础上，搭建了MVB总线通信网络，并根据IEC61375-2标准采用网络一致性测试完成了对MVB总线的测试，主要包括对了MVB链路控制协议的测试和MVB管理器管理功能通信能力的行为测试。 本文采用FPGA和嵌入式实时多任务操作系统uCOS-Ⅱ完成了对MVB总线的设计，达到了系统设计时的指标要求。并采用一致性完成了对MVB总线的一致性测试，测试表明：MVB链路层控制协议以及MVB管理器的管理功能的数据通信良好，设备互相兼容，达到IEC61375-1标准MVB部分的要求。 |
| 作者： | 杨昌休 |
| 专业： | 交通运输工程 |
| 导师： | 王长林 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西南交通大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
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