王 健

(上海地铁电子科技有限公司 上海 200237)

0 引言

MVB(多功能车辆总线)作为列车通信网络(TCN)的一部分，负责一个车厢内设备或者一个固定的车辆组内设备的数据通信。具有实时性强、可靠性高、传输数据快和传输距离远等优点，目前在高铁和地铁中的应用非常广泛[1]。

为了实现对多功能列车总线的状态监测、故障诊断和一致性测试，以及在车载设备的研发和调试过程中，模拟多功能列车总线的数据传输过程，设计了一套系统，主要实现了以下功能：(1)MVB仿真发送功能；(2)总线波形实时采集功能；(3)数据分析功能；(4)Linux系统下Python控制程序设计。

1 整体设计

在MVB数据通信中，具有以下特征：通信传送方式采用主从帧应答，帧发送方式采用周期性广播，帧标识符具有帧头和帧尾标识以识别帧的开始和结束，帧编码采用曼彻斯特编码，数据传输速率为1.5Mbit/s。为了仿真MVB总线通信，需要仿真主站发送主帧数据，仿真从站发送从帧数据，仿真接收主帧数据和从帧数据。通过对MVB通信总线波形的实时采集，并进行逻辑分析，分析网络中的帧数据、帧响应时间、撞帧、丢帧、位错误及网络干扰等，从而可以实现对网络通信质量的判断和网络设备的一致性测试[2]。在该设计中，利用通用逻辑芯片FPGA实现MVB仿真和波形采集功能；在嵌入式Linux系统下，利用Python编程实现整体控制和数据分析；FPGA和嵌入式系统通过USB实现数据交互，系统结构如图1所示。

图1 系统结构

设计中，仿真功能和采集功能采用Altera公司的FPGA芯片实现；……