[发明专利]一种基于ARM7的MVB-MVB网关及其工作方法

说明书

技术领域

本发明涉及应用于地铁列车和城市轨道交通车辆等实时性要求较高的工业控制领域的计算机通讯网络控制系统，特别是一种基于ARM7的MVB-MVB网关及其工作方法。

背景技术

随着铁路跨越式发展的需要，CRH5、CRH2、HXD1等动车列车在国内主干线路上广泛地应用，国外先进的TCN网络控制技术已引入国内。同时我国的电力机车车辆也开始陆续采用TCN技术，即通过TCN网络解决现场所有信号的采集与控制等问题。IEC61375-1《列车通信网络》(简称TCN标准)，是一项国际标准，也是我国铁路行业标准TB/T3035-2002。

目前，由于城市人口的剧增，城市交通越来越拥挤，在这样的一种情况下，城市轨道交通因载客量大、速度快等优点得到了快速的发展。相应的TCN技术也被应用到城市轨道交通领域中。对于大型铁路来说，TCN技术通过列车总线WTB和多功能车辆总线MVB将车辆进行级联，从而达到大规模载客量的目的，而对于地铁、轻轨等城市轨道交通，由于没有大型铁路的大规模载客需求，所以如果还继续完全采用TCN技术，则显得有点大材小用，浪费资源。如果能将MVB总线既作为车辆总线，同时也能够作为列车总线，则可节省资源，但需要有一个MVB车辆总线和MVB列车总线之间的数据转换装置，即MVB-MVB网关，但国内尚无现成的MVB-MVB网关可以采用。

发明内容

为解决现有技术存在的上述问题，本发明的目的是提供一种基于ARM7的MVB-MVB网关及其工作方法，主要应用于地铁列车和城市轨道行业的MVB网络控制系统中，连接各个车辆的MVB设备，既能够与本节车的MVB网路进行通信，也能与其他节车的MVB网络进行通信。

为了实现上述目的，本发明的技术解决方案是这样实现的：一种基于ARM7的MVB-MVB网关，包括MVB板卡A、MVB板卡B、CPU板卡、电源板卡和背板，所述的MVB板卡A和MVB板卡B分别通过背板总线与CPU板卡双向连接，所述的电源板卡分别与MVB板卡A、MVB板卡B和CPU板卡连接，所述的MVB板卡A和MVB板卡B还分别与MVB总线A和MVB总线B双向连接；所述的MVB板卡A和MVB板卡B具有相同的结构，均包括FPGA处理器和MVB总线驱动器；所述的CPU板卡包括中央处理器和电平转换电路；所述的中央处理器包括ARM7芯片。

本发明所述的FPGA处理器包括MVB协议控制器。

一种基于ARM7的MVB-MVB网关及其工作方法，包括MVB总线A的MVB数据流发送到MVB总线B上的方法和MVB总线B的MVB数据流发送到MVB总线A上的方法，MVB总线A的MVB数据流发送到MVB总线B上的方法和MVB总线B的MVB数据流发送到MVB总线A上的方法步骤互逆；所述的MVB总线A的MVB数据流发送到MVB总线B上的方法，包括以下步骤：

A、MVB板卡A将来自MVB总线A的MVB数据流通过MVB板卡A的MVB总线驱动器传入MVB板卡A的FPGA处理器，经FPGA处理器允许后，通过背板总线将MVB数据传给CPU板卡，然后读入中央处理器；

B、中央处理器将MVB数据流处理后，再通过背板总线输出给MVB板卡B的FPGA处理器生成MVB信号，然后通过MVB板卡B的MVB总线驱动器发送到MVB总线B上。

本发明所述的中央处理器负责MVB板卡A和MVB板卡B之间MVB数据流的交换和传送。

本发明所述的FPGA处理器内部具有MVB协议控制器，不仅能够将MVB网络上的数据进行译码，通过背板传给CPU板卡，而且能够对CPU板卡经过背板传来的信号进行编码，送入MVB总线驱动器生成标准的MVB信号，传送到MVB网络上。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1、由于本发明提供了只用一种MVB总线的网关，不需要再以铺设WTB总线的方式来完成小规模列车的级联。这种方式技术简单、灵活，而且特别适用目前规模的城市轨道交通行业，具有很好的现实意义。

2、本发明将一种基于IEC61375-1标准的MVB-MVB网络控制技术应用到城市轨道交通行业控制领域，解决了只用多功能车辆总线MVB来进行车辆级联的问题，具有设计新颖、高可靠性、高灵活性和成本低廉的特点，在机车车辆行业以及相关领域具有广泛的应用前景。

附图说明

本发明共有附图4张，其中：

图1为本发明的机械结构框图；

图2为本发明的MVB总线板卡结构框图；

图3为本发明的CPU的结构框图；

图4为本发明的网络拓扑图。