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基于CPCI总线的WTB通信板设计与实现
| 论文题名： | 基于CPCI总线的WTB通信板设计与实现 |
| 关键词： | 动车组;绞线式列车总线;通信板;体系架构 |
| 摘要： | 我国动车组的列车控制网络普遍采用符合国际标准IEC61375-1的TCN构架。WTB通信板作为列车网关的重要设备，具有在列车总线间传输数据，和在网络层面自动编组的功能。目前国内对WTB通信板的研究较少，其在TCN网关中的模块化应用更加匮乏。国内动车组上装备的WTB产品大多由国外厂商提供并掌握核心技术。因此，研究并开发一款适用于TCN网关的WTB通信板具有现实意义。 本文在分析列车级总线应用和国内外WTB相关网络设备（网关）发展的基础上，提出了一种基于WTB通信板设计方案。该板卡应用于具有CPCI背板总线的网关设备中，网关CPU通过背板总线与WTB通信板进行通信。WTB通信板采用FPGA+CPCI构架:FPGA实现WTB节点控制器的核心功能，内部嵌入NiosⅡ软核处理器实现WTB初运行和常规运行功能;采用PCI桥接芯片转换背板总线通信协议，使通信板具有CPCI通信功能。于网关CPU的VxWorks操作系统上开发的实时协议服务软件，可以向上层应用提供有效的WTB链路层访问接口。 依照WTB网络层参考模型，本文首先介绍了介质附件单元(MAU)的设计方案。为了确保通信板的信号质量，针对发送器信号的过冲现象进行优化。然后就链路层主要功能进行分析，详细介绍了曼彻斯特编解码模块和冗余控制模块的实现方案。考虑到初运行报文定时较为严格，接下来本文分析对比NiosⅡ片上系统和VxWorks操作系统中的定时机制，为初运行软件选择适用的运行平台，保证了初运行报文的精确定时。最后，在实验室环境下，搭建一套以标准网关作为参考设备的测试平台，分别测试了WTB通信板的发送器信号质量、通信板带载能力和CPCI通信功能。通过多节点组网测试，验证了WTB初运行编组和RTP服务软件功能，测试结果符合IEC61375-1标准的要求。 |
| 作者： | 田源 |
| 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： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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