一种通信机制可配置的地面电子单元的制作方法

1.本发明涉及一种通信机制可配置的串口型地面电子单元。


背景技术：

2.地面电子单元(简称leu)作为应答器传输系统中的重要组成部分，承担着列控中心与有源应答器之间的信号传输功能。
3.在高铁线路中，地面电子单元一般通过串口与列控中心(简称tcc)进行通信，获取报文信息。随着地铁线路在国内的飞速发展，地面电子单元作为高安全性、高可靠性的传输通道，开始与计算机联锁(简称ci)进行接口，在地铁信号控制系统中发挥重要的作用。
4.因地铁线路中集成商厂家众多，各家开发的联锁设备接口也不尽相同，计算机联锁与leu之间的串口通信在遵循rssp-i安全通信协议的基础上，通信参数和通信机制各有差异，这样导致leu无法满足各方需求，产生众多差异化版本，对于产品开发和维护均带来巨大成本。
5.另外，在现场应用中，计算机联锁为双套热备系统，为提高系统可用性，leu应能支持如图1所示的交叉冗余连接，即leu的每个串口均能与热备的两系计算机联锁进行通信，既有leu仅支持2个串行通信接口(rs422)，这就需要设计一种灵活的串行数据通信机制，以支持两系数据的接收处理。
6.因此，需要设计一种通信机制可配置的leu，可针对协议中的不同的参数和通信机制进行配置。


技术实现要素：

7.本发明针对leu通信端口的复杂接口需求，设计了一种通信机制可配置的leu，可针对协议中的不同的参数进行配置和应用，也可针对热备冗余的不同连接方式选择不同的数据处理机制。
8.本发明提供一种通信机制可配置的地面电子单元(leu)，所述leu提供一个可配置的通信接口，通过数据配置软件加载配置数据，烧录至地面电子单元的flash中；
9.所述leu上电自检完成后，会将读取的配置数据进行识别和处理；当检查正确后，加载配置数据存储至对应的缓存区，由leu软件进行调用；
10.其特征在于，通过识别出通信协议中可变的通信参数和通信机制，将通信参数和通信机制作为所述配置数据加载；leu上电时对该配置数据进行读取和识别，选择执行对应的软件逻辑，以实现兼容与不同厂家计算机联锁的该通信协议中自定义的通信参数和通信机制。
11.本发明的技术优势：灵活配置leu通信协议的参数和通信机制，提高了系统与外部接口的适应性；通过回读和检查方法保证配置参数的安全性，充分满足铁路应用的高安全性要求。
附图说明
12.图1为热备计算机联锁与leu冗余交叉连接通信示意图
13.图2为本发明数据配置连接示意图
14.图3为本发明配置数据上电自检示意图
15.图4为本发明热备冗余通信处理机制示意图
具体实施方式
16.下面结合具体实施例对本发明进行详细的说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应该指出的是，对本领域的普通技术人员来讲，在不脱离发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
17.本发明提供了一种通信机制可配置的leu及其数据配置方法。通过识别出通信协议中可变的通信参数和通信机制，将通信参数和通信机制作为配置数据加载至设备内部，设备上电时对配置数据进行读取和识别，选择执行对应的软件逻辑，以实现对不同厂家(计算机联锁)的通信参数和通信机制自定义的兼容性设计。
18.数据配置过程：
19.地面电子单元提供一个可配置的通信接口，通过数据配置软件加载配置数据，烧录至地面电子单元的flash中，如图2所示。
20.所述的数据配置软件是一种上位机软件，用于加载配置数据，进行参数合法性检查，并通过安全通信协议与leu的dsp进行通信；
21.所述的dsp是一种数字信号处理器，用于与数据配置软件通信获取配置数据，写入对应的flash。
22.所述的flash是一种常用的电子可擦除可编程的非易失性存储器，用于存储配置数据。
23.数据配置软件将配置数据通过安全通信协议分别发送给两个dsp，两个dsp独立处理，分别将数据烧录至两片独立的外部flash中，为保证数据存储安全，两份数据进行异构存储，即一份数据按照正码形式存储，另一份数据按照反码形式存储，并将对应的安全校验码一并存储。
24.数据配置软件在烧录完成后，自动向两dsp发送回读命令，将回读的数据和烧录的数据进行比较，并比较两dsp回读的数据一致性，通过多种判别方式保证数据存储的正确性。
25.数据配置后上电自检：
26.地面电子单元正常上电工作时，通过进行一系列安全自检和比较保证数据存储和使用的安全性。上电自检模块包括数据读取模块、数据校验模块、二取二比较模块，上电自检完成后进入故障安全判断模块，参见图3。
27.所述的上电自检模块用于dsp上电检测flash的存储状态，通过将数据读取出来并进行校验和比对，确定数据是否安全可用。
28.所述的数据读取模块用于读取存储的配置数据；
29.所述的数据校验模块用于对读取的配置数据进行校验，通过校验存储的数据和对
应的安全码确认数据的正确性；
30.所述的二取二比较模块是采用二取二设计方法，通过两dsp之间spi总线实现数据交互比对。两片独立的flash存储相同的数据，各自通过正反码的方式进行异构存储。两dsp会比较flash中存储的数据是否相同。
31.故障安全判断模块用于进行故障安全处理，当校验模块错误或二取二比较不通过，则由两个dsp各自的故障安全判断模块导向安全侧，即关断leu输出。
32.配置数据的取用：
33.当地面电子单元上电自检完成后，会将读取的配置数据进行识别和处理。在使用前先对数据的合理性进行判断，即检查数据是否处于约定的有效范围内。当检查正确后，即加载对应的配置数据存储至对应的缓存区，由leu软件(即leu主机工作软件)进行调用，实现通信参数的灵活配置使用。通过这种方法，可以简化软件分支的复杂情况，提高软件的适应性。
34.同时，为适应热备冗余的不同连接方式，根据配置数据中提供的通信机制，如通信机制中包括计算机联锁的目的地址、连接通道的数量、冗余数据的筛选方式等，参照上述方式进行配置和读取，由leu软件进行调用。当dsp通过两个串口接收热备冗余的多份计算机联锁的通信数据时，根据配置的目的地址，识别出来自不同计算机联锁的数据，进行独立解析，解析出应用数据。然后软件对多份数据进行识别和筛选，选出可用的数据供后级使用，用于选取有效报文。应答时，根据不同的计算机联锁的目的地址分别进行通信应答，以实现支持不同的连接方式。
35.如图4所示，leu的冗余通信处理单元(与tcc(ci)冗余通信)主要包括数据处理模块、协议处理模块、用户数据处理模块、二取二比较模块、故障安全判断模块。
36.所述数据处理模块是指对接收到的通信数据进行数据分帧和冗余数据处理，如图1所示，由dsp1提供两个串口(com1和com2)用于接收计算机联锁(或列控中心)两系发送来的数据，最多支持4通道数据。dsp1完成接收后将数据透明传输给dsp2，透明传输是指不对数据做任何处理，仅作为数据转发，保证了数据传递的安全性，由一个dsp独立接收，再透传给另一个dsp，使得两dsp更容易完成同步操作，不再需要两dsp进行同步握手，降低软件复杂度。
37.所述协议处理模块是指两dsp针对接收数据进行数据筛选和处理。协议处理模块将读取配置数据，选择计算机联锁的目的地址、支持的通道数量、各通道通信协议，对多通道数据进行冗余数据筛选。具体的筛选方式为：根据配置的目的地址，识别出来自不同计算机联锁的数据，进行独立解析，解析出应用数据。然后leu软件对多份应用数据进行识别和筛选。多份应用数据可能存在两种情况，一种是同一周期接收到联锁发送的应用数据相同，进行比对后，保留有效的一份数据给用户数据处理模块使用，用于选取有效报文，一种是因通信延时等原因，同一周期接收到联锁发送的应用数据不同，通过比对多份数据中的时间先后，选择较新的数据供给用户数据处理模块使用，用于选取有效报文。
38.所述的用户数据处理模块是指两dsp针对用户数据的提取和处理。
39.所述的二取二比较模块是采用二取二设计方法，通过两dsp之间spi总线实现通信数据交互比对。交互后，两dsp分别进行协议解析，并将解析后的用户数据进行二取二比较，检查数据的安全性。当数据比对一致时，地面电子单元根据用户数据选择对应的报文对外
输出；当数据比对不一致时，由故障安全判断模块控制导向安全侧，即关断leu输出。
40.故障安全判断模块用于进行故障安全处理，当二取二比较不通过，由两个dsp各自的故障安全判断模块进行安全侧处理，以保证任何一方发现异常均可执行安全侧处理。
41.本发明提供了一种地面电子单元(leu)的数据配置方法，实现了通信参数的可配置，在不修改软件代码的情况下，提高了通信协议的适应性，可有效减少因协议参数差异带来的软件变更；实现了通信机制的可配置，使得软件在仅有2个串口的情况下，支持与计算机联锁热备冗余通信，提高了通信接口的适用性；另外该数据配置方法为采用安全处理机制，通过独立存储、异构存储、二取二比较等安全措施，保证了数据取用的安全性。
42.以上所述仅为本发明方案的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。