[实用新型]一种基于FPGA的多接口MVB网络故障诊断器

说明书

本实用新型涉及一种基于FPGA的多接口MVB网络故障诊断器，该诊断器采用模块化设计，具体包括：主控模块、FPGA模块、MVB模块、串行接口模块、USB接口模块、以太网接口模块和显示接口模块。MVB模块、串行接口模块、USB接口模块和以太网接口模块分别和FPGA模块连接，FPGA模块、显示模块分别和主控模块连接，在主控模块和FPGA模块的协同控制下，实现MVB网络的故障诊断以及诊断结果的显示和传输。解决MVB网络故障诊断设备接口单一引起的应用局限问题，提高其适用性，为MVB网络故障诊断器的广泛应用提供技术方案。

技术领域

本实用新型涉及一种多功能车辆总线MVB(Multifunction Vehicle BusController，MVB)网络故障诊断器设计方法，特别是一种基于FPGA的具有多接口的MVB网络故障诊断器，实现对MVB网络故障的诊断及提供与其它设备连接的接口。

背景技术

MVB网络控制系统长期工作在高温、电磁干扰严重等恶劣环境条件下，容易出现各种故障。而一旦发生故障，将导致控制系统无法正常工作，严重影响列车的运行安全，甚至带来巨大经济和人员损失。

现有MVB网络故障诊断系统大都采用国外如四门子、庞巴迪等集成的网络控制系统，其技术成熟，可靠性高，但价格高昂且技术保密。国产系统大都存在接口单一以及人机交互能力弱等问题，因此应用受限，也就是说对应不同接口的设备需要不同的故障诊断器，通用性差。

发明内容

本实用新型针对现有故障诊断器接口单一问题，提供一种基于FPGA的多接口MVB网络故障诊断器，使MVB网络故障诊断器具有串口、USB、以太网以及本地显示的接口能力，提高MVB网络故障诊断器的适用性，实现与其它设备的有效连接。

本实用新型提供一种基于FPGA的多接口MVB网络故障诊断器，包括：主控模块、FPGA模块、MVB模块、串行接口模块、USB接口模块、以太网接口模块以及显示接口模块。MVB模块和FPGA模块连接访问MVB网络，并在主控模块的控制下实现对MVB网络的故障诊断，然后将诊断结果通过显示接口显示，并在主控和FPGA模块的协同控制下将诊断结果通过串行接口模块、USB接口模块、以太网接口模块传输给其它设备。

所述的主控模块为多接口MVB网络故障诊断器的控制模块，其主要芯片为STM32F103ZET6。通过主控模块的SPI总线与FPGA模块通信，接收MVB模块数据，并将诊断结果发送给显示接口模块，以及串行接口模块、USB接口模块和以太网接口模块中某一模块。

所述的FPGA模块为多接口MVB网络故障诊断器的辅助控制模块，其主要芯片为FPGA EP4CE6F17C8。通过FPGA模块与主控模块的SPI总线，进行MVB网络数据采集，以及故障诊断结果的传输。诊断结果既可自动选择串行接口模块、USB接口模块和以太网接口模块中某一模块进行传输，也可通过拨码开关手动选择串行接口模块、USB接口模块和以太网接口模块中某一模块进行传输。此外，FPGA模块包含晶振和复位电路，为FPGA模块提供时钟和复位信号。而且，FPGA模块驱动LED状态显示电路，分别提供电源指示、工作指示、串口连接指示、USB连接指示和以太网连接指示。

所述的MVB模块为多接口MVB网络故障诊断器的MVB网络接入模块，采用瑞士杜根的D013 MVB控制器。通过该模块多接口MVB网络故障诊断器可以接入MVB网络，实现与MVB网络中其它设备之间的通信。为了简化该模块与FPGA模块的连接，通过配置该模块的MODE2和MODE1引脚为“高”和“低”低电平，即逻辑“1”“0”，来实现该模块和FPGA模块之间的接口为SPI，也就是说实现将MVB网络数据通过SPI传输至FPGA模块。此外，为了实现该模块的电气中距离传输（也即是说传输距离不大于200米），模块的MODE0引脚应该配置为“高”电平，即逻辑“1”。而且，为了使该模块在上电/掉电或其它低电压情况下能恢复正常工作，通过FPGA模块向该模块/RESET引脚提供复位信号。