本文關(guān)鍵詞：列車通信網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程輸入輸出模塊研究

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【摘要】：摘要：隨著列車網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)發(fā)展,列車通信網(wǎng)絡(luò)已成為地鐵列車和高速動車組的“神經(jīng)系統(tǒng)”。大量車載設(shè)備的控制、狀態(tài)和診斷信息,需要通過網(wǎng)關(guān)、VCU等列車網(wǎng)絡(luò)設(shè)備傳輸。 遠(yuǎn)程輸入輸出模塊(RIOM,Remote Input and Output Module)是一種在列車網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲猩蠌V泛應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備,其結(jié)構(gòu)具有典型列車網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的特征。RIOM是TCMS系統(tǒng)與列車非智能設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)接口,可以實(shí)現(xiàn)對大部分非智能設(shè)備(中壓設(shè)備、傳感器單元等)的數(shù)據(jù)采集和啟�？刂撇僮�。 RIOM的輸入輸出通道可靠性和安全性關(guān)系到TCMS系統(tǒng)對列車電氣設(shè)備狀態(tài)的監(jiān)測和控制,目前國內(nèi)運(yùn)營的軌道列車采用的RIOM大多依賴國外生產(chǎn)廠商的產(chǎn)品,國內(nèi)缺乏RIOM對應(yīng)的國產(chǎn)化研究。因此,掌握RIOM核心技術(shù),對于提高我國當(dāng)前列車網(wǎng)絡(luò)控制、檢測和診斷水平,是十分必要的。 本文在充分調(diào)研國內(nèi)外研究現(xiàn)狀基礎(chǔ)上,提出了一種采用VME作為背板總線,連接CPU單元、MVB單元、DIO/AIO單元和電源的模塊化RIOM設(shè)計(jì)方案。VME采用A16：D16實(shí)現(xiàn)板卡間高速數(shù)據(jù)交換；CPU運(yùn)行VxWorks操作系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)VME總線通信控制、信號處理分析及對外接口服務(wù)等功能；MVB單元采用FPGA搭載符合IEC61375-1規(guī)定的MVB協(xié)議棧,實(shí)現(xiàn)與TCMS的總線通信任務(wù)；DIO/AIO單元作為非智能設(shè)備的接口,采用了通道冗余提供可靠的接口服務(wù)。 從提高RIOM可靠性和安全性角度出發(fā),本文按照物理層、數(shù)據(jù)鏈路層和應(yīng)用層三個(gè)角度重點(diǎn)研究了板級總線接口VME和設(shè)備級接口DIO/AIO的實(shí)現(xiàn)方案。通過引入EDA技術(shù),在FPGA上實(shí)現(xiàn)符合IEEE1014協(xié)議的VME總線主協(xié)議棧和從協(xié)議棧開發(fā)；通過引入3取2通道冗余技術(shù),實(shí)現(xiàn)輸入輸出端口的容錯設(shè)計(jì)。 最后,文章搭建了MVB試驗(yàn)平臺,對RIOM各個(gè)接口的功能進(jìn)行了系統(tǒng)的測試,驗(yàn)證了系統(tǒng)設(shè)計(jì)。
【關(guān)鍵詞】：遠(yuǎn)程輸入輸出模塊 VME總線 安全I(xiàn)/O 列車通信網(wǎng)絡(luò)
【學(xué)位授予單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TP334.7;U285
【目錄】：

• 致謝5-6
• 中文摘要6-7
• ABSTRACT7-10
• 1 緒論10-16
• 1.1 課題研究背景及意義10-11
• 1.1.1 研究背景10
• 1.1.2 研究意義10-11
• 1.2 列車網(wǎng)絡(luò)設(shè)備發(fā)展現(xiàn)狀11-15
• 1.2.1 列車網(wǎng)絡(luò)設(shè)備研究現(xiàn)狀11-13
• 1.2.2 RIOM國內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-15
• 1.3 主要研究工作及論文安排15-16
• 2 RIOM功能分析及總體設(shè)計(jì)16-24
• 2.1 RIOM設(shè)計(jì)原則16-17
• 2.2 RIOM系統(tǒng)設(shè)計(jì)框架17-18
• 2.3 RIOM硬件構(gòu)架18-22
• 2.3.1 VME總線接口設(shè)計(jì)19
• 2.3.2 CPU單元設(shè)計(jì)19-20
• 2.3.3 MVB單元設(shè)計(jì)20-21
• 2.3.4 DIO/AIO單元設(shè)計(jì)21-22
• 2.4 RIOM軟件構(gòu)架22-24
• 3 RIOM主要接口設(shè)計(jì)24-56
• 3.1 RIOM接口設(shè)計(jì)24
• 3.2 VME總線通信接口設(shè)計(jì)24-41
• 3.2.1 VME總線25-26
• 3.2.2 VME總線驅(qū)動器設(shè)計(jì)(物理層)26-30
• 3.2.3 VME總線主設(shè)備數(shù)據(jù)鏈路層設(shè)計(jì)30-37
• 3.2.4 VME總線從設(shè)備數(shù)據(jù)鏈路層設(shè)計(jì)37-41
• 3.3 DIO/AIO接口設(shè)計(jì)41-56
• 3.3.1 安全I(xiàn)/O41-42
• 3.3.2 DIO設(shè)計(jì)分析42-46
• 3.3.3 AIO設(shè)計(jì)分析46-51
• 3.3.4 I/O模塊可靠性分析51-56
• 4 RIOM軟件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)56-70
• 4.1 RIOM接口訪問總體方案56-57
• 4.2 BSP修改和VxWorks系統(tǒng)訂制57-62
• 4.3 基于內(nèi)存映射的接口訪問方案62-70
• 4.3.1 接口訪問技術(shù)62-64
• 4.3.2 VME接口訪問技術(shù)64-67
• 4.3.3 以太網(wǎng)接口訪問技術(shù)67-70
• 5 RIOM組網(wǎng)調(diào)試試驗(yàn)及分析70-86
• 5.1 測試環(huán)境搭建70-73
• 5.1.1 硬件測試環(huán)境搭建70
• 5.1.2 軟件測試環(huán)境搭建70-73
• 5.2 RIOM組網(wǎng)實(shí)驗(yàn)73-83
• 5.2.1 VME總線通信能力測試73-76
• 5.2.2 遠(yuǎn)程I/O控制能力測試76-79
• 5.2.3 MVB總線過程數(shù)據(jù)通信能力測試79-81
• 5.2.4 MVB總線消息數(shù)據(jù)通信能力測試81-83
• 5.3 試驗(yàn)分析83-86
• 6 總結(jié)86-88
• 參考文獻(xiàn)88-92
• 附錄92-94
• 作者簡歷94-98
• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集98

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前7條

1 齊志華;王海峰;;一種嵌入式二乘二取二容錯計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J];北京交通大學(xué)學(xué)報(bào);2006年05期

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本文編號：727252