蒋国涛

(中国南车集团 株洲南车时代电气股份有限公司 技术中心 ,湖南株洲412001)

目前,国际上列车通信网络控制技术己经成熟。其核心技术由西门子、Bombardier和ABB等公司掌握,市场上的TCN专用控制芯片被它们所垄断。在国内还没有公司能够开发出符合IEC 61375要求的专用绞线式列车总线(WTB)的专用控制芯片。虽然有公司开发出了基于FPGA的WTB物理层控制器IP核,但是离成熟标准的绞线式列车总线(WTB)的专用控制芯片的距离还很遥远,其只能实现物理层信号编解码、信号监测、线路选择及冗余管理等物理层功能,如果要实现WTB通信,还需要借助外界器件实现高层数据链路控制器(HDLC)协议,通用性差。

介绍一种基于FPGA平台的能完全满足IEC 61375绞线式列车总线(WTB)的专用控制芯片功能要求的标准IP核。它能完成绞线式列车总线(WTB)链路层的HDLC帧收发、物理层数据的曼彻斯特编解码、冗余线路的控制等功能。该IP核可以流片成专用的ASIC,也可以作为通用的IP核直接使用,解决了目前该类产品通用性差、重复开发等问题,突破了国外公司的技术垄断,在行业内具有战略意义。

1 WTB帧

绞线式列车总线(WTB)是一种串行数据通信总线,主要用于经常相互连挂和解列的重联车辆。WTB满足IEC 61375-1[1]的要求,支持周期性的过程数据、非周期性的消息数据以及监视数据。能够通过初运行实现列车的自动编址、自动编组。WTB最多可互联32个节点,传输介质为屏蔽双绞线,干线电缆最大长度为860 m,工作速率为1 Mb/s。WTB采用了硬件冗余,数据在两条介质上同时发送,仲裁逻辑根据收发器提供的载波检测信号在两路接收信号间作出选择。……