多功能车辆总线控制器编码器设计

分析了目前国内外多功能车辆总线的发展状况及自主研制MVB总线控制器及MVB网络接口卡对于我国轨道交通的现实意义,介绍了基于CRC循环冗余校验和偶校验的基本原理,并根据TCN协议,在MVB总线中设计了一个由7位CRC校验码和1位偶校验位构成的具有双重校验的8位校验序列,大大提高了数据传输中的检错能力与可靠性。设计采用QuartusⅡ软件与VHDL语言实现,最终得到校验序列编码器的正确仿真波形,结果表明完全达到了预期的设计要求。

多功能车辆总线控制器芯片设计研究

设计并实现了一款多功能车辆总线控制器芯片,该芯片完全符合多功能车辆总线协议规定,可应用于多功能车辆总线上的主设备或从设备中。介绍了该芯片开发的技术路线,描述了芯片的架构设计、功能模块划分以及各个功能模块的设计思路。该芯片最终在0.35μm标准数字逻辑工艺下实现,芯片面积约为3.5 mm×3.5 mm,功耗小于500 mW。

多功能车辆总线控制器中CRC编码器的设计

为了降低TCN(Train Communication Network)的数据误码率,需要采用一种高性能的差错控制方法。循环冗余校验(CRC)由于编码简单且高效,是一种最常见的信道编码方法。根据TCN协议,在TCNMVB总线中一个由7位CRC校验码和1位偶校验位构成的具有双重校验的8位校验序列。按照MVB总线中帧的格式不同,选择串行算法实现。最终得到校验序列编码器的正确仿真波形,并在FPGA硬件上实现。

基于SOPC的多功能车辆总线控制器设计

简要介绍传统的MVB通信控制器芯片MVBC的结构及功能;通过深入研究MVB底层通信协议,设计出符合IEC61375标准用于网络连接的MVB总线访问IP(Intellectual Property)核;基于SOPC的设计思想,利用SOPC Builder在一片FPGA上集成了32位NiosII软核处理器和MVB总线访问IP核,以及一些必需的外围组件,并给出MVB控制器的设计实现方案。

基于模型视图控制器框架的多功能车辆总线一致性测试的实现

一致性测试是通信设备实现互操作的必要条件。简单介绍了对列车通信网(TCN)进行一致性测试的重要性和模型视图控制器(MVC)框架。重点描写了对多功能车辆总线(MVB)进行一致性测试所包括的内容、测试的方案和步骤,以及如何在MVC这种优秀的框架中实现。在实验室搭建了测试平台,使用的是Duagon公司D114MVB网卡,测试结果真实有效。

轨道车辆多功能车辆总线通信控制器及其配套产品化测试、实时监控装置的设计实现

介绍一种具有完全自主知识产权的多功能车辆总线通信控制器的设计实现,以及相应配套监控、监测设备的研发和测试。采用可编程硬件与ARM嵌入式处理器进行软硬件协同处理,并在整个设计过程中引入了面向可靠性设计方法,使用国内外最新软硬件测试和验证技术保证软硬件设计质量,保障设备能够长期有效运行。同时,由于采用了模块化设计路线,提出的多功能车辆总线通信控制器实际上包含一组完整的功能模块,能够通过合理组合实现轨道车辆上从简单的从设备到网关等各级通信设备,并且完成实时监控和产品测试等各种衍生功能,保证相应产品能够形成完成序列,顺利实现产业化。该多功能车辆总线通信控制器已经通过IEC61375标准一致性测试,并在实际地铁载客运行中实现两万公里无故障运行,即将实现批量装备。

多功能车辆总线及其通信控制设计

多功能车辆总线是用于强干扰环境下的高安全性系统网络控制的一种现场总线。给出了该现场总线的基本结构和原理,叙述了可编程器件实现数据链路控制和物理接口的方法,并描述了多功能车辆总线的应用前景。

基于蒙特卡洛树搜索算法实现轨道交通车辆多功能车辆总线周期调度表优化

目的:为改善轨道车辆MVB(多功能车辆总线)周期调度表的负载均衡度,提高MVB带宽利用率和车辆的通信系统实时性,需要对MVB周期调度表进行优化。方法:简述了MVB周期信息通信原理,明确了MVB调度表的2个约束条件,建立将MCTS(蒙特卡洛树搜索)算法应用于MVB调度表优化的理论方法,并通过Python软件编程实现该算法。明确了MCTS算法的优化目标,结合MVB调度表的约束条件设计了优化MCTS算法的预剪枝策略。选取了RMS(单调速率调度)算法、MCTS算法和GA(遗传算法)三种算法进行仿真试验,并对各算法的结果进行对比分析。结果及结论:优化后的MCTS算法有效避免了大量无效的搜索,搜索效率非常高。与RMS算法、GA相比,优化后的MCTS算法能在相同的搜索时间内获得更均衡的解。如果车辆通信设备增加,需要生成包含更多变量的调度表时,MCTS算法更能凸显其搜索优势。

多功能车辆总线数据差错控制对策研究

通信系统的安全稳定性取决于它的数据差错的控制能力。为了总线传输过程稳定,错误几率小,研究了多功能车辆总线的数据差错控制策略。

基于多功能车辆总线的网络自适应重组技术方案

在城市轨道交通列车通信网络技术领域,通过WTB(绞线式列车总线)来实现车辆编组变化而进行的网络重组是常用的技术方案。为了实现基于MVB(多功能车辆总线)的网络重组,从网络重组的连接方式、自适应网络系统功能、配置过程、MVB组网控制装置及MVB动态地址分配等方面,详细阐述了多功能车辆总线的网络自适应重组技术方案,并从自适应组网控制单元的功能出发,对网络自适应重组技术方案进行检测验证。检测验证结果表明,基于MVB的网络自适应重组技术方案能较为便利地实现对车辆的组网控制,能解决多单元车辆网络组网的关键问题,灵活地配置列车通信网络系统。

用FPGA实现多功能车厢总线控制器

本文介绍了多功能车厢总线(MVB),分析了国外先进MVB网卡的通信机制与特点,在此基础上,提出了用FPGA技术实现该网卡的核心部分多功能车厢总线控制器(MVBC)的方法,并采用功能相关的模块分组验证方法,对MVBC进行了功能验证及时序验证。

有轨电车MVB(多功能车辆总线)网络控制系统配置及通信控制策略

以松江有轨电车项目为例,结合OSI(开放式系统互联通信参考模型)分层模型,介绍了有轨电车MVB(多功能车辆总线)网络控制系统的配置及通信控制策略。根据有轨电车监控信号控制需求,采用该网络配置及通信控制策略,可以减少信号传输的误码率及MVB帧的差错率,提高有轨电车监控信号的传输效率,实现有轨电车监控信号及时、可靠和正确传输,确保有轨电车运行的稳定性和安全性。

多功能车辆总线周期扫描表的最优化设计

介绍多功能车辆总线中配置于主设备的周期扫描表的优化设计方法。在给出周期扫描表相关的基本概念后,讨论按照IEC61375-1标准所构造的周期扫描表的缺陷。基本规则生成的周期扫描表的陡度较大,周期变量分布不够均匀,且没有考虑报文定时的影响。针对是否报文定时相关提出两种优化设计算法。对于报文定时无关的可以采用逐步填空法完成,并给出逐步填空法的具体步骤。该方法生成的周期扫描表的陡度达到了最优值。对于报文定时相关的周期扫描表(TPPT)构成问题,则采用混合遗传算法进行求解。建立TPPT问题的数学模型,提出TPPT问题的目标函数,及编码、选择、交叉和变异的方法。计算结果表明这两种算法可以较好的优化MVB周期扫描表的构造。

基于多功能车辆总线的网络系统冗余设计

针对多功能车辆总线网络系统的可靠性问题,采用二模热冗余方法进行多功能车辆总线(MVB)网络冗余环型设计,并提出相应的介质冗余协议;对多功能车辆总线冗余环型网络的可靠性进行理论分析,并基于OMNeT++仿真平台建立多功能车辆总线冗余环型模型,对介质冗余协议进行仿真测试.测试结果表明,当多功能车辆总线网络系统出现故障时,介质冗余协议能实时可靠地进行总线替换,有效提高了多功能车辆总线网络系统的可靠性.

基于多目标粒子群优化的多功能车辆总线周期性扫描表的优化

介绍多功能车辆总线(MVB)周期性扫描表的设计原则和优化方法。引入IEC-61375协议中定义的MVB周期性扫描表(PPT)相关基本概念,从合理利用总线、实时数据传输及突发数据应对的角度认为MVB周期性扫描表设计应遵循"均衡总体、异化个体"的设计原则。依照该原则,构造了周期性扫描表优化问题的数学模型,提出3个优化指标:最长周期相、最短周期相及异化度。然后针对性地设计一个多目标粒子群优化(MPSO)方法,该优化方法引入优化权重及效用函数协调、相互对立的优化目标,并提出粒子编码、外部种群更新、粒子记忆及位置更新、粒子变异的方法,最后经过实例说明该优化方法得到预期的优化结果。

基于多功能车辆总线的CRH_3型动车组单车电气调试系统

根据对CRH3型动车组网络控制系统结构的分析,研制基于多功能车辆总线(MVB)的CRH3型动车组单车电气调试系统。该系统由硬件和软件两部分组成:硬件部分采用可移动式机箱,具有易散热、高强度和易操作的优点,且使用第4类MVB通信网卡替代中央控制单元,实现总线管理功能,并利用MVB信号判断动车组电气线路连接是否正确,对各车载设备功能做初步测试;软件部分采用模型—视图—控制器(MVC)框架设计,采用Visual C++语言设计用户界面,利用图标动态反映当前被测车体的电气连接状态。该单车电气调试系统不但接口简单,移动方便,通信接口及功能可配置,能够大大提高CRH3型动车组的电气调试效率,有效降低调试时的出错概率,还可通过变更接口和功能配置文件,使其适用于列车网络基于TCN的其他型号动车组的调试。

深圳地铁1号线续建工程多功能车辆总线网络系统的可靠性分析

对于列车网络系统来说,可靠性最为关键。列车网络系统可靠性越高,列车运营越安全,可使调试和维护的成本极大地降低。分析列车网络系统的可靠性,寻找列车网络系统可靠性的提升措施,对列车网络系统的设计和维护具有重要的现实意义。以深圳1号线续建工程为例,从列车多功能车辆总线(MVB)的各个方面分析了列车网络系统的可靠性,提出了列车MVB网络系统的可靠性提升措施。建议在列车控制领域,在满足功能的情况下应尽量地减少硬连线积极地推广和使用车辆网络系统。

基于USB总线的多功能车辆总线网卡设计与实现

对多功能车辆总线(MVB)网卡的结构进行分析,运用VHDL语言实现FPGA中的逻辑设计,使用USB总线实现PC机与FPGA之间的高速数据传输,从而实现PC机与MVB网卡的通信.介绍了USB接口部分的硬件电路设计、FPGA的软件设计以及上位机的软件设计.目前,本设计方案已成功应用于某地铁列车通信控制系统.

多功能车辆总线周期扫描表优化设计

针对参与通信的各周期信息特点设计优化的多功能车辆总线周期扫描表对提高列车通信网络的实时性能具有重要作用;标准推荐的周期轮询算法存在周期信息分布不均匀,带宽利用率相差较大的问题,在对周期扫描表的优化设计方法进行深入研究后,提出基于模拟退火算法的优化方案。建立了周期信息通信模型,详细阐述了通信抖动的概念并对其进行了定义。给出了优化目标函数并采用模拟退火算法进行求解,对算法的几个关键步骤进行了设计,并采用改进策略提高了模拟退火算法效率。通过实例仿真证明该算法实现了周期信息在整个宏周期范围内的均匀分布,优化了周期扫描表的构造。

多功能车辆总线设备地址分配优化设计

针对消息数据的事件轮询机制设计各种性能优化算法对提高多功能车辆总线消息数据的实时性能具有重要作用.详细分析了消息数据的通信机制,给出了事件轮询的具体流程,通过引入仲裁二叉树模型,对事件轮询的核心算法即事件仲裁算法进行了深入解析.该模型涵盖了事件仲裁的各种情况,清晰的展示了事件仲裁的方向和特点.在此基础上,为减少因大量冲突导致的仲裁延时,提出平衡二叉树地址分配方式,相比协议中的连续地址分配方法,该地址分配方式通过合理分割冲突域,最大程度的减少了事件轮询的仲裁报文数量.仿真结果证明该分配方式有效缩短了仲裁时延,提高了MVB网络的实时性能.