专利名称：基于arm7的mvb-以太网网关的制作方法
技术领域：
本发明所述的基于ARM7的MVB-以太网网关涉及计算机通讯网络系统，
背景技术：
目前机车上应用的多功能车辆总线MVB是符合IEC61375-1标准总线，主要 应用于机车通讯网络中，作为车辆控制器和车辆设备的互联总线。以太网则广 泛应用于计算机之间以及自动化控制设备之间的互联。如何使专用列车通讯网 络与广泛使用的以太网能够互联，使得以太网与多功能车辆总线MVB的无缝结 合成为可能，这样对于多功能车辆总线MVB列车控制系统的开发、调试以及监 视具有很重要的意义。针对上述现有技术中所存在的问题，研究设计一种新型 的基于ARM7的MVB-以太网网关，从而克服现有技术中所存在的问题是十分必要 的。
发明内容
鉴于上述现有技术中所存在的问题，本发明的目的是研究设计一种新型的 基于ARM7的MVB-以太网网关，从而解决专用列车通讯网络与广泛使用的以太网 互联的问题。本发明所述的基于ARM7的MVB-以太网网关是由MVB总线协议控制 器、以太网收发器、ARM7中央控制器、以太网隔离变压器、MVB总线隔离变压 器所组成。MVB总线数据通过MVB总线隔离变压器进入MVB总线协议控制器，再 进入A歴7中央控制器进行逻辑运算处理，处理后的数据进入以太网收发器，最 后通过以太网隔离变压器发送到以太网。以太网数据通过以太网隔离变压器进 入以太网收发器，再进入ARM7中央控制器进行逻辑运算处理，处理后的数据进 入MVB总线协议控制器，最后通过MVB总线隔离变压器送到MVB总线。本发明 所述的MVB总线协议控制器，根据MVB总线通讯协议规定，接收MVB过程数据 帧，经过解码处理后存入通信存储器中。读取A謂7中央控制器写入通信存储器 中的过程数据，经过编码生成MVB过程数据帧发送到MVB总线。本发明所述的 以太网收发器，接收以太网数据帧，经过解码处理后传给ARM7中央控制器。读 取ARM7中央控制器写入以太网控制寄存器中的数据，经过编码生成以太网数据
帧发送到以太网。本发明所述的ARM7中央控制器，负责MVB总线协议控制器和 以太网收发器的数据交换，具有图形化编程接口，用户使用符合IEC61131-3的 语言编写控制逻辑。本发明所述的以太网隔离变压器，是以太网收发器与以太 网物理层的电气接口，起到电气隔离的作用。本发明所述的MVB总线隔离变压 器是MVB总线协议控制器与MVB总线物理层的电气接口，起到电气隔离的作用。
本发明所述的基于ARM7的MVB-以太网网关，解决了专用列车通讯总线MVB 和通用以太网的数据通讯问题，具有设计新颖、可靠、灵活等特点，在机车行 业以及相关领域具有广泛的应用前景。
本发明共有五张附图，其中
附图1、基于A歴7的MVB-以太网网关的结构框图
附图2、 MVB总线控制电路结构框图
附图3、以太网控制电路和接口电路结构框图
附图4、 ARM7中央控制器及其外围接口电路结构框图
附图5、 MVB总线接口电路结构框图
图中1、 MVB总线协议控制器2、以太网收发器3、 ARM7中央控制器 4、以太网隔离变压器5、 MVB总线隔离变压器
具体实施例方式
本发明的具体实施例如附图所示，本发明主要用于基于多功能车辆总线MVB 的列车控制系统，作为MVB总线与以太网间的网关设备，具体实现方法如下所 述。
1、 网关基本工作原理
如图1所示，MVB总线数据与以太网数据通过ARM7中央控制器处理后转发 至另一种控制总线上。其中ARM7中央控制器运行符合IEC61131-3的PLC解释 器，解释执行用户编写的应用程序。
2、 MVB总线控制电路
如图2所示，MVB总线控制电路是MVB总线和ARM7中央控制器接口的主要 控制电路，主要包括MVB协议控制器，MVB通信存储器，ARM7中央控制器接口 电路。ARM7中央控制器通过标准的总线读写来控制MVB协议控制器发送或者接
受MVB总线的数据，MVB协议控制器负责总线的监视和管理、发送或接收数据、 编码或解码数据帧。ARM7中央控制器与MVB协议控制器通过MVB通信存储器进 行数据的交换。
3、 以太网控制电路
如图3所示，以太网控制电路是以太网和ARM7中央控制器接口的主要控制 电路，主要包括以太网收发器及其周边电路，ARM7中央控制器接口电路，以太 网接口电路等。ARM7中央控制器通过标准的MII控制接口来控制以太网收发器， 通过发送数据通道和接收数据通道来访问以太网数据。以太网隔离变压器用于 以太网收发器与以太网的隔离，保护以太网收发器以及周边电路，并起到抵抗 来自外部以太网的电磁干扰的作用。
4、 ARM7中央控制器及其外围接口电路
如图4所示，ARM7中央控制器及其外围接口电路实现了网关的中央控制功 能，主要包括ARM7中央控制器，代码存储器，配置存储器，程序存储器。A體7 巾央控制器具有速度快、体积小、接口丰富、功耗低、无需辅助散热设备的优 点，主要负责运行PLC解释器和用户的应用程序。代码存储器由非易失性闪存 (FLASH)组成，永久存储网关的控制代码。配置存储器由非易失性闪存(FLASH) 组成，永久存储用户的应用数据和总线配置数据。程序存储器由同步动态随机 访问存储器(SDRAM)组成，具有速度快、容量大的优点，用于代码运行时的内存 分配。用户可以通过图形化编程工具进行应用程序的编写和编译，生成二进制 代码文件后通过网络接口下载至配置存储器中，运行于ARM7中央控制器的PLC 解释器将自动加载并执行用户应用程序，对总线数据进行逻辑处理。
5、 MVB总线接口电路
如图5所示，MVB总线隔离变压器是MVB总线的接口电路，用于MVB协议控 制器与MVB总线的隔离，保护MVB协议控制器以及周边电路，并起到抵抗来自 MVB总线的电磁干扰的作用。
权利要求
1、一种基于ARM7的MVB-以太网网关，其特征在于MVB-以太网网关是由MVB总线协议控制器(1)、以太网收发器(2)、ARM7中央控制器(3)、以太网隔离变压器(4)、MVB总线隔离变压器(5)所组成；MVB总线数据通过MVB总线隔离变压器(5)进入MVB总线协议控制器(1)，再进入ARM7中央控制器(3)进行逻辑运算处理，处理后的数据进入以太网收发器(2)，最后通过以太网隔离变压器(4)发送到以太网；以太网数据通过以太网隔离变压器(4)进入以太网收发器(2)，再进入ARM7中央控制器(3)进行逻辑运算处理，处理后的数据进入MVB总线协议控制器(1)，最后通过MVB总线隔离变压器(5)送到MVB总线。
2、 根据权力要求l所述的基于ARM7的MVB-以太网网关，其特征在于MVB 总线协议控制器(1)根据MVB总线通讯协议规定，接收MVB过程数据帧，经过 解码处理后存入通信存储器中；读取ARM7中央控制器(3)写入通信存储器中 的过程数据，经过编码生成MVB过程数据帧发送到MVB总线。
3、 根据权力要求1所述的基于A固7的MVB-以太网网关，其特征在于所述 的以太网收发器(2)接收以太网数据帧，经过解码处理后传给ARM7中央控制 器(3);读取ARM7中央控制器(3)写入以太网控制寄存器中的数据，经过编 码生成以太网数据帧发送到以太网。
4、 根据权力要求1所述的基于ARM7的MVB-以太网网关，其特征在于所述 ARM7中央控制器(3)负责MVB总线协议控制器(1)和以太网收发器(2)的数 据交换，具有图形化编程接口，用户使用符合IEC61131-3的语言编写控制逻辑。
5、 根据权力要求1所述的基于A歴7的MVB-以太网网关，其特征在于所述 的以太网隔离变压器(4)是以太网收发器(2)与以太网物理层的电气接口， 起到电气隔离的作用。
6、 根据权力要求1所述的基于A固7的MVB-以太网网关，其特征在于所述 的MVB总线隔离变压器(5)是MVB总线协议控制器(1)与MVB总线物理层的 电气接口，起到电气隔离的作用。
全文摘要
本发明所述的基于ARM7的MVB-以太网网关，负责将MVB总线过程数据与以太网数据进行编程转发。由MVB总线协议控制器、以太网收发器、ARM7中央控制器、以太网隔离变压器、MVB总线隔离变压器组成。MVB总线数据通过MVB总线隔离变压器进入MVB总线协议控制器，再进入ARM7中央控制器进行逻辑运算处理，处理后的数据进入以太网收发器，最后经以太网隔离变压器发送到以太网。以太网数据经以太网隔离变压器进入以太网收发器，再进入ARM7中央控制器进行逻辑运算处理，处理后的数据进入MVB总线协议控制器，最后经MVB总线隔离变压器送到MVB总线。该网关为专用列车通讯总线MVB和以太网的结合提供了解决方案。
文档编号H04L12/66GK101170524SQ200710157880
公开日2008年4月30日 申请日期2007年10月31日 优先权日2007年10月31日
发明者跃 于, 宁寿辉, 杜振环 申请人:谢步明