CN112953817A - 一种实时通信网关装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种列车的实时通信网关装置，用于实现传统以太网通信与TTE通信的转换，所述实时通信网关装置包括：若干路通信转换线路，每一通信转换线路包括：第一接口，用于与传统以太网设备耦接；传统以太网模块，与第一接口耦接，用于通过第一接口连接传统以太网设备以接收或发送以太网数据；第二接口，用于与外部TTE设备耦接；TTE通信模块，与第二接口耦接，用于通过第二接口连接外部TTE设备以接收或发送TTE数据；数据处理模块，与传统以太网模块及TTE通信模块耦接，用于将从TTE通信模块接收到的TTE数据转换为以太网数据并发送至以太网通信模块，以及将从传统以太网模块接收到的以太网数据转换为TTE数据并发送至TTE通信模块。

Description

一种实时通信网关装置

技术领域

本发明涉及列车通信领域，尤其涉及一种用于实现传统以太网通信与TTE通信转换的实时通信网关装置。

背景技术

以太网是一种计算机局域网技术。IEEE组织的IEEE 802.3标准制定了以太网的技术标准，它规定了包括物理层的连线、电子信号和介质访问层协议的内容。以太网目前是应用最普遍的局域网技术。以太网络使用CSMA/CD(载波监听多路访问及冲突检测)技术来传输数据，也就是在一个局域网内只能同时有且仅有一个客户端发送数据，其他客户端若要发送数据，必须等待一段时间。

时间触发以太网(Time Triggered Ethemet，TTE)通过引入表驱动比例访问等时间触发通信机制，可实现实时确定性通信，同时在底层保留传统以太网协议，具有很好的扩展性和灵活性。既可全面兼容传统以太网的消息传输功能，又能实现全网时间同步、无竞争的时间触发消息的传输。

TTE引入的时间触发控制机制主要包括TT(Time Triggered，时间触发)同步协议和TTE服务控制。TT同步协议的主要功能是同步终端和交换机的本地时钟，在全网内建立同一的全局时钟，为实现无冲突的数据传输服务提供保障。TTE服务控制包括数据传输控制机制、网络配置与管理机制以及余度与故障控制机制。

目前，轨道交通领域中仍然采用传统以太网通信技术来实现通信，然而传统的以太网技术为事件触发通信，越来越满足不了轨道交通领域对低时延、高实时的需求，时间触发以太网技术在传统以太网技术的基础上，加入了时间触发机制、时钟同步机制，使得以太网通信的确定性、实时性得到满足。因此，本发明旨在提出一种实时通信网关装置以实现传统以太网通信与TTE通信的转换，从而使得列车上仅支持普通以太网通信的本地设备也能与其它TTE通信装置进行通信。

发明内容

以下给出一个或多个方面的简要概述以提供对这些方面的基本理解。此概述不是所有构想到的方面的详尽综览，并且既非旨在指认出所有方面的关键性或决定性要素亦非试图界定任何或所有方面的范围。其唯一的目的是要以简化形式给出一个或多个方面的一些概念以为稍后给出的更加详细的描述之序。

根据本发明的一方面，提供了一种列车的实时通信网关装置，用于实现传统以太网通信与TTE通信的转换，所述实时通信网关装置包括：若干路通信转换线路，每一通信转换线路包括：第一接口，用于与传统以太网设备耦接；传统以太网模块，与所述第一接口耦接，用于通过所述第一接口连接传统以太网设备以接收或发送以太网数据；第二接口，用于与外部TTE设备耦接；TTE通信模块，与所述第二接口耦接，用于通过所述第二接口连接所述外部TTE设备以接收或发送TTE数据；数据处理模块，与所述传统以太网模块及所述TTE通信模块耦接，用于将从所述TTE通信模块接收到的TTE数据转换为以太网数据并发送至所述以太网通信模块，以及将从所述传统以太网模块接收到的以太网数据转换为TTE数据并发送至所述TTE通信模块。

更进一步地，所述数据处理模块通过RGMII接口与所述传统以太网模块耦接。

更进一步地，所述传统以太网模块包括：以太网变压器，与所述第一接口耦接，用于实现与所述传统以太网装置的电气隔离通信；以及以太网收发器，与所述以太网变压器耦接以实现以太网数据的接收和发送。

更进一步地，所述数据处理模块通过PCIe接口与所述TTE通信模块耦接。

更进一步地，所述TTE通信模块包括：以太网变压器，与所述第二接口耦接，用于实现与所述外部TTE设备的电气隔离通信；以太网收发器，与所述以太网变压器耦接以实现TTE数据的接收和发送；以及FPGA，通过RGMII接口与所述以太网收发器耦接，通过所述PCIe接口与所述数据处理模块耦接，以接收和发送所述TTE数据。

更进一步地，所述FPGA包括：PCIe接口单元，用于实现与所述数据处理模块的数据通信；TTE发送单元，用于进行发送数据的分组排列、调度和缓冲；TTE接收单元，用于实现接收数据的校验、检查和缓冲；以及TTE时钟同步单元，用于实现与所述列车上的TTE交换机的时间同步。

更进一步地，所述数据处理模块为CPU最小系统模块。

更进一步地，所述CPU最小系统模块包括：CPU，通过对应的接口与所述传统以太网通信模块及所述TTE通信模块耦接，用于数据的接收、处理和发送；温度监控报警单元，与所述CPU耦接，用于监控所述CPU所在单板的温度并基于所述单板的温度向所述CPU发送报警信号；看门狗监视单元，与所述CPU耦接，用于对所述CPU的喂狗信号进行监视，响应于所述喂狗信号异常，向所述CPU发送复位信号；以及测试接口单元，用于实现所述实时通信网关装置的测试和调试。

更进一步地，每一通信转换线路还包括电源转换单元，用于为其所在的通信转换线路上的芯片供电并向其所在线路上的数据处理模块反馈供电电流。

更进一步地，所述若干路通信转换线路为多路通信转换线路，每一通信转换线路上的电源转换单元至少还与其它任一通信转换线路上的数据处理模块耦接，响应于所述电源转换单元所在通信转换线路供电异常，向其耦接的其它数据处理模块发送中断信号以便于其它数据处理模块识别其所在通信转换线路故障。

更进一步地，所述多路通信转换线路为两路通信转换线路。

更进一步地，所述第一接口为背板连接器，所述第二接口为M12以太网接口。

根据本发明的另一个方面，提供了一种列车，包括如上述任一项所述的实时通信网关装置。

附图说明

在结合以下附图阅读本公开的实施例的详细描述之后，更能够更好地理解本发明的上述特征和优点。

图1是根据本发明的一个方面绘示的一实时例中的实时通信网关装置的模块结构示意图；

图2是根据本发明的一个方面绘示的一实时例中的传统以太网模块的结构示意图；

图3是根据本发明的一个方面绘示的一实时例中的TTE通信模块的结构示意图；

图4是根据本发明的一个方面绘示的一实时例中的数据处理模块的结构示意图；

图5是根据本发明的一个方面绘示的一实时例中的电源监控线路的连接示意图；

图6是根据本发明的一个方面绘示的一实时例中的实时通信网关装置的外部示意图。

具体实施方式

给出以下描述以使得本领域技术人员能够实施和使用本发明并将其结合到具体应用背景中。各种变型、以及在不同应用中的各种使用对于本领域技术人员将是容易显见的，并且本文定义的一般性原理可适用于较宽范围的实施例。由此，本发明并不限于本文中给出的实施例，而是应被授予与本文中公开的原理和新颖性特征相一致的最广义的范围。

在以下详细描述中，阐述了许多特定细节以提供对本发明的更透彻理解。然而，对于本领域技术人员显而易见的是，本发明的实践可不必局限于这些具体细节。换言之，公知的结构和器件以框图形式示出而没有详细显示，以避免模糊本发明。

请读者注意与本说明书同时提交的且对公众查阅本说明书开放的所有文件及文献，且所有这样的文件及文献的内容以参考方式并入本文。除非另有直接说明，否则本说明书(包含任何所附权利要求、摘要和附图)中所揭示的所有特征皆可由用于达到相同、等效或类似目的的可替代特征来替换。因此，除非另有明确说明，否则所公开的每一个特征仅是一组等效或类似特征的一个示例。

注意，在使用到的情况下，标志左、右、前、后、顶、底、正、反、顺时针和逆时针仅仅是出于方便的目的所使用的，而并不暗示任何具体的固定方向。事实上，它们被用于反映对象的各个部分之间的相对位置和/或方向。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

注意，在使用到的情况下，进一步地、较优地、更进一步地和更优地是在前述实施例基础上进行另一实施例阐述的简单起头，该进一步地、较优地、更进一步地或更优地后带的内容与前述实施例的结合作为另一实施例的完整构成。在同一实施例后带的若干个进一步地、较优地、更进一步地或更优地设置之间可任意组合的组成又一实施例。

以下结合附图和具体实施例对本发明作详细描述。注意，以下结合附图和具体实施例描述的诸方面仅是示例性的，而不应被理解为对本发明的保护范围进行任何限制。

根据本发明的一个方面，提供一钟列车的实时通信网关装置，用于实现传统以太网通信与TTE通信的转换。

在一实施例中，如图1所示，实时通信网关装置100包括若干路通信转换线路，每一通信转换线路包括：第一接口110、传统以太网模块120、数据处理模块130、TTE通信模块140以及第二接口150。

虽然图1仅示出了两条通信转换线路，但本领域的技术人员可以基于一下对于一条通信转换线路的描述进行任意多条的重复设置以满足对应数据传输的需求。

其中，第一接口110和第二接口150为实时通信网关装置内部与外部的连接接口。其中，第一接口110对实时通信网关装置内部与传统以太网模块120耦接，对外，列车其它的传统以太网设备可通过该第一接口与该实时通信网关装置耦接；第二接口150对实时通信网关装置内部与TTE通信模块140耦接，对外，列车的TTE通信设备通过该第二接口150与该实时通信网关装置耦接。

传统以太网模块120在实时通信网关装置100内部与第一接口110耦接，并通过该第一接口110连接列车的传统以太网设备，用于从第一接口110接收传统以太网设备向外部TTE设备发送的以太网数据并向数据处理模块130发送该数据，以及从数据处理模块130接收外部TTE设备向列车上的传统以太网设备发送的数据并通过第一接口110发送给列车上的传统以太网设备。

TTE通信模块140在实时通信网关装置100内部与第二接口150耦接，并通过该第二接口150连接列车上或列车外的外部TTE设备，用于从数据处理模块130接收传统以太网设备向外部TTE设备发送的数据并通过第二接口150向外部TTE设备发送该数据，以及从第二接口150接收外部TTE设备向列车上的传统以太网设备发送的数据并向数据处理模块130发送该数据。

数据处理模块130与传统以太网模块120及TTE通信模块140耦接，用于将从TTE通信模块140接收到的TTE数据转换为以太网数据并发送至传统以太网模块120，以及将从传统以太网模块120接收到的以太网数据转换为TTE数据并发送至TTE通信模块140。

RGMII接口是吉比特介质独立接口，采用4位数据接口，工作时钟125Hz，并且在上升沿和下降沿同时传输数据，因此传输速率可达到1000Mbps，并同时兼容MII所规定的10/100Mbps工作方式。还可减少数据处理模块所需的引脚数，从而降低电路成本。因此较优地，数据处理模块130可通过RGMII接口与传统以太网模块120耦接，从而可实现传统以太网的最高传输速率。

对应地，如图2所示，传统以太网模块120可包括以太网变压器121和以太网收发器122。

其中，以太网变压器接口为集成型网络隔离变压器，用于实现信号电平的耦合，具有优化数据传输效果的多种优势，比如：增强信号，使信号传输距离更远；隔离芯片端与外部设备，提高芯片端抗干扰能力，且增加了对芯片的保护作用(如雷击时)；当接到不同电平的网口时，避免相互电平不同而造成的影响。具体地，以太网变压器121可与第一接口110耦接，用于实现实时通信网关装置100内的传统以太网模块120与列车上设置的传统以太网装置的电气隔离通信。

以太网收发器122与以太网变压器121耦接，通过该以太网变压器121以及第一接口110与列车上的传统以太网设备耦接以接收传统以太网设备发送的数据或向传统以太网设备发送数据。以太网收发器122提供与数据处理模块130连接的RGMII接口，并通过该RGMII接口与数据处理模块130耦接以向数据处理模块130发送传统以太网设备向外部TTE设备发送的数据，或从数据处理模块130接收外部TTE设备向传统以太网设备发送的数据。

可以理解，传统以太网模块120内还包括供其运行所必需的元件比如晶振(未示出)等。

PCI Express(简称PCIe)是一种高速串行计算机总线。PCIe采用了点对点串行连接，每个设备都有自己的专用连接，不需要向整个总线请求带宽，而且可以把数据传输率提高到一个很高的频率，达到PCI所不能提供的高带宽。相对于传统PCI总线在单一时间周期内只能实现单向传输，PCI-E的双单工连接能提供更高的传输速率和质量。因此较优地，TTE通信模块140可通过PCIe接口与数据处理模块130耦接，从而可实现更高速率和更高质量的数据传输。

对应地，如图3所示，TTE通信模块140包括以太网变压器141、以太网收发器142以及FPGA 143。

以太网变压器141与第二接口150耦接，用于通过该第二接口150实现与外部TTE设备的电气隔离通信。

以太网收发器142与以太网变压器141耦接以实现从以太网变压器141接收外部TTE设备发送的TTE数据并发送至FPGA 143，或从FPGA 143接收从数据处理模块发送的数据并通过以太网变压器141发送至外部TTE设备。

FPGA器件属于专用集成电路中的一种半定制电路，是可编程的逻辑列阵，能够有效的解决原有的器件门电路数较少的问题。FPGA的基本结构包括可编程输入输出单元，可配置逻辑块，数字时钟管理模块，嵌入式块RAM，布线资源，内嵌专用硬核，底层内嵌功能单元等。具有布线资源丰富，可重复编程、集成度高以及成本低的优势。因此可采用FPGA作为TTE通信模块的数据传输中心。如图3所示，FPGA 143通过RGMII接口与以太网收发器142耦接，同时通过PCIe接口与数据处理模块130耦接以实现与以太网收发器142以及数据处理模块130之间的数据传输。

进一步具体地，如图3所示，FPGA 143内部可包括PCIe接口单元1431、TTE发送单元1432、TTE接收单元1433以及TTE时钟同步单元。

其中，PCIe接口单元1431用于实现与数据处理模块130之间的数据通信。

TTE发送单元1432用于进行发送数据的分组排列、调度和缓冲。

TTE接收单元1433用于实现接收数据的校验、检查和缓冲。

TTE时钟同步单元1434用于实现与所述列车上的TTE交换机或其他设备的时间同步。较优地，可采用PTP(Precision Time Protocol)时间同步协议来实现TTE时钟同步单元与列车上的TTE交换机或其他设备间的时间同步，从而使得实时通信网关装置100的时间同步精度达到几百纳秒。

具体地，FPGA 143可采用XILINX公司生产的XC7A200T或其它市场现有的FPGA。

进一步地，本领域的技术人员可以理解，TTE通信模块还包括其他必要或另设的相关设备，比如为芯片运行提供脉冲的晶振或对存储器单元进行擦写和再编程的非易失闪存等。

更进一步地，数据处理模块130可通过CPU最小系统模块来实现。如图4所示，数据处理模块130可包括主处理器CPU 131、温度监控报警单元132、测试接口单元133以及看门狗监视单元134等。

CPU 131通过对应的接口与所述传统以太网通信模块及所述TTE通信模块耦接，比如，通过RGMII接口与传统以太网模块120耦接，通过PCIe接口与TTE通信模块140耦接，从而实现传统以太网模块120与TTE通信模块140之间的数据的接收和发送，并在中间进行数据的转换和处理。

温度监控报警单元132与所述CPU耦接，用于监控CPU 131所在单板的温度并基于单板的温度向CPU 131发送报警信号以提高单板的安全性。较优地，该温度监控报警单元132可采用温度采集芯片来实现对单板的温度的采集，此时，该温度采集芯片需设置在单板的中心位置以更好地采集单板的温度数据。

测试接口单元134与CPU 131耦接，用于实现实时通信网关装置与外部测试设备的连接从而实现外部测试人员对单板进行的测试和调试。

较优地，可采用RS232接口。RS232接口符合美国电子工业联盟(EIA)制定的串行数据通信的接口标准，被广泛用于计算机串行接口外设连接，是目前较为成熟的串口技术。

看门狗监视单元134与所述CPU耦接，用于监视CPU 131的工作情况并在CPU 131工作异常时重启CPU131。

可以理解，当实时通信网关装置收到外界电磁场的干扰，出现寄存器或内存的数据混乱的情形时，会导致程序指针错误、不在程序区或取出错误的程序指令等问题，有可能使得CPU运行陷入死循环，程序运行不正常，无法正常工作，实时通信网关装置无法实现数据的转换和处理，从而无法实现传统以太网设备和TTE设备之间的通信。而看门狗监视单元134通过一输入端与CPU 131耦接，CPU 131定时通过该输入端向看门狗监视单元134发送“喂狗”信号，该喂狗信号的正常或异常指示CPU 131的正常运行或异常；另外看门狗监视单元134通过一输出端与CPU 131的复位端耦接，并当喂狗信号异常时，通过该输出端向CPU131的复位端发送复位信号以重启CPU 131。

可以理解，数据处理模块130内还可包括必要或另设的基于其他考量的相关单元，比如，为分别存储关键操作系统和应用程序以及非关键的程序和数据设置两片双倍速率同步动态随机存储器DDR；为实现对存储器进行擦写和再编程的对应数量的非易失闪存等。

可以理解，为提高实时通信网关装置100的更优新能，可采取较新的相关芯片来实现上述各个单元的功能，比如采用1GB DDR3芯片来作为数据处理模块130内的存储器。

较优地，CPU可采用NXP公司生产的P1011。

进一步地，本发明所述的实时通信网关装置内设置的若干路通信转换线路可以是一路或多路。较优地，可至少设置两路通信转换线路以实现通信转换线路的相互冗余，从而保证单板运行的可靠性。当某一条通信转换线路的数据传输或数据处理功能发生异常时，另一路通信转换线路仍可正常工作。

较优地，多路通信转换线路的供电模块也可是分别设置的，以使得当其中一路通信转换线路的供电模块出现故障时不影响另一路通信转换线路的设备供电。与之适配的，每一路通信转换线路还可设置有相关的短路保护、过压保护以及欠压保护的相关电路。

一般地，实时通信网关装置中设置的供电模块为电源转换单元，用于将外部提供的电压信号转换成每一路通信转换线路中的芯片设备所需的电压信号再想对应的芯片设备供电。

更优地，对每一路通信转换线路上的电源转换单元进行监控。一方面可通过其所在通信转换线路上的数据处理模块中的CPU来监控该通信转换线路上的供电电流情况；另一方面可通过多路通信转换线路上的数据处理模块中的CPU相互监控对方的供电电流情况以识别出对方通信转换线路的供电异常。

对应地，以图1所示的两路通信转换线路为例，该两路通信转换线路分别为第一路通信转换线路和第二路通信转换线路。第一路通信转换线路上的数据处理模块为第一路数据处理模块130，第一路通信转换线路上的电源转换单元为第一路电源转换单元160。第二路通信转换线路上的数据处理模块为第二路数据处理模块130，第二路通信转换线路上的电源转换单元为第二路电源转换单元160。

则如图5所示，第一路电源转换单元160与第一路数据处理模块130耦接以向该第一路数据处理模块130反馈供电电流，同时该第一路电源转换单元160还与第二路数据处理模块130耦接以向该第二路数据处理模块130发送供电异常的中断信号，从而第二路数据处理模块130可基于第一路电源转换单元160发送的中断信号识别出第一路通信转换线路的故障情况。从而在第一路通信转换线路故障而第二路通信转换线路正常时，第二路通信转换线路可将该第一路通信转换线路的故障情况向用于监控实时通信网关装置100的外部设备反馈。

另一方面，第二路电源转换单元160与第二路数据处理模块130耦接以向该第二路数据处理模块130反馈供电电流，同时该第二路电源转换单元160还与第一路数据处理模块130耦接以向该第一路数据处理模块130发送供电异常的中断信号，从而第一路数据处理模块130可基于第二路电源转换单元160发送的中断信号识别出第二路通信转换线路的故障情况。从而在第二路通信转换线路故障而第一路通信转换线路正常时，第一路通信转换线路可将该第二路通信转换线路的故障情况向用于监控实时通信网关装置100的外部设备反馈。

可以理解，当实时通信网关装置内包括多于两路的通信转换线路时，采用两两分组相互监控的方式实现各个电源模块的监控，或后一路通信转换线路监控前一路通信转换线路的方式实现各个电源模块的监控，或采用其它可用的监控方式来实现电源模块的监控。

可以理解，实时通信网关装置内的多个模块可封装在一个模块内，如图6所示，该第一接口110和第二接口150分别半封装在实时通信网关装置内，外露的部分分别用于与以太网设备耦接通信以及与外部TTE设备通信。

较优地，该多路通信转换线路上的多个第一接口110可通过一个或多个背板连接器来实现。该多路通信转换线路上的多个第二接口150可通过多个M12接口来实现。

可以理解，上述多个模块均可采用现有的或将有的功能类似的市场产品来实现。

根据本发明的另一个方面，提供一种列车，该列车上设置有上述任一实施例中所述的实时通信网关装置以用于实现列车上的传统以太网设备与外部TTE设备之间的通信。

本领域技术人员将可理解，信息、信号和数据可使用各种不同技术和技艺中的任何技术和技艺来表示。例如，以上描述通篇引述的数据、指令、命令、信息、信号、位(比特)、码元、和码片可由电压、电流、电磁波、磁场或磁粒子、光场或光学粒子、或其任何组合来表示。

本领域技术人员将进一步领会，结合本文中所公开的实施例来描述的各种解说性逻辑板块、模块、电路、和算法步骤可实现为电子硬件、计算机软件、或这两者的组合。为清楚地解说硬件与软件的这一可互换性，各种解说性组件、框、模块、电路、和步骤在上面是以其功能性的形式作一般化描述的。此类功能性是被实现为硬件还是软件取决于具体应用和施加于整体系统的设计约束。技术人员对于每种特定应用可用不同的方式来实现所描述的功能性，但这样的实现决策不应被解读成导致脱离了本发明的范围。

结合本文所公开的实施例描述的各种解说性逻辑模块、和电路可用通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其它可编程逻辑器件、分立的门或晶体管逻辑、分立的硬件组件、或其设计成执行本文所描述功能的任何组合来实现或执行。通用处理器可以是微处理器，但在替换方案中，该处理器可以是任何常规的处理器、控制器、微控制器、或状态机。处理器还可以被实现为计算设备的组合，例如DSP与微处理器的组合、多个微处理器、与DSP核心协作的一个或多个微处理器、或任何其他此类配置。

结合本文中公开的实施例描述的方法或算法的步骤可直接在硬件中、在由处理器执行的软件模块中、或在这两者的组合中体现。软件模块可驻留在RAM存储器、闪存、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、可移动盘、CD-ROM、或本领域中所知的任何其他形式的存储介质中。示例性存储介质耦合到处理器以使得该处理器能从/向该存储介质读取和写入信息。在替换方案中，存储介质可以被整合到处理器。处理器和存储介质可驻留在ASIC中。ASIC可驻留在用户终端中。在替换方案中，处理器和存储介质可作为分立组件驻留在用户终端中。

在一个或多个示例性实施例中，所描述的功能可在硬件、软件、固件或其任何组合中实现。如果在软件中实现为计算机程序产品，则各功能可以作为一条或更多条指令或代码存储在计算机可读介质上或藉其进行传送。计算机可读介质包括计算机存储介质和通信介质两者，其包括促成计算机程序从一地向另一地转移的任何介质。存储介质可以是能被计算机访问的任何可用介质。作为示例而非限定，这样的计算机可读介质可包括RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其它光盘存储、磁盘存储或其它磁存储设备、或能被用来携带或存储指令或数据结构形式的合意程序代码且能被计算机访问的任何其它介质。任何连接也被正当地称为计算机可读介质。例如，如果软件是使用同轴电缆、光纤电缆、双绞线、数字订户线(DSL)、或诸如红外、无线电、以及微波之类的无线技术从web网站、服务器、或其它远程源传送而来，则该同轴电缆、光纤电缆、双绞线、DSL、或诸如红外、无线电、以及微波之类的无线技术就被包括在介质的定义之中。如本文中所使用的盘(disk)和碟(disc)包括压缩碟(CD)、激光碟、光碟、数字多用碟(DVD)、软盘和蓝光碟，其中盘(disk)往往以磁的方式再现数据，而碟(disc)用激光以光学方式再现数据。上述的组合也应被包括在计算机可读介质的范围内。

提供之前的描述是为了使本领域中的任何技术人员均能够实践本文中所描述的各种方面。但是应该理解，本发明的保护范围应当以所附权利要求书为准，而不应被限定于以上所解说实施例的具体结构和组件。本领域技术人员在本发明的精神和范围内，可以对各实施例进行各种变动和修改，这些变动和修改也落在本发明的保护范围之内。

Claims (13)

1.一种列车的实时通信网关装置，用于实现传统以太网通信与TTE通信的转换，所述实时通信网关装置包括：

若干路通信转换线路，每一通信转换线路包括：

第一接口，用于与传统以太网设备耦接；

传统以太网模块，与所述第一接口耦接，用于通过所述第一接口连接传统以太网设备以接收或发送以太网数据；

第二接口，用于与外部TTE设备耦接；

TTE通信模块，与所述第二接口耦接，用于通过所述第二接口连接所述外部TTE设备以接收或发送TTE数据；

数据处理模块，与所述传统以太网模块及所述TTE通信模块耦接，用于将从所述TTE通信模块接收到的TTE数据转换为以太网数据并发送至所述以太网通信模块，以及将从所述传统以太网模块接收到的以太网数据转换为TTE数据并发送至所述TTE通信模块。

2.如权利要求1所述的实时通信网关装置，其特征在于，所述数据处理模块通过RGMII接口与所述传统以太网模块耦接。

3.如权利要求2所述的实时通信网关装置，其特征在于，所述传统以太网模块包括：

以太网变压器，与所述第一接口耦接，用于实现与所述传统以太网装置的电气隔离通信；以及

以太网收发器，与所述以太网变压器耦接以实现以太网数据的接收和发送。

4.如权利要求1所述的实时通信网关装置，其特征在于，所述数据处理模块通过PCIe接口与所述TTE通信模块耦接。

5.如权利要求4所述的实时通信网关装置，其特征在于，所述TTE通信模块包括：

以太网变压器，与所述第二接口耦接，用于实现与所述外部TTE设备的电气隔离通信；

以太网收发器，与所述以太网变压器耦接以实现TTE数据的接收和发送；以及

FPGA，通过RGMII接口与所述以太网收发器耦接，通过所述PCIe接口与所述数据处理模块耦接，以接收和发送所述TTE数据。

6.如权利要求5所述的实时通信网关装置，其特征在于，所述FPGA包括：

PCIe接口单元，用于实现与所述数据处理模块的数据通信；

TTE发送单元，用于进行发送数据的分组排列、调度和缓冲；

TTE接收单元，用于实现接收数据的校验、检查和缓冲；以及

TTE时钟同步单元，用于实现与所述列车上的TTE交换机的时间同步。

7.如权利要求1～6中任一项所述的实时通信网关装置，其特征在于，所述数据处理模块为CPU最小系统模块。

8.如权利要求7所述的实时通信网关装置，其特征在于，所述CPU最小系统模块包括：

CPU，通过对应的接口与所述传统以太网通信模块及所述TTE通信模块耦接，用于数据的接收、处理和发送；

温度监控报警单元，与所述CPU耦接，用于监控所述CPU所在单板的温度并基于所述单板的温度向所述CPU发送报警信号；

看门狗监视单元，与所述CPU耦接，用于对所述CPU的喂狗信号进行监视，响应于所述喂狗信号异常，向所述CPU发送复位信号；以及

测试接口单元，用于实现所述实时通信网关装置的测试和调试。

9.如权利要求1所述的实时通信网关装置，其特征在于，每一通信转换线路还包括电源转换单元，用于为其所在的通信转换线路上的芯片供电并向其所在线路上的数据处理模块反馈供电电流。

10.如权利要求9所述的实时通信网关装置，其特征在于，所述若干路通信转换线路为多路通信转换线路，每一通信转换线路上的电源转换单元至少还与其它任一通信转换线路上的数据处理模块耦接，响应于所述电源转换单元所在通信转换线路供电异常，向其耦接的其它数据处理模块发送中断信号以便于其它数据处理模块识别其所在通信转换线路故障。

11.如权利要求10所述的实时通信网关装置，其特征在于，所述多路通信转换线路为两路通信转换线路。

12.如权利要求1所述的实时通信网关装置，其特征在于，所述第一接口为背板连接器，所述第二接口为M12以太网接口。

13.一种列车，其特征在于，包括如权利要求1～12中任一项所述的实时通信网关装置。

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