專利名稱：一種基于mvb網絡的網關的制作方法
技術領域：
一種基于MVB網絡的網關技術領域[0001]本實用新型涉及一種工業控制技術領域的數據轉換裝置，特別是一種基于MVB 網絡的網關。
背景技術：
[0002]工業現場總線是一個網絡通訊標準，它使得不同廠家的產品通過通訊總線使用 共同的協議進行通訊。基于分布式控制的多功能車輛總線(Multifunction Vehicle Bus, 簡稱MVB)，具有實時性強、可靠性高等優勢，是列車通信網絡國際標準TCN的推薦方 案。由于MVB總線的專業性很強，目前只有少數廠商可提供MVB總線的相關接口設 備。另外，MVB總線的相關測試儀器也較少。[0003]外設部件互連標準(簡稱PCI)具有良好的電氣總線特性，緊湊型PCI具有堅 固性和模塊化的特點，歐洲板卡式PCI具有機械封裝的特性，面向儀器系統的PCI擴展 (PCI extensions for Instrumentation,簡稱PXI)結合了前述三者的特性，發展成適合于 試驗、測量與數據采集場合應用的機械、電氣和軟件規范。PX[擁有PCI總線的極高傳 輸數據的能力，因此能夠有高達132Mbyte/s到528Mbyte/s的傳輸性能，在軟件上與PCI 是完全兼容的。將臺式PC的性能價格比優勢與PCI總線面向儀器領域的必要擴展完美地 結合起來，形成一種主流的虛擬儀器測試平臺。這使它成為了測量和自動化系統的高性 能、低成本運載平臺。因此，PX[總線得到了廣泛的應用。[0004]經過多年發展，PXI系統的組建和使用越來越方便，尤其適應組建大、中規模自 動測量系統，以及對速度、精度要求高的場合。目前，已有許多知名廠家開發了大量基 于PX[總線的測試儀器，如示波器、函數發生器、數字量輸入輸出設備、模擬量輸入 輸出設備等，還開發大量基于總線的軟件及插件，通過這些測試儀器、軟件和插件，能 靈活地組建不同復雜程度的自動測試系統。目前，由于MVB網絡的相關測試儀器較少， 需要使用PXt總線的測試儀器，將其接入MVB網絡實現MVB網絡的自動化測試。因 此，需要一種網關設備，以對來自MVB網絡的MVB數據和來自PXt網絡的PXt數據進 行協議轉換。然而，目前還沒有能實現對MVB數據和PXI數據進行協議轉換的網關設 備。發明內容[0005]為解決現有技術存在的上述問題，本實用新型要設計一種可以實現PXI總線設 備與MVB總線設備相互連接的基于MVB網絡的網關。[0006]為了實現上述目的，本實用新型的技術方案如下[0007]一種基于MVB網絡的網關，包括主處理器、MVB協議控制器、PX[協議控制 器和MVB網絡標準接口和PXt網絡標準接口，所述的主處理器分別與MVB協議控制器 和PXt協議控制器雙向連接，所述的MVB協議控制器經MVB網絡標準接口與MVB總 線雙向連接，所述的PXI協議控制器經PXI網絡標準接口與PXI總線雙向連接。[0008]本實用新型所述的MVB協議控制器還包括MVB總線控制器。[0009]本實用新型所述的MVB協議控制器為現場可編程門陣列電路或者專用集成電路。[0010]本實用新型所述的PXI協議控制器為現場可編程門陣列電路。[0011]本實用新型所述的MVB協議控制器為MVB總線主設備或MVB總線從設備。[0012]與現有技術相比，本實用新型具有以下有益效果[0013]由于本實用新型利用PX[協議控制器對來自PX[總線的PX[數據解碼后，通過主 處理器將PXI數據轉換成MVB數據，再經MVB協議控制器編碼發送到MVB總線。同 時，利用MVB協議控制器對來自MVB總線的MVB數據解碼后，通過主處理器將MVB 數據轉換成PX[數據，再經PX[協議控制器編碼后發送到PX[總線。因此，本實用新型 達到了將MVB總線設備與PXI總線設備互聯的目的，使功能豐富且技術成熟的PXI總線 設備，能為MVB總線設備所使用。
[0014]本實用新型共有附圖2張，其中[0015]圖1是基于MVB網絡的網關的結構示意圖。[0016]圖2是基于MVB網絡的網關的主處理器的工作流程圖。[0017]圖中，10、主處理器，11、MVB協議控制器，12、PXI協議控制器，13、MVB網絡標準接口，14、PM網絡標準接口，15、MVB總線，16、PM總線。
具體實施方式
[0018]
以下結合附圖對本實用新型進行進一步說明，如圖1所示，本實施例包括主 處理器10、MVB協議控制器11、PXI協議控制器12和MVB網絡標準接口 13以及PM 網絡標準接口 14。[0019]與MVB總線15連接MVB網絡標準接口 13，接收來自MVB總線的串行MVB 數據。MVB網絡標準接口 13接收到串行MVB數據后，與MVB網絡標準接口 13連接 的MVB協議控制器11，對來自MVB總線的串行MVB數據進行解碼。MVB協議控制 器11串行MVB數據解碼后，發送給與MVB協議控制器11、PXI協議控制器12連接的 主處理器10。主處理器10通過數據總線、地址總線及控制總線，與MVB協議控制器 11、其中，主處理器10通過數據總線、地址總線及控制總線，與MVB協議控制器11、 PXI協議控制器12連接。[0020]主處理器10接收到來自MVB協議控制器11的MVB數據后，將MVB協議控 制器11解碼得到的MVB數據轉換成PXI數據，并發送給PXI協議控制器。與主處理器 10連接的PXI協議控制器12，對來自主處理器10的PXI數據進行編碼后輸出PXI總線 數據。PXt協議控制器12輸出的PXt總線數據，經PXI網絡標準接口 14發送到PXt總 線16。[0021]與PM總線16連接的PXI網絡標準接口 14，接收來自PM總線16的PM總線 數據后，發送給與PXI網絡標準接口 14連接的PXI協議控制器12。PXI協議控制器12 對來自PXI總線16的PXt總線數據進行解碼后輸出PXt數據。主處理器10接收PXt協議控制器12輸出的PX[數據，將PXI數據轉換成MVB數據后，發送給與主處理器10連 接的MVB協議控制器11。MVB協議控制器11對主處理器10發送的MVB數據進行 編碼后輸出串行MVB數據。與MVB協議控制器11連接的MVB網絡標準接口 13，將 MVB協議控制器11輸出的串行MVB數據經MVB總線15發送到MVB網絡。[0022]以下對本實施例網關設備中各功能模塊的具體處理流程進行說明。首先，說明 網關設備如何將來自MVB總線的MVB數據轉換成PXt數據并發送到PXt總線。[0023]MVB網絡標準接口 13，從MVB總線15接收串行MVB數據后發送給MVB協 議控制器11，即MVB總線15上的串行MVB數據經驅動電路進入MVB協議控制器11。 MVB協議控制器11，通過與其相連的MVB網絡標準接口 13，接收到來自MVB總線15 的串行數據，即MVB數據，對MVB數據進行解碼處理。之后，MVB協議控制器11 將解碼后的MVB數據，通過數據總線發送給主處理器10。主處理器10對MVB數據進 行編碼轉換，使MVB數據轉換成PX[數據，并發送給與主處理器10連接的PX[協議控 制器12。PXI協議控制器12對主處理器10發送的數據進行編碼，生成PX[數據后，通 過PXt網絡標準接口 14發送到PXt總線16上。本實施例網關設備需要傳輸數據到PXt 總線，但只需滿足基本的寄存器接口功能即可。PX[總線有許多寄存器，但是完成通訊 只需滿足最基本的寄存器即可，還有一些與通信無關，沒有必要使用全部寄存器。[0024]以下說明本實施例網關設備如何將來自PXt總線的PXI數據轉換成MVB數據并 發送到MVB總線。[0025]PXI協議控制器12，通過與其連接的PXt網絡標準接口 14，接收到來自PXt總 線16的PX[總線數據后，對PX[數據進行解碼處理，使其轉換成主處理器10能識別的 PXI數據。之后，PXI協議控制器12將解碼后的PXI數據，通過數據總線發送給主處理 器10。主處理器10對PX[數據進行編碼轉換，使PX[數據轉換成MVB數據后，發送給 MVB協議控制器11。PX[協議控制器12接收到來自主處理器10的10MVB數據后，對 MVB數據進行編碼生成MVB過程數據，通過MVB網絡標準接口 13發送到MVB總線 15上。[0026]在上述方案的基礎上，為了提高MVB數據在MVB總線上的傳輸可靠性，MVB 協議控制器11還包括MVB總線控制器。MVB總線控制器內部包含編碼/譯碼電路和 控制通信存儲器所需的邏輯電路，用來控制幀的發送和接收，例如沖突檢測、幀的前導 比特處理、CRC校驗位的處理等。并對輸入幀譯碼并檢驗其有效性后，將數據存放到相 應的通信存儲器中。[0027]在上述方案的基礎上，為了使MVB協議控制器11作為MVB總線的主設備，集 中管理對MVB總線的訪問，可將MVB協議控制器11作為總線主設備，將PX[協議控制 器12作為總線從設備。MVB網絡協議控制器可根據配置實現總線主與總線從的功能， 實現數據鏈路層以及一部分傳輸層的數據處理，并通過通訊存儲器來與上層軟件交互。[0028]在上述方案的基礎上，為了提高本實施例網關設備的可靠性，同時便于用戶調 試，可采用現場可編程門陣列實現MVB協議控制器11和PXI協議控制器12的設計。[0029]以下描述本實施例中主處理器10的工作流程。圖2為本實用新型網關設備實 施例中主處理器10的工作流程圖，本實施例網關設備上電后，主處理器10首先進行初始 化和配置FPGA操作。配置FPGA即配置MVB協議控制器11和PXt協議控制器12，使之實現相應的協議控制器功能。主處理器10初始化和配置完FPGA之后，由上位機通 過MVB網絡標準接口 13設置相關參數，如MVB端口地址、MVB設備地址、MVB端 口的FCODE、刷新時間、通信頻率等通信參數。主處理器10接收到上位機發送的通信 參數后，先判斷是否有通信參數，如果沒有則通過上位機對通信參數進行設置。[0030]上位機設置通信參數后，主處理器10進入主循環程序，主處理器10周期性采集 來自MVB協議控制器11或PXI協議控制器12的數據，如果有數據，則進行數據接收。 接收完數據后，對數據進行格式轉換、數據計算等處理。之后，將轉換后得到MVB數據 發送給MVB協議控制器11，或將轉換后得到PX[數據發送給PX[協議控制器12。MVB 協議控制器11或PX[協議控制器12，則通過各自的網絡標準接口發送到相應的總線。[0031]本實用新型提供的網關設備，利用PXt協議控制器12對來自PXt總線的PXI數 據解碼后，通過主處理器10將PXI數據轉換成MVB數據，再經MVB協議控制器11編 碼發送到MVB總線15。同時，利用MVB協議控制器11對來自MVB總線15的MVB 數據解碼后，通過主處理器10將MVB數據轉換成PXI數據，再經PXI協議控制器12編 碼后發送到PXI總線16。因此，本實用新型達到了將MVB總線設備與PXI總線設備互 聯的目的，使功能豐富且技術成熟的PXI總線設備，能為MVB總線設備所使用。
權利要求1.一種基于MVB網絡的網關，其特征在于包括主處理器(10)、MVB協議控制器 (11)、PX[協議控制器(12)和MVB網絡標準接口(13)和PX[網絡標準接口(14)，所述 的主處理器(10)分別與MVB協議控制器(11)和PX[協議控制器(12)雙向連接，所述 的MVB協議控制器(11)經MVB網絡標準接口(1 與MVB總線(1 雙向連接，所述 的PX[協議控制器(1 經PXt網絡標準接口(14)與PX[總線(16)雙向連接。
2.根據權利要求1所述的一種基于MVB網絡的網關，其特征在于所述的MVB協 議控制器(11)還包括MVB總線(15)控制器。
3.根據權利要求1所述的一種基于MVB網絡的網關，其特征在于所述的MVB協 議控制器(11)為現場可編程門陣列電路或者專用集成電路。
4.根據權利要求1所述的一種基于MVB網絡的網關，其特征在于所述的PX[協議 控制器(12)為現場可編程門陣列電路。
5.根據權利要求1所述的一種基于MVB網絡的網關，其特征在于所述的MVB協 議控制器(11)為MVB總線(15)主設備或MVB總線(15)從設備。
專利摘要本實用新型公開了一種基于MVB網絡的網關，包括主處理器、MVB協議控制器、PXI協議控制器和MVB網絡標準接口和PXI網絡標準接口，所述的主處理器分別與MVB協議控制器和PXI協議控制器雙向連接，所述的MVB協議控制器經MVB網絡標準接口與MVB總線雙向連接，所述的PXI協議控制器經PXI網絡標準接口與PXI總線雙向連接。本實用新型利用PXI協議控制器對來自PXI總線的PXI數據解碼后，通過主處理器將PXI數據轉換成MVB數據，再經MVB協議控制器編碼發送到MVB總線；同時可以進行數據的反向轉換。本實用新型使功能豐富且技術成熟的PXI總線設備，能為MVB總線設備所使用。
文檔編號H04L12/66GK201813392SQ20102051782
公開日2011年4月27日 申請日期2010年9月1日 優先權日2010年9月1日
發明者吳濤, 王延超 申請人:中國北車股份有限公司大連電力牽引研發中心