[发明专利]一种多功能车厢总线设备及微处理器

说明书

技术领域

本发明涉及电气自动化技术领域，特别涉及一种多功能车厢总线设备。

背景技术

目前国际上影响最大的铁路行业标准总线是IEC61375标准所规定的列车通信网(TCN，Train Communication Network)。符合IEC61375标准的TCN产品特别是多功能车厢总线(MVB，Multifunction Vehicle Bus)在中国铁路行业的应用越来越广泛。

MVB4类设备可以实现过程数据和消息数据的通讯，具有完全的MVB主站功能。过程数据是IEC61375标准中规定的周期收发的数据，主要用来传输一些实时性较高的参数。例如积分曲线要求的参数等。消息数据是IEC61375标准中规定的偶发性的数据，用来传输较大容量和实时性比过程数据低的一些参数，例如故障数据等。由于MVB4类设备的上述特点，MVB4类设备需要采用多种中断。

例如主站发出主帧后一段时间内未收到从帧的应答，则产生从帧应答超时中断(RTI，Reply Timeout Interrupt)。某设备在1.3毫秒内未收到主帧，则产生总线超时中断(BTI，Bus Timeout Interrupt)。每收到0xFFFF个通讯帧，则产生一个帧计数中断(FEV，Frames Evaluated Interrupt)、发送队列异常中断(XQE，Transmit Queue Exception)和接收队列异常中断(RQE，Receive QueueException)。还包括某个通讯端口绑定的数据传输中断等。这样会带来两方面的问题：一是太多的中断使CPU频繁地执行入栈出栈，极大影响CPU的工作效率；二是有的中断需要较长的处理时间，这将影响CPU处理任务的实时性。

为了解决上述问题，目前有两种解决方案，一种是双CPU；一种是单CPU，外加其他模块。下面首先介绍双CPU的方案。一个CPU专门用来处理中断；另一个CPU专门用来处理MVB通讯。但是双CPU的硬件体系庞大，设计起来比较麻烦。由于列车个体狭长，空间紧凑，所以体积庞大的MVB设备不利于在机车车厢安装。由于两个CPU之间需要传输数据，这样致使软件程序结构复杂。因此，这种双CPU的MVB设备不利于扩展应用。

单CPU的MVB设备，需要配合其他模块才能实现控制功能。CPU主要处理MVB通讯。其他模块例如：数据采集模块，用于采集数字量、模拟量。多串口通讯模块，用于与列车上其它具有RS485接口、CAN总线接口或LONWORK总线接口的设备进行数据交换。数字量和模拟量输出模块，用于直接控制现场设备如开关、继电器等，实现控制功能。这种单CPU外加功能模块的MVB设备的体积较大，不易应用在空间紧凑的汽车或列车上。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供一种多功能车厢总线设备及微处理器，所述设备的体积小，能够方便安装于空间紧凑的汽车或列车上。

本发明提供一种多功能车厢总线设备，包括微处理器，以及与所述微处理器连接的存储器、多功能车厢总线子系统、电源电路及复位电路，所述微处理器包括一个主中央处理单元和一个增强型时间处理器；所述主中央处理单元，用于响应中断和运行列车通信网协议栈；所述增强型时间处理器，用于控制列车运行。

优选地，所述多功能车厢总线设备还包括与所述微处理器连接的可编程逻辑器件，所述可编程逻辑器件用于将所述微处理器的控制信号、地址信号进行时序调整后传递至所述多功能车厢总线子系统。

优选地，所述存储器包括同步动态随机存储器、非易失性随机访问存储器和Flash；

所述同步动态随机存储器，用于作为程序的运行空间；

所述非易失性随机访问存储器，用于暂存程序；

所述Flash，用于存储程序。

优选地，所述电源电路包括5V电源，用于为多功能车厢总线系统供电。

优选地，所述电源电路还包括开关电源，用于将5V电源转换为3.3V电源；所述3.3V电源，用于为微处理器的IO口以及CPU外围设备供电。

优选地，所述电源电路还包括线性电源，用于将3.3V电源转换为1.5V电源；所述1.5V电源，用于为微处理器的内核供电。

优选地，所述多功能车厢总线设备还包括第一指示灯和第二指示灯，分别用于指示所述5V电源和3.3V电源是否接通。

优选地，所述多功能车厢总线设备还包括第三指示灯，用于指示所述微处理器工作是否正常。

优选地，所述多功能车厢总线设备还包括第四指示灯、第五指示灯和/或第六指示灯；