列车网络设备研究

针对现有产品和研究存在的问题，尤其是在通用性方面的不足，我们采用模块化的设计思想，设计并研制了一种基于VME的通用列车网络控制设备，支持标准MVB通信，功能子卡包括电源板、CPU主板、MVB通信板、DI/DO板及AI/AO板，背板采用VME总线进行通信，传统基于VME总线通信的网络设备多采用6U结构，本产品在3U标准大小的通信板上采用SOPC技术自主研发并实现了MVB网络通信以及VME总线通信，通过功能板卡的不同配置，既可以组合为VCU，也可以组合为RIOM，解决列车网络设备通用性的问题，满足该类技术产品国产化的迫切需要。该设备由DC 110 V供电，通信接口包括以太网、USB、MVB及RS485，可用于采集数字信号和模拟信号，同时能够输出数字信号及模拟信号。

     下表为我们设计的设备与EKE公司TCU产品及大连理工的中央控制设备的性能比较。在操作系统的选择上，我们采用了主流的实时操作系统VxWorks，在实时性上有强力保障；在硬件架构、通信接口和可扩展性方面，我们的产品与EKE产品都有较大优势，由于背板采用标准的VME总线协议，可实现部分的板级互换；另外，不同于其他两种设备的MVB协议控制器采用的是商用MVBC芯片，我们采用SOPC技术在FPGA上利用自主研发的MVBC软核实现MVB协议控制，除了各项指标符合IEC61375协议标准外，在物理层的通信介质支持上更加丰富。设备严格按照工业防护要求设计，防护等级为IP20，运行温度0~+70℃，存放温度0℃-85℃。

两种设备性能比较

对比项

EKE

大连理工

本产品

操作系统

Linux/UNIX

Nucleus PLUS

VxWorks

硬件架构

模块化设计

采用VME总线

一体化设计，无背板总线

模块化设计

采用VME总线

MVB协议控制器

MVBC

MVBC

MVB软核

支持介质

ESD+

EMD

ESD+

EMD

ESD/ESD+

EMD/OGF

支持数据

PD/MD/SD

PD/MD/SD

PD/MD/SD

通信接口

USB2.0/RS232

RS485/以太网

RS232

以太网

USB2.0/RS232

RS485/以太网

可扩展性

Yes

No

Yes

应用范围：

      轨道交通列车网络控制系统。