基于dsp的多功能车辆总线控制系统的设计与研究.doc

计算机应用专业优秀论文计算机应用专业优秀论文 基于基于 DSPDSP 的多功能车辆总线控制系统的的多功能车辆总线控制系统的设计与研究设计与研究关键词：列车通信网关键词：列车通信网 多功能车辆总线多功能车辆总线 可编程逻辑阵列可编程逻辑阵列 数字信号处理器数字信号处理器摘要：随着嵌入式微机控制技术和现场总线技术的发展，现代列车的过程控制 已从集中型的直接数字控制系统发展成为基于网络的分布式控制系统IEC- 61375 一列车通讯网络(TCN)标准是 IEC 联合 UIC 经过十年的工作，提出的一个 用于规范车载设备数据通讯标准，列车通讯网络分为用于连接各节可动态编组 的车辆的列车级通讯网 WTB 和用于连接车辆内固定设备的车辆通讯网络 MVB 基于分布式控制的 MVB(多功能车辆总线)是 IEC61375-1(1999)TCN 的标准方案， 与 WTB(绞线式列车总线)构成的列车通讯总线具有实时性强、可靠性高的特点作为 MVB 设备上唯一专用核心器件 MVBC(多功能车辆总线控制器)，其生产 技术为国外少数厂商所垄断，因此，国内对于 MVB 总线的研究和应用也受到国 外技术封锁和价格等因素的限制。

为了对 MVB 作广泛深入的研究和应用，自主 开发 MVBC 是首要任务正是基于这种原因，本文对 TCN 中的 MVB 技术进行了仔 细的研究，分析比较了 MVB 同其他几种通用现场总线的异同并在深入理解 MVB 的通信机制的基础上，按照多功能车辆总线的标准，设计了数字信号处理 器(DSP)+可编程逻辑阵列(CPLD)的 MVB 控制系统该设计的核心部分包含一个 用于链路层和网络层的微控制器，一个用于执行物理层的编码/解码器(CPLD)和 总线驱动器，以实现从节点通信 论文详细介绍了 TCN 的体系结构和 MVB 的 基本原理，从理论上对其进行了分析，通过与 IEEE802.3 和以太网中广泛使用 的载波监听多点接入(CSMA/CD)数据链路控制方式进行的对比分析，表明 MVB 传 送过程数据时在吞吐率、时延等方面均具有优势虽然在传送消息数据时， CSMA/CD 优势较明显，但考虑到其 MAC 最短帧长的限制和阻塞信号造成的信道 浪费，以及所选用的退避算法不能保证通信的可靠性和及时性，因此 MVB 更适 合应用于实时性和安全性要求非常高的列车通信网控制系统设计给出了系统 总体和各功能模块框图以及详细的硬件原理图，用 Verilog HDL 程序实现了 CPLD 内部模块的功能，在 MAXPLUJSII 集成软件开发环境下做了调试仿真，给 出了仿真试验结果，并对试验结果做了详细的分析。

正文内容正文内容随着嵌入式微机控制技术和现场总线技术的发展，现代列车的过程控制已 从集中型的直接数字控制系统发展成为基于网络的分布式控制系统IEC-61375 一列车通讯网络(TCN)标准是 IEC 联合 UIC 经过十年的工作，提出的一个用于规 范车载设备数据通讯标准，列车通讯网络分为用于连接各节可动态编组的车辆 的列车级通讯网 WTB 和用于连接车辆内固定设备的车辆通讯网络 MVB基于分 布式控制的 MVB(多功能车辆总线)是 IEC61375-1(1999)TCN 的标准方案，与 WTB(绞线式列车总线)构成的列车通讯总线具有实时性强、可靠性高的特点 作为 MVB 设备上唯一专用核心器件 MVBC(多功能车辆总线控制器)，其生产技术 为国外少数厂商所垄断，因此，国内对于 MVB 总线的研究和应用也受到国外技 术封锁和价格等因素的限制为了对 MVB 作广泛深入的研究和应用，自主开发 MVBC 是首要任务正是基于这种原因，本文对 TCN 中的 MVB 技术进行了仔细的 研究，分析比较了 MVB 同其他几种通用现场总线的异同并在深入理解 MVB 的 通信机制的基础上，按照多功能车辆总线的标准，设计了数字信号处理器(DSP) +可编程逻辑阵列(CPLD)的 MVB 控制系统。

该设计的核心部分包含一个用于链路 层和网络层的微控制器，一个用于执行物理层的编码/解码器(CPLD)和总线驱动 器，以实现从节点通信 论文详细介绍了 TCN 的体系结构和 MVB 的基本原理， 从理论上对其进行了分析，通过与 IEEE802.3 和以太网中广泛使用的载波监听 多点接入(CSMA/CD)数据链路控制方式进行的对比分析，表明 MVB 传送过程数据 时在吞吐率、时延等方面均具有优势虽然在传送消息数据时，CSMA/CD 优势 较明显，但考虑到其 MAC 最短帧长的限制和阻塞信号造成的信道浪费，以及所 选用的退避算法不能保证通信的可靠性和及时性，因此 MVB 更适合应用于实时 性和安全性要求非常高的列车通信网控制系统设计给出了系统总体和各功能 模块框图以及详细的硬件原理图，用 Verilog HDL 程序实现了 CPLD 内部模块的 功能，在 MAXPLUJSII 集成软件开发环境下做了调试仿真，给出了仿真试验结果， 并对试验结果做了详细的分析 随着嵌入式微机控制技术和现场总线技术的发展，现代列车的过程控制已从集 中型的直接数字控制系统发展成为基于网络的分布式控制系统IEC-61375 一 列车通讯网络(TCN)标准是 IEC 联合 UIC 经过十年的工作，提出的一个用于规范 车载设备数据通讯标准，列车通讯网络分为用于连接各节可动态编组的车辆的 列车级通讯网 WTB 和用于连接车辆内固定设备的车辆通讯网络 MVB。

基于分布 式控制的 MVB(多功能车辆总线)是 IEC61375-1(1999)TCN 的标准方案，与 WTB(绞线式列车总线)构成的列车通讯总线具有实时性强、可靠性高的特点 作为 MVB 设备上唯一专用核心器件 MVBC(多功能车辆总线控制器)，其生产技术 为国外少数厂商所垄断，因此，国内对于 MVB 总线的研究和应用也受到国外技 术封锁和价格等因素的限制为了对 MVB 作广泛深入的研究和应用，自主开发 MVBC 是首要任务正是基于这种原因，本文对 TCN 中的 MVB 技术进行了仔细的 研究，分析比较了 MVB 同其他几种通用现场总线的异同并在深入理解 MVB 的 通信机制的基础上，按照多功能车辆总线的标准，设计了数字信号处理器(DSP) +可编程逻辑阵列(CPLD)的 MVB 控制系统该设计的核心部分包含一个用于链路 层和网络层的微控制器，一个用于执行物理层的编码/解码器(CPLD)和总线驱动 器，以实现从节点通信 论文详细介绍了 TCN 的体系结构和 MVB 的基本原理， 从理论上对其进行了分析，通过与 IEEE802.3 和以太网中广泛使用的载波监听多点接入(CSMA/CD)数据链路控制方式进行的对比分析，表明 MVB 传送过程数据 时在吞吐率、时延等方面均具有优势。

虽然在传送消息数据时，CSMA/CD 优势 较明显，但考虑到其 MAC 最短帧长的限制和阻塞信号造成的信道浪费，以及所 选用的退避算法不能保证通信的可靠性和及时性，因此 MVB 更适合应用于实时 性和安全性要求非常高的列车通信网控制系统设计给出了系统总体和各功能 模块框图以及详细的硬件原理图，用 Verilog HDL 程序实现了 CPLD 内部模块的 功能，在 MAXPLUJSII 集成软件开发环境下做了调试仿真，给出了仿真试验结果， 并对试验结果做了详细的分析 随着嵌入式微机控制技术和现场总线技术的发展，现代列车的过程控制已从集 中型的直接数字控制系统发展成为基于网络的分布式控制系统IEC-61375 一 列车通讯网络(TCN)标准是 IEC 联合 UIC 经过十年的工作，提出的一个用于规范 车载设备数据通讯标准，列车通讯网络分为用于连接各节可动态编组的车辆的 列车级通讯网 WTB 和用于连接车辆内固定设备的车辆通讯网络 MVB基于分布 式控制的 MVB(多功能车辆总线)是 IEC61375-1(1999)TCN 的标准方案，与 WTB(绞线式列车总线)构成的列车通讯总线具有实时性强、可靠性高的特点。

作为 MVB 设备上唯一专用核心器件 MVBC(多功能车辆总线控制器)，其生产技术 为国外少数厂商所垄断，因此，国内对于 MVB 总线的研究和应用也受到国外技 术封锁和价格等因素的限制为了对 MVB 作广泛深入的研究和应用，自主开发 MVBC 是首要任务正是基于这种原因，本文对 TCN 中的 MVB 技术进行了仔细的 研究，分析比较了 MVB 同其他几种通用现场总线的异同并在深入理解 MVB 的 通信机制的基础上，按照多功能车辆总线的标准，设计了数字信号处理器(DSP) +可编程逻辑阵列(CPLD)的 MVB 控制系统该设计的核心部分包含一个用于链路 层和网络层的微控制器，一个用于执行物理层的编码/解码器(CPLD)和总线驱动 器，以实现从节点通信 论文详细介绍了 TCN 的体系结构和 MVB 的基本原理， 从理论上对其进行了分析，通过与 IEEE802.3 和以太网中广泛使用的载波监听 多点接入(CSMA/CD)数据链路控制方式进行的对比分析，表明 MVB 传送过程数据 时在吞吐率、时延等方面均具有优势虽然在传送消息数据时，CSMA/CD 优势 较明显，但考虑到其 MAC 最短帧长的限制和阻塞信号造成的信道浪费，以及所 选用的退避算法不能保证通信的可靠性和及时性，因此 MVB 更适合应用于实时 性和安全性要求非常高的列车通信网控制系统。

设计给出了系统总体和各功能 模块框图以及详细的硬件原理图，用 Verilog HDL 程序实现了 CPLD 内部模块的 功能，在 MAXPLUJSII 集成软件开发环境下做了调试仿真，给出了仿真试验结果， 并对试验结果做了详细的分析 随着嵌入式微机控制技术和现场总线技术的发展，现代列车的过程控制已从集 中型的直接数字控制系统发展成为基于网络的分布式控制系统IEC-61375 一 列车通讯网络(TCN)标准是 IEC 联合 UIC 经过十年的工作，提出的一个用于规范 车载设备数据通讯标准，列车通讯网络分为用于连接各节可动态编组的车辆的 列车级通讯网 WTB 和用于连接车辆内固定设备的车辆通讯网络 MVB基于分布 式控制的 MVB(多功能车辆总线)是 IEC61375-1(1999)TCN 的标准方案，与 WTB(绞线式列车总线)构成的列车通讯总线具有实时性强、可靠性高的特点 作为 MVB 设备上唯一专用核心器件 MVBC(多功能车辆总线控制器)，其生产技术 为国外少数厂商所垄断，因此，国内对于 MVB 总线的研究和应用也受到国外技 术封锁和价格等因素的限制为了对 MVB 作广泛深入的研究和应用，自主开发 MVBC 是首要任务。

正是基于这种原因，本文对 TCN 中的 MVB 技术进行了仔细的研究，分析比较了 MVB 同其他几种通用现场总线的异同并在深入理解 MVB 的 通信机制的基础上，按照多功能车辆总线的标准，设计了数字信号处理器(DSP) +可编程逻辑阵列(CPLD)的 MVB 控制系统该设计的核心部分包含一个用于链路 层和网络层的微控制器，一个用于执行物理层的编码/解码器(CPLD)和总线驱动 器，以实现从节点通信 论文详细介绍了 TCN 的体系结构和 MVB 的基本原理， 从理论上对其进行了分析，通过与 IEEE802.3 和以太网中广泛使用的载波监听 多点接入(CSMA/CD)数据链路控制方式进行的对比分析，表明 MVB 传送过程数据 时在吞吐率、时延等方面均具有优势虽然在传送消息数据时，CSMA/CD 优势 较明显，但考虑到其 MAC 最短帧长的限制和阻塞信号造成的信道浪费，以及所 选用的退避算法不能保证通信的可靠性和及时性，因此 MVB 更适合应用于实时 性和安全性要求非常高的列车通信网控制系统设计给出了系统总体和各功能 模块框图以及详细的硬件原理图，用 Verilog HDL 程序实现了 C。