TCN-WTB设备线路冗余控制单元设计 胡修林，殷端，张蕴玉 （华中科技.DOC

TCN-WTB设备线路冗余控制单元设计 胡修林，殷端，张蕴玉 （华中科技大学 电信系，湖北，武汉 ，430074） 摘要：列车通信网TCN是面向控制的连接铁路车载可编程电子设备的分布式数据通信局域网，它是控制、计算机、通信技术等学科的交叉与集成。本文讨论的绞线式列车总线绞线式列车总线Line Redundancy Control Unit in TCN-WTB Devices Huxiulin, Yinduan, Zhangyunyu (Electronics and Information Dept, Huazhong University of Science and Technology, Hubei, Wuhan ,430074) Abstract: Train communication network (TCN) is the local distributing network for data communication on the train, which connects the programmable electronic train devices. It is the crossing and integration of the control, computer and communication technology. This paper focuses on the Line Redundancy Control Unit in TCN-WTB Devices to ensure the high reliability of the systeme. This paper completely analyzes the function of the Line Redundancy Control Unit, especially the line mode selection, the line disturbance signal management, switchover and the Medium Attachment Unit (MAU) report and proposes the method to implement the part that are not restricted by the standard. At last we implement the unit on FPGA using state control. Keywords: TCN, WTB, Redundancy Control, reliability ,FPGA TCN概述 列车通信网（Train Communication Network,简称TCN）(IEC)第9技术委员会(TC9)和国际铁路联盟(UIC)联合完成,并定稿为IEC61375—1标准[1], IEEE定名为IEEE1473-T列车通信标准，用于列车的远程控制、诊断、维护和乘客信息实时管理。 TCN包含两种串行主从总线：1）绞线式列车总线(Wire Train BusWTB)，具有自配置功能，用来连接列车内的各个车厢。2）多功能车厢总线(Multifunction Vehicle BusMVB)，用来连接一个车厢（或一个不可分的车厢编组）内的设备。 TCN由WTB和MVB构成两级总线拓扑结构，它们之间的列车总线节点连接两级总线起着网关的作用，完成MVB和WTB之间的协议转换，实现跨总线通信，同时执行用户应用程序，完成WTB模块和MVB模块初始化、TCN网络管理等功能。 WTB线路上的帧 对线路上的信号，WTB首先要进行帧编码和解码，线路上的帧数据为曼彻斯特码编码。 一帧信号由帧头开始，接着是帧数据，最后由终止分界符结束。帧头由电平为“1”的起始位S开始，随后是若干个（‘0’，‘1’）位对（本设计中采用了7对），最后以“1”结束。终止分界符为2.0BT（1BT ＝ 1个时间单位）宽的正电平。（如图1所示） 规范中定义了解码器产生两个信号：载波检测信号（CS）和信号品质错误信号（SQE），用于信号品质监视和冗余切换。 载波检测信号CS：在检测到帧头最后一位后的0.5BT内，解码器使CS信号有效。在检测到终止分界符，非‘0’、非‘1’或非终止分界符后的0.5BT 内，解码器应使CS信号无效。 信号品质出错信号SQE：在检测到帧头的最后一位后的0.5BT内，解码器应使SQE信号无效。CS信号有效后，在检测到非‘0’、非‘1’或非终止分界符后的0.5BT 内，解码器使SQE信号有效。 有效帧：一个包含了帧头，一定数目的帧数据以及一个终止分界符的帧定义为有效帧。当CS信号有效后，如果SQE信号有效的时间超过0.5BT，则