CN101170524A - 基于arm7的mvb-以太网网关 - Google Patents
基于arm7的mvb-以太网网关 Download PDFInfo
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Abstract
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。
Description
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ARM7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。
附图说明
本发明共有五张附图，其中
附图：1、基于ARM7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。ARM7中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。
Claims (6)
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1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ARM7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ARM7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ARM7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。
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2007
- 2007-10-31 CN CNA2007101578803A patent/CN101170524A/zh active Pending
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