专利名称：一种基于mvb网络的网关的制作方法
技术领域：
一种基于MVB网络的网关技术领域[0001]本实用新型涉及一种工业控制技术领域的数据转换装置，特别是一种基于MVB 网络的网关。
背景技术：
[0002]工业现场总线是一个网络通讯标准，它使得不同厂家的产品通过通讯总线使用 共同的协议进行通讯。基于分布式控制的多功能车辆总线(Multifunction Vehicle Bus, 简称MVB)，具有实时性强、可靠性高等优势，是列车通信网络国际标准TCN的推荐方 案。由于MVB总线的专业性很强，目前只有少数厂商可提供MVB总线的相关接口设 备。另外，MVB总线的相关测试仪器也较少。[0003]外设部件互连标准(简称PCI)具有良好的电气总线特性，紧凑型PCI具有坚 固性和模块化的特点，欧洲板卡式PCI具有机械封装的特性，面向仪器系统的PCI扩展 (PCI extensions for Instrumentation,简称PXI)结合了前述三者的特性，发展成适合于 试验、测量与数据采集场合应用的机械、电气和软件规范。PX[拥有PCI总线的极高传 输数据的能力，因此能够有高达132Mbyte/s到528Mbyte/s的传输性能，在软件上与PCI 是完全兼容的。将台式PC的性能价格比优势与PCI总线面向仪器领域的必要扩展完美地 结合起来，形成一种主流的虚拟仪器测试平台。这使它成为了测量和自动化系统的高性 能、低成本运载平台。因此，PX[总线得到了广泛的应用。[0004]经过多年发展，PXI系统的组建和使用越来越方便，尤其适应组建大、中规模自 动测量系统，以及对速度、精度要求高的场合。目前，已有许多知名厂家开发了大量基 于PX[总线的测试仪器，如示波器、函数发生器、数字量输入输出设备、模拟量输入 输出设备等，还开发大量基于总线的软件及插件，通过这些测试仪器、软件和插件，能 灵活地组建不同复杂程度的自动测试系统。目前，由于MVB网络的相关测试仪器较少， 需要使用PXt总线的测试仪器，将其接入MVB网络实现MVB网络的自动化测试。因 此，需要一种网关设备，以对来自MVB网络的MVB数据和来自PXt网络的PXt数据进 行协议转换。然而，目前还没有能实现对MVB数据和PXI数据进行协议转换的网关设 备。发明内容[0005]为解决现有技术存在的上述问题，本实用新型要设计一种可以实现PXI总线设 备与MVB总线设备相互连接的基于MVB网络的网关。[0006]为了实现上述目的，本实用新型的技术方案如下[0007]一种基于MVB网络的网关，包括主处理器、MVB协议控制器、PX[协议控制 器和MVB网络标准接口和PXt网络标准接口，所述的主处理器分别与MVB协议控制器 和PXt协议控制器双向连接，所述的MVB协议控制器经MVB网络标准接口与MVB总 线双向连接，所述的PXI协议控制器经PXI网络标准接口与PXI总线双向连接。[0008]本实用新型所述的MVB协议控制器还包括MVB总线控制器。[0009]本实用新型所述的MVB协议控制器为现场可编程门阵列电路或者专用集成电路。[0010]本实用新型所述的PXI协议控制器为现场可编程门阵列电路。[0011]本实用新型所述的MVB协议控制器为MVB总线主设备或MVB总线从设备。[0012]与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果[0013]由于本实用新型利用PX[协议控制器对来自PX[总线的PX[数据解码后，通过主 处理器将PXI数据转换成MVB数据，再经MVB协议控制器编码发送到MVB总线。同 时，利用MVB协议控制器对来自MVB总线的MVB数据解码后，通过主处理器将MVB 数据转换成PX[数据，再经PX[协议控制器编码后发送到PX[总线。因此，本实用新型 达到了将MVB总线设备与PXI总线设备互联的目的，使功能丰富且技术成熟的PXI总线 设备，能为MVB总线设备所使用。
[0014]本实用新型共有附图2张，其中[0015]图1是基于MVB网络的网关的结构示意图。[0016]图2是基于MVB网络的网关的主处理器的工作流程图。[0017]图中，10、主处理器，11、MVB协议控制器，12、PXI协议控制器，13、MVB网络标准接口，14、PM网络标准接口，15、MVB总线，16、PM总线。
具体实施方式
[0018]
以下结合附图对本实用新型进行进一步说明，如图1所示，本实施例包括主 处理器10、MVB协议控制器11、PXI协议控制器12和MVB网络标准接口 13以及PM 网络标准接口 14。[0019]与MVB总线15连接MVB网络标准接口 13，接收来自MVB总线的串行MVB 数据。MVB网络标准接口 13接收到串行MVB数据后，与MVB网络标准接口 13连接 的MVB协议控制器11，对来自MVB总线的串行MVB数据进行解码。MVB协议控制 器11串行MVB数据解码后，发送给与MVB协议控制器11、PXI协议控制器12连接的 主处理器10。主处理器10通过数据总线、地址总线及控制总线，与MVB协议控制器 11、其中，主处理器10通过数据总线、地址总线及控制总线，与MVB协议控制器11、 PXI协议控制器12连接。[0020]主处理器10接收到来自MVB协议控制器11的MVB数据后，将MVB协议控 制器11解码得到的MVB数据转换成PXI数据，并发送给PXI协议控制器。与主处理器 10连接的PXI协议控制器12，对来自主处理器10的PXI数据进行编码后输出PXI总线 数据。PXt协议控制器12输出的PXt总线数据，经PXI网络标准接口 14发送到PXt总 线16。[0021]与PM总线16连接的PXI网络标准接口 14，接收来自PM总线16的PM总线 数据后，发送给与PXI网络标准接口 14连接的PXI协议控制器12。PXI协议控制器12 对来自PXI总线16的PXt总线数据进行解码后输出PXt数据。主处理器10接收PXt协议控制器12输出的PX[数据，将PXI数据转换成MVB数据后，发送给与主处理器10连 接的MVB协议控制器11。MVB协议控制器11对主处理器10发送的MVB数据进行 编码后输出串行MVB数据。与MVB协议控制器11连接的MVB网络标准接口 13，将 MVB协议控制器11输出的串行MVB数据经MVB总线15发送到MVB网络。[0022]以下对本实施例网关设备中各功能模块的具体处理流程进行说明。首先，说明 网关设备如何将来自MVB总线的MVB数据转换成PXt数据并发送到PXt总线。[0023]MVB网络标准接口 13，从MVB总线15接收串行MVB数据后发送给MVB协 议控制器11，即MVB总线15上的串行MVB数据经驱动电路进入MVB协议控制器11。 MVB协议控制器11，通过与其相连的MVB网络标准接口 13，接收到来自MVB总线15 的串行数据，即MVB数据，对MVB数据进行解码处理。之后，MVB协议控制器11 将解码后的MVB数据，通过数据总线发送给主处理器10。主处理器10对MVB数据进 行编码转换，使MVB数据转换成PX[数据，并发送给与主处理器10连接的PX[协议控 制器12。PXI协议控制器12对主处理器10发送的数据进行编码，生成PX[数据后，通 过PXt网络标准接口 14发送到PXt总线16上。本实施例网关设备需要传输数据到PXt 总线，但只需满足基本的寄存器接口功能即可。PX[总线有许多寄存器，但是完成通讯 只需满足最基本的寄存器即可，还有一些与通信无关，没有必要使用全部寄存器。[0024]以下说明本实施例网关设备如何将来自PXt总线的PXI数据转换成MVB数据并 发送到MVB总线。[0025]PXI协议控制器12，通过与其连接的PXt网络标准接口 14，接收到来自PXt总 线16的PX[总线数据后，对PX[数据进行解码处理，使其转换成主处理器10能识别的 PXI数据。之后，PXI协议控制器12将解码后的PXI数据，通过数据总线发送给主处理 器10。主处理器10对PX[数据进行编码转换，使PX[数据转换成MVB数据后，发送给 MVB协议控制器11。PX[协议控制器12接收到来自主处理器10的10MVB数据后，对 MVB数据进行编码生成MVB过程数据，通过MVB网络标准接口 13发送到MVB总线 15上。[0026]在上述方案的基础上，为了提高MVB数据在MVB总线上的传输可靠性，MVB 协议控制器11还包括MVB总线控制器。MVB总线控制器内部包含编码/译码电路和 控制通信存储器所需的逻辑电路，用来控制帧的发送和接收，例如冲突检测、帧的前导 比特处理、CRC校验位的处理等。并对输入帧译码并检验其有效性后，将数据存放到相 应的通信存储器中。[0027]在上述方案的基础上，为了使MVB协议控制器11作为MVB总线的主设备，集 中管理对MVB总线的访问，可将MVB协议控制器11作为总线主设备，将PX[协议控制 器12作为总线从设备。MVB网络协议控制器可根据配置实现总线主与总线从的功能， 实现数据链路层以及一部分传输层的数据处理，并通过通讯存储器来与上层软件交互。[0028]在上述方案的基础上，为了提高本实施例网关设备的可靠性，同时便于用户调 试，可采用现场可编程门阵列实现MVB协议控制器11和PXI协议控制器12的设计。[0029]以下描述本实施例中主处理器10的工作流程。图2为本实用新型网关设备实 施例中主处理器10的工作流程图，本实施例网关设备上电后，主处理器10首先进行初始 化和配置FPGA操作。配置FPGA即配置MVB协议控制器11和PXt协议控制器12，使之实现相应的协议控制器功能。主处理器10初始化和配置完FPGA之后，由上位机通 过MVB网络标准接口 13设置相关参数，如MVB端口地址、MVB设备地址、MVB端 口的FCODE、刷新时间、通信频率等通信参数。主处理器10接收到上位机发送的通信 参数后，先判断是否有通信参数，如果没有则通过上位机对通信参数进行设置。[0030]上位机设置通信参数后，主处理器10进入主循环程序，主处理器10周期性采集 来自MVB协议控制器11或PXI协议控制器12的数据，如果有数据，则进行数据接收。 接收完数据后，对数据进行格式转换、数据计算等处理。之后，将转换后得到MVB数据 发送给MVB协议控制器11，或将转换后得到PX[数据发送给PX[协议控制器12。MVB 协议控制器11或PX[协议控制器12，则通过各自的网络标准接口发送到相应的总线。[0031]本实用新型提供的网关设备，利用PXt协议控制器12对来自PXt总线的PXI数 据解码后，通过主处理器10将PXI数据转换成MVB数据，再经MVB协议控制器11编 码发送到MVB总线15。同时，利用MVB协议控制器11对来自MVB总线15的MVB 数据解码后，通过主处理器10将MVB数据转换成PXI数据，再经PXI协议控制器12编 码后发送到PXI总线16。因此，本实用新型达到了将MVB总线设备与PXI总线设备互 联的目的，使功能丰富且技术成熟的PXI总线设备，能为MVB总线设备所使用。
权利要求1.一种基于MVB网络的网关，其特征在于包括主处理器(10)、MVB协议控制器 (11)、PX[协议控制器(12)和MVB网络标准接口(13)和PX[网络标准接口(14)，所述 的主处理器(10)分别与MVB协议控制器(11)和PX[协议控制器(12)双向连接，所述 的MVB协议控制器(11)经MVB网络标准接口(1 与MVB总线(1 双向连接，所述 的PX[协议控制器(1 经PXt网络标准接口(14)与PX[总线(16)双向连接。
2.根据权利要求1所述的一种基于MVB网络的网关，其特征在于所述的MVB协 议控制器(11)还包括MVB总线(15)控制器。
3.根据权利要求1所述的一种基于MVB网络的网关，其特征在于所述的MVB协 议控制器(11)为现场可编程门阵列电路或者专用集成电路。
4.根据权利要求1所述的一种基于MVB网络的网关，其特征在于所述的PX[协议 控制器(12)为现场可编程门阵列电路。
5.根据权利要求1所述的一种基于MVB网络的网关，其特征在于所述的MVB协 议控制器(11)为MVB总线(15)主设备或MVB总线(15)从设备。
专利摘要本实用新型公开了一种基于MVB网络的网关，包括主处理器、MVB协议控制器、PXI协议控制器和MVB网络标准接口和PXI网络标准接口，所述的主处理器分别与MVB协议控制器和PXI协议控制器双向连接，所述的MVB协议控制器经MVB网络标准接口与MVB总线双向连接，所述的PXI协议控制器经PXI网络标准接口与PXI总线双向连接。本实用新型利用PXI协议控制器对来自PXI总线的PXI数据解码后，通过主处理器将PXI数据转换成MVB数据，再经MVB协议控制器编码发送到MVB总线；同时可以进行数据的反向转换。本实用新型使功能丰富且技术成熟的PXI总线设备，能为MVB总线设备所使用。
文档编号H04L12/66GK201813392SQ20102051782
公开日2011年4月27日 申请日期2010年9月1日 优先权日2010年9月1日
发明者吴涛, 王延超 申请人:中国北车股份有限公司大连电力牵引研发中心