基于FPGA的MVBC设计与开发.rar

随着动车组的日益普及，列车上传输的信息量不断增长，列车通信网络(TCN)将扮演越来越重要的角色。列车通信网络协议，即IEC61375-1标准，将列车通信网络分为两部分：联接各节可动态编组车辆的铰链式列车总线WTB和联接车辆内固定设备的多功能车辆总线MVB。在国内列车上应用的MVB相关产品和技术大多从国外进口。我国对这方面技术的研究和开发应用处于起步阶段，尚无法打破外国的垄断。这不利于研制具有自主知识产权的列车通信设备，影响了我国列车通信网络的发展，阻碍了我国制定自己的列车通信网络标准的步伐。 基于上述原因，本文研究了TCN协议并深入分析了MVB技术。根据TCN协议规定，与MVB总线联接的设备共分为5类，每类设备都必须通过总线控制器挂到MVB上。MVB技术应用的关键在于研制MVB总线控制器(MVBC)。本文在理解消化TCN协议的基础上，提出了采用FPGA实现MVBC的方案。此方案在FPGA芯片上实现了2、3、4类MVB设备控制器的功能。 根据TCN协议，将MVBC划分为八大功能模块：编码模块、译码模块、报文分析模块、内部寄存器模块、主控制单元、中断逻辑、通信存储控制器和地址逻辑，并采用Venlog硬件描述语言实现对上述各模块的RTL电路设计。本文重点设计了编码模块、中断逻辑、通信存储控制器以及地址逻辑模块，并使用ISE集成开发环境和Synplify Pro综合工具对这些模块进行了设计综合，最后在ModelSim仿真平台上仿真验证了这些模块。 在实验室环境下，仿真得到了符合TCN协议的帧波形，结果表明本文设计的模块功能满足TCN协议要求。通过本文研究可知，用FPGA实现MVBC这一方案具有可操作性。 关键词：列车通信网络；多功能车辆总线；多功能车辆总线控制器；现场可编程门陈列