基于ARM的MVB接口机车逻辑控制模块设计与实现
发布时间：2023-01-25 18:53
随着列车高速化、自动化的发展,越来越多的列车采用了列车通信网络（TCN）,列车通信网络是集现代列车控制、状态检测、故障诊断及旅客服务等信息传输为一体的高性能综合控制系统,多功能车辆总线（MVB）是该系统的重要组成部分。本文主要研究了“韶山7E（SS7E）电力机车网络控制系统”中基于ARM的MVB接口机车逻辑控制模块的硬件设计与实现方法。 模块化SS7E电力机车网络控制系统是由铁道部北车集团大连研发中心与大连理工大学信息与控制研究中心合作进行研发,主要包括中央控制模块（CCU）、逻辑控制模块（LLC）、空气管路控制模块（DKL）、司机室控制模块（CAB）。逻辑控制模块主要由CPU及MVB控制单元、数字量输入输出单元（DX）、电源控制单元和背板总线单元四部分组成。 本文在深入了解国内外列车通信网络的发展现状和嵌入式系统技术应用的基础上,根据韶山7E（SS7E）电力机车网络控制系统的设计需求,研究了TCN国际标准和多功能车辆总线（MVB）协议,对SS7E中的逻辑控制模块（LLC）进行设计和实现。详细地阐述了LLC中CPU及MVB控制单元...
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 列车通信网络(TCN)发展概况
1.1.1 TCN产生及特点
1.1.2 国外TCN的发展与应用
1.1.3 国内TCN的发展与应用
1.2 嵌入式系统技术及应用
1.2.1 嵌入式系统定义
1.2.2 嵌入式微处理器分类及特点
1.2.3 嵌入式操作系统介绍
1.3 韶山7E(SS7E)网络控制系统设计
1.3.1 SS7E设计要求及组成结构
1.3.2 SS7E系统各模块主要功能
1.4 课题提出的意义及本文研究工作
2 列车通信网络(TCN)研究与分析
2.1 TCN体系结构
2.1.1 TCN协议模型
2.1.2 TCN拓扑结构
2.1.3 TCN与其它现场总线比较
2.2 多功能车辆总线(MVB)
2.2.1 MVB传输介质及拓扑结构
2.2.2 MVB数据类型
2.2.3 MVB设备分类
3 逻辑控制模块(LLC)总体设计
3.1 LLC特点及板位结构
3.2 CPU及MVB控制单元
3.2.1 设计要求
3.2.2 结构框图和配置指标
3.2.3 CPU选型方案及依据
3.2.4 NET+50结构框图及主要特点
3.3 数字量输入输出(DX)单元
3.3.1 DX技术要求及设计依据
3.3.2 DX单元设计框图
3.4 电源控制单元
3.4.1 设计要求
3.4.2 设计方案
3.4.3 电源设计时对电磁兼容的考虑
3.5 背板总线单元
3.5.1 背板总线分析与选择
3.5.2 背板总线设计
4 CPU及MVB控制单元设计
4.1 NET+50外围电路设计
4.1.1 自举配置电路
4.1.2 实时时钟(RTC)电路
4.1.3 看门狗、低压检测及手动系统复位电路
4.1.4 JTAG调试电路
4.2 存储器单元设计
4.2.1 SDRAM单元
4.2.2 Flash单元
4.2.3 NVRAM单元
4.3 NET+50与MVB接口单元设计
4.3.1 MVBC02与NET+50连接
4.3.2 MVBC02通信接口设计
4.4 总线接口单元设计
4.5 PCB设计
4.5.1 PCB设计中对电磁兼容的考虑
4.5.2 电路布线图
4.6 电路调试方案
5 数字量输入输出(DX)单元设计
5.1 数字量输入单元设计
5.2 数字量输出单元设计
5.3 FPGA控制单元设计
5.3.1 XC2S30 FPGA介绍
5.3.2 FPGA设计流程
5.4 PCB设计
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢
大连理工大学学位论文版权使用授权书
【参考文献】：
期刊论文
[1]机载计算机中几种常用总线的比较[J]. 李林,张娟. 航空计算技术. 2005(03)
[2]嵌入式系统的核心——嵌入式处理器的分类与选型[J]. 赵丙辰. 新乡师范高等专科学校学报. 2005(05)
[3]基于ARM7内核和嵌入式系统的VME总线控制器的研制[J]. 王彦瑜,郭玉辉,乔卫民,李晓强. 核电子学与探测技术. 2005(05)
[4]Nucleus Plus容错功能扩充研究[J]. 袁成军,乔永强,李广辉. 微电子学与计算机. 2005(08)
[5]电磁兼容设计在综合机柜中的应用[J]. 胡家军. 武汉化工学院学报. 2005(04)
[6]电磁兼容中的接地技术[J]. 张友林,魏长江. 煤炭技术. 2005(08)
[7]基于嵌入式操作系统VxWorks数据采集系统软件设计[J]. 陈荣,蔡志勇,胡保安. 科技广场. 2005(06)
[8]基于ARM的嵌入式通信控制器的设计与应用[J]. 楚红雨,李磊民,黄玉清,李敏. 微计算机信息. 2005(16)
[9]基于Linux的嵌入式系统设计[J]. 赵志显. 大众科技. 2005(11)
[10]列车通信网络研究现状及展望[J]. 常振臣,牛得田,王立德,田永洙. 电力机车与城轨车辆. 2005(03)
本文编号：3731681
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 列车通信网络(TCN)发展概况
1.1.1 TCN产生及特点
1.1.2 国外TCN的发展与应用
1.1.3 国内TCN的发展与应用
1.2 嵌入式系统技术及应用
1.2.1 嵌入式系统定义
1.2.2 嵌入式微处理器分类及特点
1.2.3 嵌入式操作系统介绍
1.3 韶山7E(SS7E)网络控制系统设计
1.3.1 SS7E设计要求及组成结构
1.3.2 SS7E系统各模块主要功能
1.4 课题提出的意义及本文研究工作
2 列车通信网络(TCN)研究与分析
2.1 TCN体系结构
2.1.1 TCN协议模型
2.1.2 TCN拓扑结构
2.1.3 TCN与其它现场总线比较
2.2 多功能车辆总线(MVB)
2.2.1 MVB传输介质及拓扑结构
2.2.2 MVB数据类型
2.2.3 MVB设备分类
3 逻辑控制模块(LLC)总体设计
3.1 LLC特点及板位结构
3.2 CPU及MVB控制单元
3.2.1 设计要求
3.2.2 结构框图和配置指标
3.2.3 CPU选型方案及依据
3.2.4 NET+50结构框图及主要特点
3.3 数字量输入输出(DX)单元
3.3.1 DX技术要求及设计依据
3.3.2 DX单元设计框图
3.4 电源控制单元
3.4.1 设计要求
3.4.2 设计方案
3.4.3 电源设计时对电磁兼容的考虑
3.5 背板总线单元
3.5.1 背板总线分析与选择
3.5.2 背板总线设计
4 CPU及MVB控制单元设计
4.1 NET+50外围电路设计
4.1.1 自举配置电路
4.1.2 实时时钟(RTC)电路
4.1.3 看门狗、低压检测及手动系统复位电路
4.1.4 JTAG调试电路
4.2 存储器单元设计
4.2.1 SDRAM单元
4.2.2 Flash单元
4.2.3 NVRAM单元
4.3 NET+50与MVB接口单元设计
4.3.1 MVBC02与NET+50连接
4.3.2 MVBC02通信接口设计
4.4 总线接口单元设计
4.5 PCB设计
4.5.1 PCB设计中对电磁兼容的考虑
4.5.2 电路布线图
4.6 电路调试方案
5 数字量输入输出(DX)单元设计
5.1 数字量输入单元设计
5.2 数字量输出单元设计
5.3 FPGA控制单元设计
5.3.1 XC2S30 FPGA介绍
5.3.2 FPGA设计流程
5.4 PCB设计
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢
大连理工大学学位论文版权使用授权书
【参考文献】：
期刊论文
[1]机载计算机中几种常用总线的比较[J]. 李林,张娟. 航空计算技术. 2005(03)
[2]嵌入式系统的核心——嵌入式处理器的分类与选型[J]. 赵丙辰. 新乡师范高等专科学校学报. 2005(05)
[3]基于ARM7内核和嵌入式系统的VME总线控制器的研制[J]. 王彦瑜,郭玉辉,乔卫民,李晓强. 核电子学与探测技术. 2005(05)
[4]Nucleus Plus容错功能扩充研究[J]. 袁成军,乔永强,李广辉. 微电子学与计算机. 2005(08)
[5]电磁兼容设计在综合机柜中的应用[J]. 胡家军. 武汉化工学院学报. 2005(04)
[6]电磁兼容中的接地技术[J]. 张友林,魏长江. 煤炭技术. 2005(08)
[7]基于嵌入式操作系统VxWorks数据采集系统软件设计[J]. 陈荣,蔡志勇,胡保安. 科技广场. 2005(06)
[8]基于ARM的嵌入式通信控制器的设计与应用[J]. 楚红雨,李磊民,黄玉清,李敏. 微计算机信息. 2005(16)
[9]基于Linux的嵌入式系统设计[J]. 赵志显. 大众科技. 2005(11)
[10]列车通信网络研究现状及展望[J]. 常振臣,牛得田,王立德,田永洙. 电力机车与城轨车辆. 2005(03)
本文编号：3731681
本文链接：https://www.wllwen.com/shekelunwen/ljx/3731681.html
