[发明专利]一种MVB协议分析仪及其工作方法

说明书

技术领域

本发明属于列车网络通信领域，涉及一种MVB协议分析仪及其工作方法，其应用于列车通信网络多功能车辆总线中。

背景技术

列车通信网络(TCN-Train Communication Network)是铁路列车车辆之间和车辆内部可编程设备互联传送控制、监测与诊断信息的数据通信网络。随着当代列车的智能化，列车通信网络中包含更多的信息，诸如状态、控制、故障诊断、旅客信息等，如何对列车运行数据进行分析从而在早期发现列车运行时存在的风险定位列车缺陷，以保证列车的安全行驶成为一个关键性问题。

由于目前主机厂调试列车使用的设备采用上位机协议分析软件和下位机设备相结合的方式，设备的繁多及调试环境的搭建软件安装等给列车调试工作带来了诸多不便。因此，提供一个高效、可靠的、操作便捷的MVB协议分析仪具有广阔的发展前景。

发明内容

针对现有技术中存在的技术问题，本发明的目的在于提出一种MVB协议分析仪及其工作方法，提供对MVB总线数据进行实时捕捉、分析、处理、查询、统计、诊断等应用服务，具有人机交互一体机的功能，其最终能够应用到MVB网络状态检测、故障诊断等方面，为列车网络运行情况分析提供参考依据。

协议分析仪设备通过MVB接口与MVB总线连接，FPGA核心根据协议分析仪软件发出的指令采集列车网络MVB总线数据，并通过SPI总线将数据传输给ARM核心，协议分析仪软件便可以对设备采集到的数据进行解析，并提供查询、统计及分析等应用服务。

本发明的技术方案为：

一种MVB协议分析仪，其特征在于包括ARM核心、FPGA核心、MVB接口、LCD触摸屏；其中，ARM核心与FPGA核心通信连接，FPGA核心收到ARM核心发出的数据采集指令后通过MVB接口进行数据采集并将采集到的数据进行解码后传输给ARM核心，收到ARM核心发出的停止数据采集指令时，停止数据采集；ARM核心负责根据TCN协议对列车MVB网络数据进行数据解析；LCD触摸屏与ARM核心通信连接，负责人机交互功能，用于协议分析软件操作及相关数据显示。

进一步的，所述ARM核心包括下列外围接口：网络接口、SD卡接口、电源接口、USB接口、串口接口；其中，所述网络接口用于提供网络通信功能，所述SD卡接口用于提供数据存储功能，所述电源接口用于提供电源供电功能，所述串口接口用于提供串口调试功能。

进一步的，所述ARM核心采用多线程处理方法对列车MVB网络数据进行数据解析。

进一步的，所述ARM核心与FPGA核心通过SPI总线通信连接；所述MVB接口与MVB总线电缆的一端连接，MVB总线电缆的另一端连接至列车控制系统的MVB服务接口。

进一步的，所述ARM核心首先根据TCN协议判断接收的数据文件帧格式的合法性，若合法再对帧数据包进行解析，得到过程数据、消息数据、监视数据的详细内容；然后以TCN协议中规定的帧格式进行显示，包括MVB过程数据帧、MVB消息数据帧、MVB监视数据帧。

进一步的，所述帧格式遵循IEC-61375标准，ARM核心按照IEC-61375标准的帧格式定义解析出过程数据、消息数据、监视数据的详细内容，为数据查询、统计、诊断提供数据源。

一种如权利要求1所述MVB协议分析仪的工作方法，其步骤为：

1)协议分析仪的ARM核心模块发送数据采集指令给FPGA核心；

2)FPGA核心收到数据采集指令后通过MVB接口从MVB总线采集列车网络数据，并对采集的数据解码后发送给ARM核心；当FPGA收到ARM核心发送的停止数据采集指令时，停止数据采集；

3)ARM核心保存FPGA发送过来的解码后的数据并根据TCN协议进行数据解析；

4)ARM核心将解析后的数据会以TCN协议中规定的帧格式进行显示。

进一步的，所述ARM核心包括下列外围接口：网络接口、SD卡接口、电源接口、USB接口、串口接口；其中，所述网络接口用于提供网络通信功能，所述SD卡接口用于提供数据存储功能，所述电源接口用于提供电源供电功能，所述串口接口用于提供串口调试功能。

进一步的，所述ARM核心首先根据TCN协议判断接收的数据文件帧格式的合法性，若合法则对帧数据包进行解析，得到过程数据、消息数据、监视数据的详细内容；然后以TCN协议中规定的帧格式进行显示，包括MVB过程数据帧、MVB消息数据帧、MVB监视数据帧。

进一步的，所述ARM核心采用多线程处理方法对列车MVB网络数据进行数据解析。