基于sopc嵌入式wtb网络控制节点机研制

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1、摘要绞线式列车总线wTB(w№TrainBus)是列车通信网的一部分。列车通信网络TcN(TraillcommuIlicationNetwork)是连接整个列车各车辆电子设备的数据通信网。司机对整个列车的控制命令通过TcN送到列车的各个车辆上，列车的各个车辆工作状态通过TCN送到司机显示台上，从而使得整个列车有效而安全的工作。1999年发布了TCN的国际标准mc(IntemationalElec吨techllicalCo姗issio曲61375．1，规定了TcN的两级总线层次结构，即绞线式列车总线WTB和多功能车辆总线MVB(Multi缸IctionVellicleBus)。其中MV

2、B是车辆内部的总线，而wTB是连接各车辆的列车总线，故其每个节点(包含wTB网络适配器)都起着网关的作用。我们曾研制的wTB节点采用PCI04工控机，其wTB网络适配器主要由Altc：吼公司的FPGAEPlC6Q240c8组成。本论文提出用嵌入式处理器来取代Pcl04工控机，设计了基于SOPC(SystemonPr0伊m吼曲lecllip)的嵌入式绞线式列车总线wTB网络控制节点机的方案。该方案将基于NiosII的软核处理器与wTB网络适配器集成在单片FPGAEPlC60240c8内，实现了基于s0PC的嵌入式WTB网络控制节点机的方案，从而节省了Pcl04工控机，大幅度地减小了产品

3、的体积和重量，降低了硬件开发成本，提高了系统的可靠性。要用NiosII取代原有的Pcl04，首先要解决用NiosII特有的Avalon总线取代PCI04的总线；其次，解决扩展外部RAM和FLASH的问题；最后是掌握FPGA的配置技术。本文首先在mtem的开发系统上进行系统设计，通过了验证。然后经过三次研制样机，克服种种困难，解决了Aval∞总线、外部RAM、FLASH和配置等关键技术，最后研制成功。运行测试表明基于sOPC的嵌入式wTB网络控制节点机研制达到了预期设计的功能和要求。关键词嵌入式处理器，绞线式列车总线，FPGA，网络适配器AbstractWTB(WireTfainBus

4、)isapanofTCN(TrainCommuIlicationNe铆ork)．TCNisthedatacommllflic砒ionn武wofk，whichco衄ectsalleqllipmenl[sofwhole缸aillvellicles．T1幢drivefc强c∞仃olthew}∞le仃ambyTCNcommands、稍mtI"montorin“ver’sfoom，i110rdertllatthe仃aillcanmn蛐ally．hl1999，tlleIntemationalSta岫dardofTCN，mC(hItenlationalElec仃otechnicalCo啪issio

5、n)61375-l，w髂published，illw11ichtheTCNw鹤defmed鹪abllsoftwo·leveledllieracllicals仇lctIlre，、聊mandMVⅨMultifI

6、llcti∞V出cleB砸)．MVBistl峙int舶mlbIlsiIlvellicle，锄dWTBis懈edt0connectallMVBsinvehicles．So，e∞hW7IBnodc，includingmt、vorkadapter，playstlleroleofgateway．Wellaveevcrresearched锄dde、relopedWTBnode，州thPCI

7、04IndustrialCon们INodecomputer(ICNC)鹪nodecomputcr．WTBnodene铆orkad印t盱iscomposedmailllybyAltemFPGAEPlC6Q240C8．WeproposedusingembeddcdCPutor印lacenlePcl04ICNc．AprojectofwTB(WircTrajIlBus)N咖咐rkCon曲lNodeComputer(WNCNC)based∞SOPCisre∞arched锄ddeVeloped．msoft-coreofembeddedCPU，NiosII，andWTBnetworkad印tera

8、∞integratedina豳gleFPGAEPlC6Q240C8dlip，删jzing111ewNcNcfIlllctions，Itsi鲥丘c锄tJyreducesthevol砌e卸ldweig吣10wersllardwarecostsarldincre舔esthereliabilityofthesystem．TorepIacePCI04byNiosII，恤PCI04bus彻戚bereplacedby龇lllliqlleA．valonBllsofNios