基于TCN协议的MVB及HDLC通信模块硬件系统设计

摘要

随着第六次火车提速,主要干线开始以时速200千米每小时的高速运行,火车运行控制系统安全性越来越重要,机车之间的数据通信越来越频繁。计算机技术在机车车辆上的应用越来越多,列车通信网络及主动控制成为高速列车控制中不可或缺的关键技术。随着微电子技术、计算机技术、数字传输技术的飞速发展,自行设计并实现安全稳定列车通信网络设备需求越来越大。
　　本文介绍了基于嵌入式系统的MVB和HDLC通信模块硬件系统的设计,该系统用于实现列车通信网络(TCN)协议规定的MVB总线数据通信和HDLC总线数据通信。该硬件系统平台包含大容量存储器、高性能处理器以及多种常用外围总线接口,以此为硬件开发平台可实现多种总线数据的交互。
　　论文分析火车运行环境,确定硬件系统运行的工作环境温度范围以及抗震性和防雷击设计;对比不同处理器之间差异,选择ARM作为本系统的核心处理器,设计采用FPGA+ARM硬件平台方案;简要说明MVB总线及HDLC总线对硬件接口的需求;论文采用大量的篇幅对系统的总体结构设计、硬件模块设计、总线接口设计以及硬件调试进行详尽的论述。
　　经过大量的分析和设计工作,本文实现MVB总线及HDLC总线单板设计工作。同时,系统通过CAN总线以及RS485总线实现与其他设备进行数据交互。本系统已顺利通过项目验收,系统工作稳定,性能可靠,各项指标都满足要求。

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1 绪论

1.1课题的应用背景及研究意义

1.2国内外研究现状

1.3课题的主要指标及功能要求

1.4本文主要工作

2 需求分析

2.1系统工作温度分析

2.2系统工作稳定性分析

2.3总体方案设计

3 系统结构设计

3.1 前面板接口设计

3.2前面板指示灯设计

3.3背板接口设计

3.4其他接口设计

4 硬件系统设计

4.1 ARM硬件系统设计

4.2 FPGA硬件系统设计

4.3外围接口电路设计

4.4电源系统设计

5 硬件系统调试

5.1电源系统调试

5.2 FPGA系统调试

5.3 ARM启动调试

5.4外围接口调试

5.5单板整体调试

6 结束语

6.1本文内容总结

6.2前景与展望

致谢

参考文献